KR20140135158A - 섬유 강화 플랫-스트립 플라스틱 박편들로 만들어진 인장 부재들에 힘을 도입하는 디바이스 - Google Patents

섬유 강화 플랫-스트립 플라스틱 박편들로 만들어진 인장 부재들에 힘을 도입하는 디바이스 Download PDF

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시카 테크놀러지 아게
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Abstract

본 발명은 섬유 강화 플랫-스트립 플라스틱 박편들로 만들어진 인장 부재들(2)에 힘을 도입하는 디바이스(1)에 관한 것으로, 상기 디바이스(1)는 인장 부재(2) 상에 배열되고 인장 부재와 접촉하는 적어도 하나의 표면을 갖는 적어도 하나의 클램핑 요소(3)와, 클램핑 요소(3) 및 인장 부재(2) 주위에 배열되어, 클램핑 요소(3)를 통해 인장 부재(2) 상에 클램핑 압력을 가하는 적어도 하나의 슬리브(4)를 포함한다. 클램핑 요소(3)는 차례로 쌓아 놓은 적어도 2개의 층들로 만들어지고, 상기 적어도 2개의 층들 중 적어도 하나의 제 1의 소프트 층은 1000 내지 6000 MPa의 범위를 갖는 탄성 계수를 갖는 물질로 구성되고, 상기 적어도 2개의 층들 중 적어도 하나의 제 2의 하드 층은 소프트 층보다 더 높은 탄성 계수를 갖는 물질로 구성된다. 전체로서 클램핑 요소들(3)은 웨지 테이퍼가 없는 구조를 갖거나, 웨지-형태 또는 원뿔형 구조를 갖고, 단면 축소는 인장 부재(2)의 인장력 방향과 반대로 일어나고, 슬리브(4)는 적어도 하나의 클램핑 요소(3)를 수용하고 클램핑 압력을 가하는데 적합한 내부 형태를 갖는다.

Description

섬유 강화 플랫-스트립 플라스틱 박편들로 만들어진 인장 부재들에 힘을 도입하는 디바이스{DEVICE FOR INTRODUCING A FORCE INTO TENSION MEMBERS MADE OF FIBER-REINFORCED FLAT-STRIP PLASTIC LAMELLAS}
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따라 섬유 강화 플랫-스트립 플라스틱 박편들(lamellas)로 만들어진 인장 부재들(tension members)에 힘을 도입하는 디바이스에 관한 것이다. 본 발명은 추가로 그러한 인장 부재들에 힘을 도입하는 방법, 그러한 디바이스의 용도, 본 발명에 따른 하나 이상의 디바이스들을 포함하는 인장 부재들, 및 본 발명에 따른 디바이스를 이용하여 지지 구조들을 강화시키는 방법에 관한 것이다.
인장력 하에 지지 구조에 접착하도록 이루어지는 섬유 강화 플랫-스트립 플라스틱 박편들로 만들어진 인장 부재들을 적용함으로써, 예를 들어 기존의 빌딩들의 개조 동안, 지지 구조들의 강화가 알려져 있고, 철골 구조들에 의한 지지 구조들의 강화에 비해 다수의 장점들을 갖는다. 인장 부재들에 힘을 도입하는 것은 주로 지지 구조의 인장 면들 상의 최종 앵커링(final anchoring)을 통해 발생하기 때문에, 이것은 특히 중요한 것으로 간주된다. 섬유 강화 플랫-스트립 플라스틱 박편들로 만들어진 인장 부재들의 최종 앵커링 뿐 아니라, 사전-인장력 적용(pre-tensioning)에 대해, 섬유 강화 플랫-스트립 박편들의 취급과 연관된 특수 요건들을 고려하는 상이한 시스템들이 알려져 있다. 웨지들 및 슬리브들로 구성된 시스템들이 특히 일반적이며, 여기서 웨지들은 인장 부재 주위에 적용되고, 후속하여 높은 강도의 슬리브로의 섬유 강화 플랫-스트립 플라스틱 박편들의 인장력 방향으로 박힌다. 웨지들의 단면 축소가 인장력 방향으로 형성되기 때문에, 장력 부하(tensile loading) 하의 웨지들은 슬리브로부터 잡아 당겨진다.
예를 들어, WO 2005/061813 A1은 웨지들을 위한 슬리브를 실질적으로 나타내는 앵커링 몸체와 2개의 웨지들로 구성된 인장 부재들을 위한 앵커링들을 기재하며, 여기서, 웨지들과 인장 부재 사이 및/또는 웨지들과 슬리브 사이에서, 한 번 더 제 2의 웨지-형태의 층이 배열된다. 이러한 제 2의 웨지-형태의 층은 제 1 웨지의 탄성 계수보다 더 낮은 탄성 계수를 갖는 물질로 만들어진다. 인장 부재에 힘을 도입하는 것은 슬리브에 의해, 즉 강화될 지지 구조상에 슬리브를 보강(bracing)함으로써 설명된 시스템에서 발생한다. WO 2005/061813 A1에 기재된 디바이스들의 단점은, 인장 부재에 힘을 도입하기 위한 디바이스의 적용시, 인장 부재를 갖는 웨지들이 슬리브에 박혀져야 한다는 것이다. 웨지들이 인장 부재의 인장력 방향으로 박혀져야 하기 때문에, 사전-인장력이 적용된 인장 부재 상의 인장력은 그러한 시스템들의 이용시 손실된다.
그러므로, 본 발명의 문제는 섬유 강화 플랫-스트립 플라스틱 박편들로 만들어진 인장 부재들에 힘을 도입하는 디바이스를 제공하는 것으로, 이것은 종래 기술의 단점들을 극복하고, 프로세스에서 손실되는 인장력 없이 인장력이 적용된 인장 부재에 적용될 수 있다.
이 문제는 청구항 1에 따른 디바이스에 의해 본 발명에 따라 해결된다.
그러므로, 본 발명의 핵심은 섬유 강화 플랫-스트립 플라스틱 박편들로 만들어진 인장 부재들에 힘을 도입하는 디바이스이며, 이 디바이스는, 인장 부재 상에 배열되고 인장 부재와 접촉하는 적어도 하나의 표면을 갖는 적어도 하나의 클램핑 요소와; 클램핑 요소 및 인장 부재 주위에 배열되어, 클램핑 요소를 통해 인장 부재 상에 클램핑 압력을 가하는 적어도 하나의 슬리브를 포함하고,
클램핑 요소는 차례로 쌓아 놓은(one on top of the other) 적어도 2개의 층들로 만들어지고, 적어도 2개의 층들 중 적어도 하나의 제 1의 소프트(soft) 층은 1000 내지 6000 MPa의 범위를 갖는 탄성 계수를 갖는 물질로 만들어지고, 적어도 하나의 제 2의 하드(hard) 층은 소프트 층보다 더 높은 탄성 계수를 갖는 물질로 만들어지고, 전체로서 클램핑 요소들은 웨지 테이퍼(wedge taper)가 없는 구조를 갖거나, 웨지-형태 또는 원뿔형 구조를 갖고, 단면 축소는 이 경우에 인장 부재의 인장력 방향과 반대로 일어나고, 슬리브는 적어도 하나의 클램핑 요소를 수용하고 클램핑 압력을 가하는데 적합한 내부 형태를 갖는다.
본 발명에 따른 디바이스에 의해, 섬유 강화 플랫-스트립 플라스틱 박편들로 만들어진 인장 부재들에 힘을 효율적으로 도입하는 것이 가능하며, 심지어 사전-인장력이 적용되거나 인장력이 적용된 인장 부재 상에서 사용할 동안에도, 클램핑 요소들을 슬리브에 박는 방식으로 인해 어떠한 인장력도 손실되지 않는다는 것이 놀랍게도 발견되었다.
더욱이, 본 발명에 따른 디바이스는, 설명된 특성들을 갖는 클램핑 요소들의 이용이 인장 부재와 클램핑 요소 사이의 경계 표면에서 균일한 클램핑 압력 또는 횡방향 압력을 발생하고, 이것이 인장 부재들로의 힘의 매우 효율적이고 균일한 도입을 허용한다는 장점을 갖는다.
더욱이, 본 발명에 따른 디바이스는 클램핑 요소들의 장기간의 변형의 감소와, 이에 따라 물질의 크립(creep)으로 인한 인장력 손실의 감소를 포함한다.
지지 구조를 강화시키기 위해 탄소 섬유 강화 플랫-스트립 박편들로 만들어진 대응하는 인장 부재들을 갖는 본 발명에 따른 디바이스의 바람직한 이용에서, 적어도 클램핑 요소들의 소프트 층을 위해 바람직하게 사용되는 플라스틱은 더욱이 빌딩에서 전기 전도성 박막과 일반적으로 스틸로 만들어진 앵커링 사이의 갈바닉 분리를 보장한다. 갈바닉 분리 없이, 강화될 강화 콘크리트 건축물 요소의 내부 스틸 강화재에 인장 부재가 앵커링들을 통해 전기적으로 연결되어, 나중에 갈바닉 대량 요소(galvanic macroelement)를 형성할 위험이 있다. 이것은 강화 콘크리트 건축물 요소의 내부 스틸 강화재 또는 앵커링들의 매우 급속히 진행하는 부식을 초래할 수 있다.
본 발명의 추가 양상들은 추가 독립 청구항들의 대상이다. 본 발명의 특히 바람직한 실시예들은 종속 청구항들의 대상이다.
본 발명의 실시예의 예들은 도면들에 기초하여 더 구체적으로 설명된다. 상이한 도면들에서의 동일한 요소들은 동일한 도면 부호들을 갖는다. 본 발명은 도시되고 설명된 실시예의 예들에 당연히 한정되지 않는다.
도 1은 인장 부재를 갖는 본 발명에 따른 디바이스를 도식적으로 도시한다.
도 2는 인장 부재를 갖는 본 발명에 따른 디바이스를 도식적으로 도시한다.
도 3은 인장 부재를 갖는 본 발명에 따른 디바이스를 도식적으로 도시한다.
도 4는 인장 부재를 갖는 본 발명에 따른 디바이스를 도식적으로 도시한다.
도 5는 인장 부재를 갖는 본 발명에 따른 디바이스를 도식적으로 도시한다.
도 6a는 인장 부재를 갖는 본 발명에 따른 디바이스를 도식적으로 도시한다.
도 6b는 인장 부재 및 다중-부분(multi-part)의 슬리브를 갖는 본 발명에 따른 디바이스를 통한 횡단면을 도식적으로 도시한다.
도 7은 마찰 요소 및 인장 부재를 갖는 본 발명에 따른 디바이스의 구조의 섹션을 도식적으로 도시한다.
도 8은 슬롯형 플레이트 및 인장 부재를 갖는 본 발명에 따른 디바이스를 통한 횡단면도를 도식적으로 도시한다.
도 9a 내지 도 9c는 각각 본 발명에 따른 디바이스를 도식적으로 도시한 횡단면도로서, 소프트 및 하드 층을 갖는 클램핑 요소들이 표시된다.
도 10a 내지 도 10e는 섬유 강화 플랫-스트립 플라스틱 박편들로 만들어진 인장 부재들에 힘을 도입하는 방법의 단계들을 횡단면도로서 도식적으로 도시한다.
도 11a 및 도 11b는 강화될 지지 구조상에 힘을 도입하기 위한 본 발명에 따른 디바이스를 갖는 인장 부재의 앵커링을 횡단면도 및 평면도로서 도식적으로 도시한다.
도 12a 및 도 12b는 강화될 지지 구조상에 힘을 도입하기 위한 본 발명에 따른 디바이스를 갖는 인장 부재를 위한 인장 요소를 횡단면도 및 평면도로서 도식적으로 도시한다.
도면들에서, 본 발명의 즉각적인 이해를 위해 필수적인 요소들만이 도시된다.
도 1은 섬유 강화 플랫-스트립 플라스틱 박편들로 만들어진 인장 부재들(2)에 힘을 도입하는 디바이스(1)이며, 이 디바이스(1)는, 인장 부재 상에 배열되고 인장 부재와 접촉하는 표면을 갖는 클램핑 요소(3)와; 클램핑 요소 및 인장 부재 주위에 배열되어, 클램핑 요소를 통해 인장 부재 상에 클램핑 압력을 가하는 적어도 하나의 슬리브(4)를 포함한다.
여기서 클램핑 요소는 차례로 쌓아 놓은 적어도 2개의 층들로 만들어지고, 적어도 2개의 층들 중 적어도 제 1의 소프트 층은 1000 내지 6000 MPa의 범위를 갖는 탄성 계수를 갖는 물질로 만들어지고, 적어도 제 2의 하드 층은 소프트 층보다 더 높은 탄성 계수를 갖는 물질로 만들어진다.
따라서, 본 명세서에서, "소프트 층"이라는 용어는 1000 내지 6000 MPa의 범위를 갖는 탄성 계수를 갖는 클램핑 요소의 층을 나타낸다. 소프트 층의 탄성 계수보다 더 높은 탄성 계수를 갖는 클램핑 요소의 층은 이에 따라 "하드 층"이라 언급된다.
더욱이, 전체로서 클램핑 요소들이 웨지 테이퍼가 없는 구조를 갖거나, 웨지-형태 또는 원뿔형 구조를 갖고, 이 경우에, 단면 축소는 인장 부재의 인장력 방향과 반대로 일어나고, 슬리브가 적어도 하나의 클램핑 요소를 수용하고 클램핑 압력을 가하는데 적합한 내부 형태를 갖는다는 것이 본 발명에 대해 필수적이다.
여기서 "전체로서 클램핑 요소들"이라는 표현은 디바이스의 모든 클램핑 요소들을 언급하는 것으로 이해된다. 따라서, 디바이스가 예를 들애 2개의 클램핑 요소들을 포함하면, 이들 2개의 클램핑 요소들은 또한 전체로서 클램핑 요소들을 형성한다. 웨지 테이퍼에 적용하는 요건의 해석에 대해, 디바이스의 전체로서 클램핑 요소들에서의 클램핑 요소들은 또한 디바이스에 배열될 때 동일한 방식으로 존재한다. 디바이스가 여러 개의 클램핑 요소들을 갖는다면, 이것은, 그 접촉 표면들을 갖는 클램핑 요소들이 서로 마주보고, 적어도 인장 부재가 접촉 표면들 사이에 배열된다는 것을 의미한다. 일반적으로 인장 부재가 전체로서 클램핑 요소들의 웨지 테이퍼에 아무런 영향을 주지 않기 때문에, 여러 개의 클램핑 요소들의 경우에 웨지 테이퍼를 추정하기 위해 상호 접촉하는 표면들을 갖는 전체로서 클램핑 요소들을 고려하는 것이 또한 가능하다.
언급된 요건 내에서, 원칙적으로 클램핑 요소는, 클램핑 요소와 슬리브 사이 또는 여러 개의 클램핑 요소들 사이에 인장 부재를 클램핑하는데 적합한 경우에 임의의 형태를 가질 수 있다.
간략함을 위해, 몇몇 도면들에서, 각 클램핑 요소들은 단일 부분으로서 표시되는데, 즉 하드 층 및 소프트 층은 개별적으로 표시되지 않는다.
특히, 본 발명에 따른 디바이스는 하나 이상의 클램핑 요소들을 갖는데, 이러한 하나 이상의 클램핑 요소들은 인장 부재 상에 또는 그 주위에 배열되고, 각 경우에, 인장 부재와 접촉하는 적어도 하나의 표면을 갖는다.
2개의 클램핑 요소들을 갖는 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 클램핑 요소들은 길이 방향으로 절반인 하나의 실린더의 절반으로서 바람직하게 각각 형성된다. 이 경우에, 실린더가 절반이 된 플랫 표면은 인장 부재와의 클램핑 요소의 접촉 표면을 표시한다. 더욱이, 전체로서 클램핑 요소들은 원뿔형 또는 웨지-형태의 구조를 가질 수 있고, 이 경우에 단면 축소는 항상 인장 부재의 인장력 방향과 반대로 일어난다.
도 2는 섬유 강화 플랫-스트립 플라스틱 박편들로 만들어진 인장 부재들(2)에 힘을 도입하는 디바이스(1)의 바람직한 실시예를 도시하고, 이 디바이스(1)는, 인장 부재 상에 배열되고 각 경우에 인장 부재와 접촉하는 적어도 하나의 표면을 갖는 2개의 클램핑 요소들(3)과; 클램핑 요소들 주위에 배열되어, 클램핑 요소들을 통해 인장 부재 상에 클램핑 압력을 가하는 적어도 하나의 슬리브(4)를 포함한다.
슬리브는 특히 단단한(rigid) 슬리브인데, 즉, 슬리브는 클램핑 요소에 대해, 특히 클램핑 요소의 소프트 층에 대해 상당히 더 높은 강성도(stiffness)를 갖는다.
슬리브는 특히 플라스틱, 금속, 금속 합금, 또는 다른 높은 강도의 물질로 만들어진다. 슬리브는 바람직하게 섬유 강화 플라스틱 또는 스틸, 가장 바람직하게 에폭시 수지를 주원료로 한 탄소 섬유 강화 플라스틱으로 만들어진다.
사실상, 슬리브는, 인장 부재 및 선택적으로 마찰 부재를 갖는 클램핑 요소(들)를 수용하고 인장 부재 상에 충분한 클램핑 압력을 가하는데 적합한 경우에 임의의 방식으로 설계될 수 있다. 따라서, 슬리브는 튜브의 형태로 설계될 필요가 없는데, 그 대신에, 임의의 원하는 형태를 갖는 물체에서 클램핑 요소들을 수용하는데 적합한 구멍(bore) 또는 오목한 부분(recess)일 수 있다. 예를 들어, 도 3은 인장 부재(2), 클램핑 요소(3), 및 슬리브(4)로 구성된 본 발명에 따른 디바이스(1)의 단면을 도시하고, 슬리브는 클램핑 요소에 대한 대항 부품(counterpiece)으로서 플랫 지지부(41)와의 길이 방향으로 절반이 된 튜브의 형태를 갖는다.
도 4는 본 발명에 따른 디바이스(1)의 단면을 도시하고, 슬리브(4)는 클램핑 요소에 대한 대항 부품으로서 플랫 지지부(41)를 갖는 직사각형 형태를 갖는다. 이 실시예에서, 클램핑 요소(3)는 입방형(cuboid) 형태 또는 무딘(blunt) 웨지의 형태를 갖고, 무딘 웨지의 단면 축소는 인장 부재의 인장력 방향과 반대로 일어난다.
도 5는 직사각형 형태를 갖는 슬리브(4)를 갖는 본 발명에 따른 디바이스(1)의 단면을 도시하고, 이 실시예는 인장 부재(2) 주위에 배열되는 2개의 클램핑 요소들(3)을 포함한다. 도 4와 유사하게, 클램핑 요소들(3)은 입방형 형태들 또는 무딘 웨지들의 형태를 갖고, 무딘 웨지들의 단면 축소는 인장 부재의 인장력 방향과 반대로 일어난다.
도 6a는 인장 부재(2), 클램핑 요소(3) 및 슬리브(4)로 구성되는 본 발명에 따른 디바이스의 횡단면을 도시하고, 클램핑 요소의 단면은 인장 부재(2)의 인장력 방향(6)과 반대 방향으로 축소가 일어난다. 슬리브(4)는 이에 따라 클램핑 요소들을 수용하고 클램핑 압력을 가하는데 적합한 내부 형태를 갖는다.
더욱이, 슬리브는 단일-부분 또는 다중-부분의 슬리브가 되도록 설계될 수 있고, 다중-부분의 설계에서, 상이한 물질들로 만들어진 개별적인 부분들을 이용하는 것이 또한 가능하다. 예를 들어, 슬리브는 오목한 부분을 커버하는 스틸 몸체와 조합하여, 예를 들어 강화될 지지 구조의 콘크리트에서 적절한 오목한 부분에 의해 형성될 수 있다. 이 경우에, 콘크리트 표면은 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 지지부를 형성한다.
다중-부분의 슬리브의 특히 바람직한 실시예는 또한, 슬리브의 원뿔이 웨지 또는 웨지-형태 또는 원뿔형 몸체에 적용되거나 슬라이딩함으로써 발생되는 것이다. 이것은 한 편으로, 느슨한 슬리브 상에서, 또는 또한 사전-인장력이 적용된 인장 부재의 경우에 미리 장착된 디바이스 상에서 발생할 수 있다.
예를 들어, 도 6b는 본 발명에 따른 디바이스의 횡단면을 도시하며, 이러한 디바이스는 인장 부재(2), 2개의 클램핑 요소들 (3) (개별적으로 표시되지 않은 소프트 층 및 하드 층), 및 단면이 직사각형 형태를 갖는 슬리브(4)로 구성되어 있다. 이 경우에, 슬리브(4)는 단면 축소 또는 웨지 테이퍼가 없는 외부 부분(4a)과, 이 경우에 뾰족한 웨지들의 형태인 2개의 내부 부분들(4b)로 만들어진 다중-부분의 구조를 갖는다. 따라서, 제 1 단계에서, 클램핑 요소들은 사전-인장력이 적용된 인장 부재(2) 상에 적용된다. 놀랍게도, 슬리브의 외부 부분은 클램핑 요소들 위에 슬라이딩된다. 마지막으로, 슬리브의 내부 부분들은 클램핑 요소들과 슬리브의 외부 부분 사이에 박히고, 그 결과, 횡방향 압력은 클램핑 요소들에 가해진다. 유사한 실시예는 또한 예를 들어, 도 4에 표시된 바와 같이, 하나의 클램핑 요소만을 갖는 디바이스의 경우에 특히 적합하다.
슬리브는 바람직하게 둥근 단면을 갖는 관형 슬리브이고, 항상 슬리브의 내부 형태는, 인장 부재 및 선택적으로 마찰 요소를 갖는 클램핑 요소들을 수용하는데 적합하고, 인장 부재 상에 충분한 클램핑 압력을 가하는데 적합한 형태이어야 한다.
무딘 웨지들의 형태인 2개의 클램핑 요소들이 사용될 때, 직사각형 단면을 갖는 슬리브가 사용되고, 여기서 슬리브의 내부 형태도 또한 인장 부재 및 선택적으로 마찰 요소를 갖는 클램핑 요소들을 수용하는데 적합한 형태를 항상 가져야 한다. 여기서 슬리브는 충분한 강성의 플레이트들로 제작될 수 있다.
인장 부재 상에 최적의 클램핑 압력을 가하기 위해, 슬리브는 일반적으로 인장 부재 및 선택적으로 마찰 요소를 갖는 클램핑 요소들의 외부 형태에 비해 축소된 단면을 갖는 내부 형태를 갖는다.
인장 부재 및 선택적으로 마찰 요소를 갖는 전체로서의 클램핑 요소들의 직경과 슬리브의 내부 직경 사이의 차이는 특히 2 내지 10%, 바람직하게 대략 5%이다.
본 발명에 따른 디바이스를 제공할 때, 슬리브는, 선택적으로 마찰 요소를 갖고 인장 부재 상에 배열되는 클램핑 요소 상에서 슬라이딩되거나, 클램핑 요소는 슬리브에 박히고, 그 결과, 인장 부재 상의 필요한 클램핑 압력이 증강된다.
디바이스가 다중-부분의 슬리브를 갖는 것이면, 클램핑 압력은 또한 슬라이딩하거나 박는 것보다 다른 방식들로 발생될 수 있다. 예를 들어, 다중-부분의 슬리브는 클램핑 요소들 주위에 배열되고 직접 고정될 수 있다. 디바이스가 도 6b에 표시된 디바이스이면, 클램핑 압력은 이와 같이 슬리브 상에서 슬라이딩함으로써 발생되지 않고, 내부 부분들에 박음으로써 발생되고, 이것은 슬리브의 외부 부분과 클램핑 요소들 사이의 웨지들이다.
인장 부재는 상이한 응용들에 대해 당업자에게 알려져 있는 섬유 강화 플랫-스트립 플라스틱 박막으로 구성된다. 특히, 이것은 단방향의 섬유 강화 플랫-스트립 플라스틱 박편들을 수반한다. 섬유의 강화는 일반적으로 탄소 섬유들에 의해 발생한다. 플라스틱 매트릭스로서, 특히 에폭시 수지 매트릭스를 사용할 수 있다. 적합한 섬유 강화 플랫-스트립 플라스틱 박편들은 예를 들어, Sika Schweiz AG로부터의 상표명 Sika® CarboDur®으로 상업적으로 이용가능하다.
바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 디바이스는 클램핑 요소와 인장 부재 사이의 접촉 표면들의 영역에서 마찰 요소를 더 포함한다. 마찰 요소는, 클램핑 요소와 인장 부재 사이의 마찰을 증가시켜, 심지어 특히 높은 인장력들의 경우에서도, 인장 부재가 디바이스로부터 미끄러지는 것을 방지하는 기능을 갖는다.
특히, 마찰 요소는
- 단단한 입자들(hard grains)을 갖는 인장 부재의 코팅부와;
- 단단한 입자들을 갖는 클램핑 요소들의 코팅부와;
- 단단한 입자들에 의해 점유된 직물, 특히 웹(web) 또는 메시(mesh)로부터 선택된다.
단단한 입자들은 특히 일반적으로 ≥5, 특히 ≥7, 바람직하게 ≥9의 범위에서의 모스 경도를 갖는 물질로 만들어지는 날카로운-에지형(sharp-edged) 입자들이다. 예를 들어, 단단한 입자들은 코런덤(corundum) 또는 실리콘 카바이드로 만들어진다.
단단한 입자들의 입자 크기는 일반적으로 0.05 내지 1.0mm, 특히 0.2 내지 0.5mm이다.
일반적으로, 마찰 요소는 인장 부재와 접촉하는 표면의 영역에서 클램핑 요소 상의 단단한 입자들의 코팅부로 만들어지는 것이 바람직하다.
디바이스가 하나보다 많은 클램핑 요소를 갖는 실시예이면, 상기 디바이스는 각 경우에, 특히 모든 클램핑 요소들과 인장 부재 사이의 접촉 표면들의 영역에서 마찰 요소를 더 포함한다.
도 7은 도 2에서 이미 설명된 디바이스의 도식적인 층 구조를 도시하고, 이 실시예에서 클램핑 요소들(3)은 단단한 입자들을 갖는 클램핑 요소들의 코팅부의 형태인 마찰 요소(7)를 포함한다.
인장 부재에 힘을 도입하는 것은 바람직한 실시예에서 슬리브를 통해서가 아니라 디바이스의 클램핑 요소 또는 클램핑 요소들을 통해 발생한다.
도 8에 표시된 바와 같이, 힘의 도입은 일반적으로, 인장 부재(2)의 인장력 방향(6)으로 볼 때, 본 발명에 따른 디바이스(1) 앞에 슬롯형 플레이트(5)가 배열되고, 슬롯형 플레이트(5) 위에 클램핑 요소 또는 클램핑 요소들(3)이 보강될 때 발생한다. 여기서 슬롯형 플레이트(5)는 슬롯을 갖고, 슬롯을 통해 인장 부재가 인도될 수 있다. 동시에, 슬롯형 플레이트는 가능한 한 큰 표면상에서 클램핑 요소들(3)을 보강한다.
도 8에서 알 수 있듯이, 슬리브(4)가 또한 슬롯형 플레이트(5) 상에서 적어도 부분적으로 보강되기 때문에, 인장 부재로의 특정 양의 힘의 전달이 슬리브를 통해 발생하지만, 힘의 도입이 주로 클램핑 요소들(3)을 통해 발생한다는 것이 당업자에게 명백하게 분명해진다.
일반적으로, 슬롯형 플레이트는 금속 또는 금속 합금으로 만들어진다. 더욱이, 슬롯형 플레이트는 단일 부분의 형태로 설계될 필요가 없고, 그 대신에, 여러 개의 부분들로 만들어질 수 있다. 단일-부분의 슬롯형 플레이트는 예를 들어, 힘을 도입하기 위해 본 발명에 따른 디바이스들이 미리 제공되고 미리 사용될 준비가 된 인장 부재 상에 적용되는 경우 적합하다.
본 발명에 따른 디바이스의 클램핑 요소 또는 클램핑 요소들을 통해 인장 부재에 힘을 도입하는 것은 특히 유리하다. 이 실시예에서, 클램핑 요소들은 슬리브, 인장 부재와 브레이싱 사이에 수용되고, 부하들이 큰 경우에, 이들 클램핑 요소들은 클램핑 요소와 견인 요소(traction element)의 접촉 표면의 영역에서의 일정한-부피의 탄성 및 점소성 변형을 겪고, 이 변형은 적어도 2개의 층들로 차례로 쌓여 구성되는 상기 클램핑 요소들의 특수한 구조로 인한 것이고, 클램핑 요소와 인장 부재 사이의 인장력들의 균등화를 초래한다. 이러한 특성은 클램핑 요소들의 클램핑 효과, 이에 따라 힘의 도입의 효율을 크게 향상시킨다.
가장 바람직한 실시예에서, 전술한 본 발명에 따른 디바이스는 2개의 클램핑 요소들을 포함하는데, 이러한 2개의 클램핑 요소들은 인장 부재 주위에 배열되고, 각 경우에, 인장 부재와 접촉하는 표면을 갖고, 접촉 표면들 각각은 특히 마찰 요소뿐 아니라 탄소 섬유 강화 플라스틱으로 만들어진 슬리브를 갖고, 이것은 2개의 클램핑 요소들 주위에 배열되어, 클램핑 요소들을 통해 인장 부재 상에 클램핑 압력을 가한다.
본 발명에 따라, 클램핑 요소는 차례로 쌓아 놓은 적어도 2개의 층들에 의해 형성되고, 이들 적어도 2개의 층들 중 적어도 하나의 제 1의 소프트 층은 1000 내지 6000 MPa의 범위를 갖는 탄성 계수를 갖는 물질로 만들어지고, 이들 적어도 2개의 층들 중 적어도 하나의 제 2의 하드 층은 소프트 층보다 더 높은 탄성 계수를 갖는 물질로 만들어진다.
본 발명의 실시예에서, 본 발명에 따른 디바이스의 클램핑 요소는 2개의 층들로 만들어지고, 여기서
- 제 1의 소프트 층은 인장 부재(2)와 제 2의 하드 층 사이에 배열되거나,
- 제 1의 소프트 층은 제 2 층과 슬리브(4) 사이에 배열된다.
추가로 바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 디바이스의 클램핑 요소는 3개의 층들로 구성되며, 각 경우에, 하나의 소프트 층은 인장 부재(2)와 인접하고, 하나의 소프트 층은 슬리브(4)와 인접하고, 하드 층은 2개의 소프트 층들 사이에 배열된다.
가장 바람직하게, 본 발명에 따른 디바이스의 클램핑 요소(3)는 인장 부재(2)에 인접하는 적어도 하나의 소프트 층을 포함하고, 이러한 소프트 층은 인장 부재의 인장력 방향과 반대 방향으로 단면 축소를 갖는 웨지-형태의 구조를 갖는다. 소프트 층의 가장 두꺼운 두께가 부하 근처의 영역에 위치되는 이 실시예가 특히 바람직한데, 그 이유는 그 결과, 클램핑 요소와 인장 부재 사이의 전단 응력 및 접촉 압력을 부하 근처의 영역으로부터 부하로부터 먼 영역으로 균일하게 분배하거나, 심지어 약간 증가시키는 것이 가능하기 때문이다.
본 발명에 따른 디바이스의 클램핑 요소의 하드 층의 평균 섹션 높이가 소프트 층의 평균 섹션 높이보다 더 큰 것이 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 디바이스의 클램핑 요소들에서, 적어도 하나의 소프트 층의 물질은 1000 내지 6000 MPa의 범위를 갖는 탄성 계수를 갖는다. 특히, 더욱이 소프트 층의 물질은 ≥ 25 MPa, 특히 50 내지 150 MPa의 휨 인장 강도(bending tensile strength)와, ≥ 25 MPa의 압축 강도를 갖는다.
지시된 값들은 탄성 계수에 대한 표준들 ISO 604와, 휨 인장 강도 및 압축 강도에 대한 ISO 178에 대응하는 측정치들에 관련된다.
클램핑 요소의 소프트 층의 물질은 바람직하게 플라스틱이다. 여기서, 사실상 적절한 물리적 특성들을 갖는 임의의 원하는 플라스틱을 사용하는 것이 가능하며, 상기 플라스틱은 충진(filled)될 수 있거나 충진될 수 없거나(unfilled), 선택적으로 섬유 강화될 수 있다. 충진된 플라스틱으로서, 예를 들어 탄성화된 모르타르를 이용할 수 있다.
특히, 클램핑 요소의 소프트 층은 적어도 하나의 폴리우레탄 폴리머를 포함하는 플라스틱으로 만들어진다. 플라스틱은 바람직하게 충진되지 않는다.
우선적으로 사용되는 플라스틱의 장점들은 탄성 계수에 비해 높은 휨 인장 강도 및 압축 강도, 크게 만족스러운 치수 안정성(dimensional stability), 팽창 및 밀집한 미끄러운 표면에 대한 매우 높은 내성이다. 낮은 슬라이딩 마찰은 비교적 낮은 압축력으로 큰 클램핑 힘들의 증강을 허용한다.
인장 부재, 슬리브 및 클램핑 요소의 하드 층에 비해 소프트한 클램핑 요소의 층은 인장 부재 상에서 균일한 클램핑 압력을 발생하고, 이것은 인장 부재로의 매우 효율적이고 균일한 힘의 도입을 허용한다. 특히 단방향의 섬유 강화 플랫-스트립 플라스틱 박편들로 만들어진 인장 부재들의 경우에, 이것은 특히 유리한데, 이는 섬유들 사이의 상이한 인장력들이 단지 한정된 정도로만 보상될 수 있기 때문이다.
클램핑 요소의 소프트 층을 제조하기 위한 적합한 플라스틱은 Sika Deutschland AG로부터의 상표명들 SikaBlock®, 바람직하게 SikaBlock® M940으로 상업적으로 이용가능하다.
클램핑 요소의 하드 층의 물질은 바람직하게 > 6000 MPa의 탄성 계수, 특히 10,000 내지 220,000 MPa의 범위를 갖는 탄성 계수, 바람직하게 12,000 내지 25,000 MPa의 범위를 갖는 탄성 계수를 갖는 물질이다. 예를 들어, 클램핑 요소의 하드 층에 적합한 물질로서, 대략 210,000 MPa의 탄성 계수를 갖는 스틸, 또는 충진되거나 충진될 수 없고 일반적으로 소프트 층의 물질보다 2배 또는 3배 더 높은 탄성 계수들을 갖는, 폴리우레탄 또는 에폭시 수지와 같은 플라스틱을 이용하는 것이 가능하다. 클램핑 요소의 하드 층의 제조를 위해, 사실상, 소프트 층과 동일한 플라스틱 매트릭스를 이용하는 것이 또한 가능하고, 하드 층의 경우에, 탄성 계수는 예를 들어, 충진재들(fillers) 및 충진 정도에 의해 조정될 수 있다.
본 발명에 따른 디바이스의 소프트 층 및 하드 층은 차례로 쌓여 느슨하게 위치될 수 있어서, 이들 층들은 디바이스 내에서 클램핑 압력만을 통해 서로에 대해 유지되거나, 또한 서로 연결될 수 있다. 특히, 클램핑 요소는 2개의 층들로 만들어진 복합 건축물 요소로서 형성된다.
도 9a는 전체로서 클램핑 요소들(3)이 원뿔형 구조를 갖는 실시예에서 본 발명에 따른 디바이스를 도시하고, 단면 축소는 인장 부재(2)의 인장력 방향(6)과 반대로 일어난다. 슬리브(4)는 클램핑 요소들을 수용하고 클램핑 압력을 가하는데 적합한 내부 형태를 갖는데, 즉 또한 원뿔형 오목한 부분을 갖는다. 각 경우에 클램핑 요소들(3)은 차례로 쌓아 놓은 2개의 층들에 의해 형성되고, 이들 2개의 층들 중 제 1의 소프트 층(3a)은 1000 내지 6000 MPa의 범위를 갖는 탄성 계수를 갖는 물질로 만들어지고, 인장 부재(2) 바로 위에 적용되고, 이들 2개의 층들 중 제 2의 하드 층(3b)은 소프트 층보다 더 높은 탄성 계수를 갖는 물질로 만들어지고, 소프트 층(3a)과 슬리브(4) 사이에 위치된다. 소프트 층(3a)은 웨지의 형태로 또는 무딘 웨지로서 구성되고, 웨지의 단면 축소는 인장 부재(2)의 인장력 방향(6)과 반대로 일어난다.
도 9b는, 2개의 클램핑 요소들(3) 각각이 인장 부재(2)의 인장력 방향(6)과 반대 방향으로 단면 축소를 갖는 원뿔형 구조와, 원뿔형 오목한 부분을 갖는 대응하는 슬리브(4)를 갖는 실시예에서 본 발명에 따른 디바이스를 도시한다. 각 경우에, 클램핑 요소들(3)은 소프트 층(3a)과 하드 층(3b)으로 형성되고, 소프트 층(3a)은 3개의 면들 상에서 하드 층(3b)을 수용한다. 더욱이, 도 9b의 디바이스는 인장 부재(2)와 클램핑 요소(3) 사이의 마찰 요소(7)를 갖는다.
도 9c는, 2개의 클램핑 요소들(3) 각각이 웨지 테이퍼가 없는 원통형 구조와, 원통형 오목한 부분을 갖는 대응하는 슬리브(4)를 갖는 실시예에서 본 발명에 따른 디바이스를 도시한다. 클램핑 요소들(3) 각각은 소프트 층(3a)과 하드 층(3b)으로 형성되고, 소프트 층(3a)은 3개의 면들 상에서 하드 층(3b)을 수용한다. 인장 부재(2)와 하드 층(3b) 사이의 소프트 층(3a)은 웨지의 형태로 또는 무딘 웨지로서 구성되고, 웨지의 단면 축소는 인장 부재(2)의 인장력 방향(6)과 반대로 일어난다. 더욱이, 도 9c의 디바이스는 인장 부재(2)와 클램핑 요소(3) 사이의 마찰 요소(7)를 갖는다.
도 9a, 도 9b 및 도 9c에 도시된 실시예들과 유사한 방식으로, 이들 실시예들은 하나의 클램핑 요소 또는 2개보다 많은 클램핑 요소들을 갖는 디바이스들의 경우에 또한 적합하다.
도 9a, 도 9b 및 도 9c에 도시된 모든 3개의 실시예들에서, 전체로서 클램핑 요소들(3)의 직경은 일반적으로 슬리브의 내부 직경보다 더 크다. 그 결과, 최적의 클램핑 압력이 인장 부재(2) 상에 가해질 수 있다.
도 9c에 도시된 실시예는 특정한 경우들에 바람직한데, 이는 제조하기 매우 쉽기 때문이다. 특히, 이 실시예에서, 슬리브의 제조는 특히 간단한데, 이는 예를 들어, 적절한 물질로 만들어진 튜브를 절단함으로써 달성될 수 있기 때문이다. 도 9a 및 도 9b에 도시된 실시예들에서, 전체로서 클램핑 요소들의 외부 면과 슬리브의 내부 형태는 1:4 내지 1:200, 특히 1:100의 범위의 웨지 테이퍼를 갖는다. 웨지 테이퍼를 갖는 실시예들이 바람직하고, 웨지 테이퍼가 없는 실시예들에 비해, 이들은 인장 부재 및 선택적으로 마찰 요소를 갖는 클램핑 요소들 위로 슬리브를 슬라이딩시키거나 잡아당기거나, 또는 상기 클램핑 요소들을 슬리브 안으로 박는 것이 더 쉬워진다는 장점을 갖는다.
클램핑 요소들 상으로 슬리브를 용이하게 슬라이딩하거나 잡아당기는 것을 허용하기 위해, 슬리브는 클램핑 요소들 상으로 슬라이딩되거나 잡아 당겨지는 면상에서, 그 내부 면상에서 그 목적에 적합한 추가 오목한 부분을 가질 수 있다. 여기서 적합한 오목한 부분은 소위 챔퍼(chamfer)이다.
동일한 이유로 인해, 클램핑 요소 또는 클램핑 요소들은 또한 면상에 그러한 오목한 부분을 가질 수 있고, 이러한 면으로부터 이들 클램핑 요소들은 슬리브에 박히거나, 이러한 면으로부터 슬리브는 클램핑 요소들 위로 슬라이딩되거나 잡아 당겨지게 된다. 특히, 이 오목한 부분도 챔퍼(chamfer)로서 구성된다.
도 9d는 슬리브(4)가 클램핑 요소들(3) 위로 슬라이딩-온(sliding-on) 방향(19)으로 슬라이딩되기 전에 본 발명에 따른 디바이스의 실시예를 도시하고, 슬리브(4)는 챔퍼(17)를 구비하고, 이것은 클램핑 요소들의 용이한 박음을 허용한다. 더욱이, 클램핑 요소들도 또한 동일한 이유로 인해 챔퍼(18)를 구비한다.
더욱이, 본 발명은 섬유 강화 플랫-스트립 플라스틱 박편들로 만들어진 인장 부재들에 힘을 도입하기 위한 전술한 디바이스의 용도에 관한 것이다.
본 발명에 따른 디바이스는, 여기서 힘의 도입이 발생하는 곳에 따라, 플랫-스트립 플라스틱 박막의 임의의 부위에 적용될 수 있다. 특히, 디바이스는 인장 부재의 차단 요소(closing element)를 형성한다.
더욱이, 본 발명에 따른 디바이스는 또한 플랫-스트립 플라스틱 박편들로 만들어진 여러 개의 인장 부재들을 서로 연결하기 위해 사용될 수 있다. 이 목적을 위해, 인장 부재들은 적어도 디바이스의 총 길이에 걸쳐 상호 중첩으로 배열된다. 그런 후에, 본 발명에 따른 디바이스는 중첩 부위에 적용된다. 특히, 그러한 이용의 경우에, 이전 설명에 따른 마찰 요소는 연결될 인장 부재들 사이에 삽입된다.
더욱이, 본 발명은 전술한 적어도 하나의 디바이스를 포함하는, 섬유 강화 플랫-스트립 플라스틱 박편들로 만들어진 인장 부재에 관한 것이다.
특히, 인장 부재는 적어도 하나의 단부, 특히 양쪽 단부들 상에서 차단 요소를 갖는 것이고, 이러한 차단 요소는 상기 설명에 따른 디바이스이다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 디바이스에 의해 서로 연결되는 2개 이상의 인장 부재들로 구성된 인장 부재 배치(arrangement)에 관한 것이다.
더욱이, 본 발명은 섬유 강화 플랫-스트립 플라스틱 박편들로 만들어진 인장 부재들에 힘을 도입하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은
i) 이전 설명에 따른 디바이스를 인장 부재(2)에 적용하는 단계로서, 여기서 처음에 적어도 하나의 클램핑 요소(3)는 인장 부재 상에 배열되고, 그 후에 슬리브(4)는 적어도 하나의 클램핑 요소 및 인장 부재 위로 슬라이딩되거나 잡아 당겨지게 되어, 클램핑 압력이 인장 부재 상에 가해지도록 하는, 적용하는 단계와;
ii) 인장 부재 상에 배열되는, 슬리브를 갖는 적어도 하나의 클램핑 요소에 인장력 적용 디바이스를 적용하는 단계와;
iii) 인장력 적용 디바이스에 의해 인장 부재에 힘을 도입하는 단계
를 포함한다.
또한 본 발명의 대상이고 특히 바람직한, 섬유 강화 플랫-스트립 플라스틱 박편들로 만들어진 인장 부재들에 힘을 도입하는 추가 방법은,
i) 지지 구조상에 일단부에서 앵커링되는 인장 부재(2)를 제공하는 단계와;
ii) 인장 부재의 앵커링되지 않은 단부에 인장력 적용 디바이스를 적용하는 단계와;
iii) 인장력 적용 디바이스에 의해 인장 부재에 인장력을 적용하는 단계와;
iv) 이전 설명에 따른 디바이스를 인장 부재(2)의 앵커링되지 않은 단부에 적용하는 단계로서, 여기서 처음에 적어도 하나의 클램핑 요소(3)는 인장 부재 상에 배열되고, 그 후에, 슬리브(4)는 적어도 하나의 클램핑 요소 및 인장 부재 위로 슬라이딩되거나 잡아 당겨지게 되어, 클램핑 압력이 인장 부재 상에 가해지도록 하는, 적용하는 단계와;
v) 인장 부재의 앵커링되지 않은 단부를 앵커링하는 단계
를 포함한다.
2개의 클램핑 요소들을 갖는 본 발명에 따른 디바이스의 실시예들은 2개의 전술한 방법들에 특히 적합하다.
더욱이, 설명된 방법들에서, 인장력 적용 디바이스는 일반적으로 인장 부재의 일단부에만 적용된다. 인장 부재의 타단부에서, 인장 부재는 예를 들어, 또한 차단 요소로서 본 발명에 따른 디바이스를 이용함으로써 앵커링된다.
도 10a 내지 도 10e에서, 섬유 강화 플랫-스트립 플라스틱 박편들로 만들어진 인장 부재들에 힘을 도입하는 바람직한 방법이 도식적으로 표시된다. 여기서, 2개의 클램핑 요소들을 갖는 본 발명에 따른 디바이스의 실시예가 표시된다. 간략함을 위해, 클램핑 요소들은 각 경우에 단일-부분의 요소들로서 표시되는데, 즉 하드 층 및 소프트 층은 개별적으로 표시되지 않는다. 하나의 클램핑 요소 또는 2개보다 많은 클램핑 요소들을 갖는 디바이스들을 이용하는 방법들은 유사한 방식으로 진행된다.
도 10a는 인장 부재(2)를 도시하는데, 이러한 인장 부재(2)는 하나의 면 상에 앵커링되고, 화살표 머리로 인장 부재의 인장력 방향을 또한 보여주는 인장력 적용 디바이스(9)에 의해 인장력이 적용되었고 인장력이 적용된 상태로 유지된다. 인장 부재의 클램핑 인장력 방향은 인장 부재의 인장력 방향에 대해 반대 방향으로 이어진다. 더욱이, 도 10a는 유지 디바이스(holding device)(8)를 도시하는데, 이러한 유지 디바이스(8)는 인장 부재를 원하는 위치로 유지하고, 슬롯형 플레이트(5) 뿐 아니라 인장 부재(2)가 인도되는 슬리브(4)를 위한 부착 수단으로서 사용된다.
도 10a 외에도, 도 10b는 2개의 클램핑 요소들(3)을 도시하는데, 이들 2개의 클램핑 요소들(3)은 각각 마찰 요소(7)를 구비하고, 인장 부재(2) 주위에 배열되는 과정에 있다.
더욱이, 도 10c는 최종 위치로 가게 되는 클램핑 요소들(3)과, 클램핑 요소들 위로 슬라이딩되는 슬리브(4)를 도시한다. 여기서, 슬리브는 임의의 적합한 디바이스에 의해 클램핑 요소들 위로 슬라이딩될 수 있다. 예를 들어, 이것은 제 2의 슬롯형 플레이트(10)에 의해 발생한다.
도 10d는 완전한 상태로 인장 부재 상에 배열될 때 본 발명에 따른 디바이스(1)를 도시한다. 이 상태에서, 제 2의 슬롯형 플레이트(10) 및 인장력 적용 디바이스(9)가 제거된다. 본 발명에 따른 디바이스와 인장력 적용 디바이스 사이의 인장 부재의 초과분은 제거될 수 있다. 이것은 도 10e에 도시되어 있다.
2개 이상의 인장 부재들을 연결하는 방법으로서, 인장 부재들은 전술한 본 발명에 따른 디바이스에 의해 서로 연결되고, 상기 방법은 특히,
i) 상호 중첩으로 배열되는 2개 이상의 인장 부재들을 제공하는 단계와;
ii) 여러 개의 인장 부재들이 중첩하는 부위에 적어도 하나의 클램핑 요소를 적용하는 단계로서, 클램핑 요소는 외부에 위치한 인장 부재들 중 하나와 접촉하는 적어도 하나의 표면을 갖는, 적용하는 단계와;
iii) 적어도 하나의 클램핑 요소 및 인장 부재들 위로 슬리브를 슬라이딩시키거나 잡아당기는 단계로서, 클램핑 압력은 인장 부재들 상에 가해지는, 슬라이딩 및 잡아당기는 단계
를 포함한다.
2개 이상의 인장 부재들을 연결시키는 전술한 방법에서, 인장 부재들은 특히 인장력이 적용되거나, 사전- 인장력이 적용된다. 더욱이, 각 경우에, 인장 부재들 사이에 전술한 마찰 요소를 삽입하는 것이 바람직하다.
섬유 강화 플랫-스트립 플라스틱 박편들로 만들어진 인장 부재들과 연결되는 본 발명에 따른 디바이스는 지지 구조들을 강화시키기 위해, 특히 콘크리트로 만들어진 지지 구조들에 특히 적합하다.
일반적으로, 그러한 시스템들은 예를 들어, 다리들 또는 천장들과 같은 기존의 지지 구조들을 개조하는데 사용된다. 더욱이, 설명된 시스템들은 또한 벽돌 벽들, 나무 지지 구조들, 스틸 건축물들, 지진 강화재들 등을 강화시키는데 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 전술한 인장 부재들을 지지 구조에 부착하는 것은 당업자에게 이미 알려져 있는 앵커링들을 통해 발생할 수 있다.
도 11a 및 도 11b는, 예를 들어 강화될 지지 구조(12) 상에 힘을 도입하기 위해 본 발명에 따른 디바이스(1)를 구비한 인장 부재(2)의 앵커링을 도시한다. 여기서, 2개의 클램핑 요소들을 갖는 디바이스의 실시예가 표시된다. 간략함을 위해, 클램핑 요소들은 각각 단일-부분의 요소로서 표시되는데, 즉 하드 층 및 소프트 층은 개별적으로 표시되지 않는다.
여기서, 인장 부재(2)를 원하는 위치에 유지하고 슬롯형 플레이트(5)를 위한 부착 수단으로서 기능하는 앵커링(11)은 지지 구조(12)에 적용된다. 인장 부재의 인장력 방향으로 볼 때, 인장 부재(2)의 차단 요소를 표시하는, 힘을 도입하기 위한 디바이스(1)는 앵커링(11) 뒤에 또는 슬롯형 플레이트(5) 뒤에 위치된다. 인장 부재에 힘을 도입하는 것은 여기서 슬롯형 플레이트(5) 상에서 클램핑 요소들(3)의 보강에 의해 클램핑 요소들(3)을 통해 발생한다.
더욱이, 인장 부재의 부착은 일반적으로 인장 부재의 인장력 적용을 허용하는 인장 요소(13)를 갖는다.
도 12a 및 도 12b는 예를 들어, 강화될 지지 구조(12) 상에 힘을 도입하기 위해 본 발명에 따른 디바이스(1)를 구비하는, 인장 부재에 인장력을 적용하는 적합한 인장 요소를 도시한다.
도 11a 및 도 11b에 기재된 앵커링에 비해, 인장 요소의 경우에, 슬롯형 플레이트(5)는 인장 요소의 앵커(11') 바로 위에 위치되지 않고, 일반적으로 2개의 나사산 형성된(threaded) 로드들(14)을 통해 앵커에 연결된다. 인장 부재의 인장력 적용은 나사 너트들(15)을 조임으로써 발생한다. 인장 부재에 힘을 도입하는 것은 여기서 슬롯형 플레이트(5) 상에 클램핑 요소들(3)을 보강함으로써 클램핑 요소들(3)을 통해 너무 많이 발생한다.
따라서, 본 발명은 또한 지지 구조들(12)을 강화시키기 위한 방법에 관한 것으로,
i) 인장 부재(2)를 제공하는 단계로서, 각 부재는 차단 요소로서 이전 설명에 따른 디바이스(1)를 갖는, 제공하는 단계와;
ii) 강화될 지지 구조(12)의 부위의 주변 영역들에서 앵커링(11) 및 인장 요소(13)로 구성된 2-부분의 인장력 적용 디바이스를 부착하는 단계와;
iii) 지지 구조(12)의 표면 상에 인장 부재(2)를 배열하고, 인장력 적용 디바이스의 하나의 구성요소에 차단 요소들을 각각 도입하는 단계와;
iv) 인장 부재(2)에 인장력을 적용하는 단계와;
v) 인장력이 적용된 인장 부재를 지지 구조(12)에 접착시키는 단계
를 포함한다.
지지 구조 강화가 도 10a 내지 도 10e에 표시된 방법에 의해 수행되면, 전술한 바와 같이 도 11a 및 도 11b에 도시된 앵커링들은 인장 부재를 앵커링하기 위해 사용될 수 있다. 이 경우에, 인장 요소의 이용은 필요하지 않은데, 이는 특히 비용이 수반되는 이유들로 인해 이 실시예의 장점을 나타낸다. 인장 부재에 인장력을 적용하는데 사용된 인장력 적용 디바이스는 인장력 적용 및 확보 이후에 다시 제거될 수 있다.
따라서, 본 발명은 또한 지지 구조들(12)을 강화시키는 방법에 관한 것으로,
i) 이전 설명에 따라 본 발명에 따른 디바이스를 일단부에 갖는, 섬유 강화 플랫-스트립 플라스틱 박편들로 만들어진 인장 부재(2)를 제공하는 단계와;
ii) 강화될 지지 구조(12)의 부위의 주변 영역들에 하나의 앵커링(11)을 각 경우에 부착하고, 차단 요소를 갖는 인장 부재(2)를 앵커링들(11) 중 하나에 적용하는 단계와;
iii) 차단 요소를 갖지 않는 인장 부재(2)의 단부에 인장력 적용 디바이스를 적용하는 단계와;
iv) 인장력 적용 디바이스에 의해 인장 부재에 인장력을 적용하고, 아직 점유되지 않은 앵커링 상에 인장 부재(2)를 배열하는 단계와;
v) 전술한 플라스틱으로 만들어진 적어도 하나의 클램핑 요소(3)를 인장력이 적용된 인장 부재의 앵커링되지 않은 단부에 적용하는 단계로서, 클램핑 요소는 앵커링 바로 뒤에서, 인장 부재의 인장력 방향에 대해 배열되는, 적용하는 단계와;
vi) 적어도 하나의 클램핑 요소(3) 위에서 인장 부재의 인장력 방량으로 슬리브(4)를 슬라이딩하여, 클램핑 압력은 인장 부재(2) 상에 가해지는, 슬라이딩하는 단계와;
vii) 인장력이 적용된 인장 부재를 지지 구조(12)에 접착시키는 단계
를 포함한다.
인장 부재는 당업자에게 알려진 방법에 의해 지지 구조에 접착하도록 한다. 특히, 이를 위해, Sika Schweiz AG로부터의 Sikadur® 상표명들로 상업적으로 이용가능한 에폭시 수지를 주원료로 한 2-성분의 접착제들을 이용하는 것이 가능하다.
1 힘을 도입하는 디바이스
2 인장 부재
21, 22 인장 부재
3 클램핑 요소
3a 소프트 층
3b 하드 층
4 슬리브
4a 슬리브의 외부 부분
4b 슬리브의 내부 부분
41 지지부
5 슬롯형 플레이트
6 인장 부재의 인장력 방향
7 마찰 요소
8 유지 디바이스
9 인장력 적용 디바이스
10 제 2의 슬롯형 플레이트
11 앵커링
11' 앵커
12 지지 구조
13 인장 요소
14 나사산 형성된 로드
15 나사 너트
16 앵커링
17 챔퍼(슬리브)
18 챔퍼(클램핑 요소)
19 슬리브의 슬라이딩-온 방향

Claims (15)

  1. 섬유 강화 플랫-스트립 플라스틱 박편들(lamellas)로 만들어진 인장 부재들(2)에 힘을 도입하는 디바이스(1)로서, 상기 디바이스는
    상기 인장 부재 상에 배열되고 상기 인장 부재와 접촉하는 적어도 하나의 표면을 갖는 적어도 하나의 클램핑 요소(3)와, 상기 클램핑 요소 및 상기 인장 부재 주위에 배열되어, 상기 클램핑 요소를 통해 상기 인장 부재 상에 클램핑 압력을 가하는 적어도 하나의 슬리브(4)를 포함하며,
    상기 클램핑 요소는 차례로 쌓아 놓은(one on top of the other) 적어도 2개의 층들로 만들어지고, 상기 적어도 2개의 층들 중 적어도 하나의 제 1의 소프트 층은 1000 내지 6000 MPa의 범위를 갖는 탄성 계수를 갖는 물질로 만들어지고, 상기 적어도 2개의 층들 중 적어도 하나의 제 2의 하드 층은 상기 소프트 층보다 더 높은 탄성 계수를 갖는 물질로 만들어지고,
    전체로서 상기 클램핑 요소들은 웨지 테이퍼(wedge taper)가 없는 구조를 갖거나, 웨지-형태 또는 원뿔형 구조를 갖고, 상기 단면 축소는 상기 인장 부재의 상기 인장력 방향과 반대로 일어나고,
    상기 슬리브는 상기 적어도 하나의 클램핑 요소를 수용하고 클램핑 압력을 가하는데 적합한 내부 형태를 갖는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 적어도 하나의 소프트 층의 상기 물질은 ≥ 25 MPa의 휨 인장 강도(bending tensile strength)와, ≥ 25 MPa의 압축 강도를 갖는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 하드 층의 평균 섹션 높이는 상기 소프트 층의 평균 섹션 높이보다 더 큰 것을 특징으로 하는, 디바이스.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디바이스는 상기 인장 부재 주위에 배열된 2개의 클램핑 요소들(3)을 갖고, 이의 각각은 상기 인장 부재와 접촉하는 적어도 하나의 표면을 갖고,
    상기 디바이스는 상기 슬리브(4)는 2개의 클램핑 요소들 주위에 배열된 슬리브(4)를 포함하고, 상기 클램핑 요소들을 통해 상기 인장 부재 상에 클램핑 압력을 가하는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 클램핑 요소(3)는 2개의 층들로 만들어지고, 여기서
    상기 제 1의 소프트 층은 상기 인장 부재(2)와 상기 제 2의 하드 층 사이에 배열되거나,
    상기 제 1의 소프트 층은 상기 제 2 층과 상기 슬리브(4) 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
  6. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 클램핑 요소(3)는 3개의 층들로 만들어지고, 각 경우에, 하나의 소프트 층은 상기 인장 부재(2) 및 하나의 상기 슬리브(4)에 인접하고, 하드 층은 상기 2개의 소프트 층들 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
  7. 청구항 5 또는 6에 있어서, 상기 클램핑 요소(3)는 상기 인장 부재(2)에 인접하는 적어도 하나의 소프트 층을 갖고, 상기 소프트 층은 상기 인장 부재의 상기 인장력 방향과 반대로 단면이 축소되는 웨지-형태 또는 원뿔형 구조를 갖는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
  8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서, 클램핑 요소와 인장 요소 사이의 상기 접촉 표면은 마찰 요소(7)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
  9. 섬유 강화 플랫-스트립 플라스틱 박편들로 만들어진 인장 부재들에 힘을 도입하는 방법으로서, 상기 방법은
    i) 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 따른 디바이스를 인장 부재(2)에 적용하는 단계로서, 여기서 처음에 적어도 하나의 클램핑 요소(3)는 상기 인장 부재 상에 배열되고, 그 후에 슬리브(4)는 상기 적어도 하나의 클램핑 요소 및 상기 인장 부재 위로 슬라이딩되거나 잡아 당겨지게 되어, 클램핑 압력이 상기 인장 부재 상에 가해지도록 하는, 적용하는 단계와;
    ii) 상기 인장 부재 상에 배열되는, 슬리브를 갖는 상기 적어도 하나의 클램핑 요소에 인장력 적용 디바이스(tensioning device)를 적용하는 단계와;
    iii) 상기 인장력 적용 디바이스에 의해 상기 인장 부재에 상기 힘을 도입하는 단계를
    포함하는, 방법.
  10. 섬유 강화 플랫-스트립 플라스틱 박편들로 만들어진 인장 부재들에 힘을 도입하는 방법으로서, 상기 방법은
    i) 지지 구조상에 일단부에서 앵커링되는(anchored) 인장 부재(2)를 제공하는 단계와;
    ii) 상기 인장 부재의 앵커링되지 않은(non-anchored) 단부에 인장력 적용 디바이스를 적용하는 단계와;
    iii) 인장력 적용 디바이스에 의해 상기 인장 부재에 인장력을 적용하는 단계(tensioning)와;
    iv) 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 따른 디바이스를 상기 인장 부재(2)의 상기 앵커링되지 않은 단부에 적용하는 단계로서, 여기서 처음에 적어도 하나의 클램핑 요소(3)는 상기 인장 부재 상에 배열되고, 그 후에, 슬리브(4)는 상기 적어도 하나의 클램핑 요소 및 상기 인장 부재 위로 슬라이딩되거나 잡아 당겨지게 되어, 클램핑 압력이 상기 인장 부재 상에 가해지도록 하는, 적용하는 단계와;
    v) 상기 인장 부재의 상기 앵커링되지 않은 단부를 앵커링하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  11. 섬유 강화 플랫-스트립 플라스틱 박편들로 만들어진 인장 부재들에 힘을 도입하기 위한 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 따른 디바이스의 용도.
  12. 섬유 강화 플랫-스트립 플라스틱 박편들로 만들어진 인장 부재들을 서로 연결시키기 위한 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 따른 디바이스의 용도.
  13. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 디바이스를 포함하는, 섬유 강화 플랫-스트립 플라스틱 박편들로 만들어진 인장 부재.
  14. 지지 구조들(12)을 강화시키기 위한 방법으로서, 상기 방법은
    i) 섬유 강화 플랫-스트립 플라스틱 박편들로 만들어진 인장 부재(2)를 제공하는 단계로서, 각 부재는 차단 요소로서 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 따른 디바이스를 갖는, 제공하는 단계와;
    ii) 강화될 상기 지지 구조(12)의 상기 부위의 상기 주변(marginal) 영역들에서 앵커링(11) 및 인장 요소(13)로 구성된 2-부분의 인장력 적용 디바이스를 부착하는 단계와;
    iii) 상기 지지 구조(12)의 표면상에 상기 인장 부재(2)를 배열하고, 상기 인장력 적용 디바이스의 하나의 구성요소에 상기 차단 요소들을 각각 도입하는 단계와;
    iv) 상기 인장 부재(2)에 인장력을 적용하는 단계와;
    v) 상기 인장력이 적용된 인장 부재를 상기 지지 구조(12)에 접착시키는 단계
    를 포함하는, 방법.
  15. 지지 구조들(12)을 강화시키기 위한 방법으로서, 상기 방법은
    i) 섬유 강화 플랫-스트립 플라스틱 박편들로 만들어진 인장 부재(2)를 제공하는 단계로서, 상기 인장 부재(2)는 차단 요소로서, 섬유 강화 플랫-스트립 플라스틱 박편들로 만들어진 인장 부재들(2)에 힘을 도입하기 위한 디바이스를 일단부에 갖는, 제공하는 단계와;
    ii) 강화될 상기 지지 구조(12)의 부위의 상기 주변 영역들에 하나의 앵커링(11)을 각 경우에 부착하고, 상기 차단 요소를 갖는 상기 인장 부재(2)를 상기 앵커링들(11) 중 하나에 적용하는 단계와;
    iii) 차단 요소를 갖지 않는 상기 인장 부재(2)의 상기 단부에 인장력 적용 디바이스를 적용하는 단계와;
    iv) 인장력 적용 디바이스에 의해 상기 인장 부재에 인장력을 적용하고, 아직 점유되지 않은 상기 앵커링 상에 상기 인장 부재(2)를 배열하는 단계와;
    v) 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 따른 디바이스를 상기 인장 부재(2)의 상기 앵커링되지 않은 단부에 적용하는 단계로서, 여기서 처음에 적어도 상기 클램핑 요소(3)는 상기 인장 부재 상에 배열되고, 그 후에, 슬리브(4)는 상기 적어도 하나의 클램핑 요소 및 상기 인장 부재 위로 슬라이딩되거나 잡아 당겨져서, 클램핑 압력은 상기 인장 부재 상에 가해지도록 하는, 적용하는 단계와;
    vi) 상기 인장력이 적용된 인장 부재를 상기 지지 구조(12)에 접착시키는 단계
    를 포함하는, 방법.
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