WO2016096737A1

WO2016096737A1 - Verfahren zum erstellen von vorgespannten bauwerken und bauteilen mittels sma-zugelementen sowie damit ausgerüstetes bauwerk und bauteil

Info

Publication number: WO2016096737A1
Application number: PCT/EP2015/079607
Authority: WO
Inventors: Masoud MOTAVALLI; Benedikt WEBER; Wookijn LEE; Rolf BRÖNNIMANN; Christoph CZADERSKI; Christian Leinenbach
Original assignee: Re-Fer Ag; Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Empa
Priority date: 2014-12-18
Filing date: 2015-12-14
Publication date: 2016-06-23
Also published as: KR102445949B1; US20170314277A1; CH710538B1; CA2971244C; CH710538A2; CN107407100A; CA2971244A1; US10246887B2; CN107407100B; EP3234277A1; KR20170125321A

Abstract

Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens ein Zugelement (1), zum Beispiel in Form eines Flachstahls aus einer Formgedächtnis-Legierung von polymorpher und polykristalliner Struktur, welche durch Erhöhung ihrer Temperatur aus ihrem Zustand als Martensit auf ihren bleibenden Zustand als Austenit bringbar ist, auf das Bauwerk oder Bauteil (2) aufgelegt wird. Dieses Zugelemente (1) kann auch um eine oder mehrere Ecken (5) geführt sein. Eine oder mehrere Endverankerungen (4) dringen in das Bauwerk oder Bauteil (2) ein. Eine solcher Flachstahl kann ein Bauwerk oder Bauteil (2) auch ein- oder mehrmals als Band umschlingen, wobei in diesem Fall die beiden Enden des Flachstahls entweder zugkraftschlüssig miteinander verbunden werden oder je gesondert mit einer oder mehreren Endverankerungen (4), die in das Bauwerk oder Bauteil (2) eindringen, mit demselben verbunden werden, oder aber sich ein oder mehrmals für eine Verklemmung kreuzen. Der Flachstahl (1) kontrahiert infolge eines anschliessenden aktiven und gesteuerten Wärmeeintrages mit Heizmitteln und erzeugt eine permanente Zugspannung und entsprechend eine permanente Vorspannung auf das Bauwerk oder das Bauteil (2). Ein so ausgerüstetes Bauwerk oder Bauteil ist dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens ein Zugelement (1) aus einer Formgedächtnis-Legierung aufweist, welches längs der Bauwerks- oder Bauteilaussenseite verläuft und mit demselben mittels Endverankerungen (4) verbunden ist. Alternativ kann das Bauwerk oder Bauteil (2) auch vollständig von einem Zugelement (1) in Form eines Flachstahls als Band umschlossen sein, wobei die beiden Endbereiche zugkraftschlüssig verbunden sind, und der Flachstahl durch Hitzeeintrag permanent vorgespannt ist.

Description

Verfahren zum Erstellen von vorgespannten Bauwerken und Bauteilen mittels SMA-Zugelementen sowie damit ausgerüstetes

Bauwerk und Bauteil

[0001] Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erstellung von gespannten Bauteilen in Neukonstruktionen (in situ auf der Baustelle gegossen) oder in der Vorfabrikation sowie für die nachträgliche Verstärkung von bestehenden Bauwerken oder ganz allgemein von irgendwelchen Bauteilen. Dabei werden Zugelemente aus Formgedächtnis-Legierungen, unter Fachleuten oft als Shape- Memory-Alloy-Profile oder kurz SMA-Profile bezeichnet, zum nachträglichen Anlegen einer Spannung an das Bauwerk angelegt. Mit diesem nachträglichen Spannen können auch Anbauten an ein bestehendes Bauwerk unter Vorspannung angebracht werden. Zusätzlich betrifft die Erfindung auch ein Bauwerk oder Bauteil, das unter Anwendung dieses Verfahrens erstellt oder nachträglich verstärkt wurde resp. an welches Anbauten nach diesem Verfahren angedockt wurden. Als Besonderheit werden hierzu für die Erzeugung der Vorspannung Formgedächtnis-Legierungen auf der Basis von Stahl in Form von Zugelemente bzw. Zugstäben eingesetzt. [0002] Eine Vorspannung eines Bauwerks erhöht allgemein dessen Gebrauchstauglichkeit, indem existierende Risse verkleinert werden, die Rissbildung überhaupt verhindert wird oder diese erst bei höheren Lasten auftritt. Eine solche Vorspannung wird bereits heute zur Verstärkung gegen das Durchbiegen von Betonteilen oder zur Umschnürung beispielsweise von Stützen zur Erhöhung der Axialbelastung resp. zur Schubverstärkung verwendet. Die neue Batteriefabrik „Gygafactory" von Tesla in Nevada, USA soll die grösste Fabrik weltweit werden, mit 1 Mio. m² Fabrikationsfläche, nämlich zwei Stockwerke von je 500'000m². (Die bisher grösste Fabrik des Flugzeugbauers Boeing in Everett im Gliedstaat Washington, USA, umfasst insgesamt 400'000m²). Für das Fundament der„Gygafactory" werden Betonblöcke von 20m x 5m aneinander gereiht verlegt. Jeder solche Betonblock wird später eine von Hunderten von Säulen tragen (Neue Zürcher Zeitung NZZ, Nr. 272 vom 22.1 1 .2014, Seite 35). Die Stabilität eines solchen Betonblocks würde durch die rundumführende Umschlingung mit einem SMA-Zugband erheblich verstärkt und vor späterer Rissbildung weit besser geschützt.

[0003] Eine weitere Anwendung der Vorspannung von Bauteilen aus Beton oder anderen Baustoffen sind Rohre für Flüssigtransporte und Silos resp. Tankbehälter, welche zur Erzeugung einer Vorspannung umschnürt werden. Zur Vorspannung werden im Stand der Technik Rundstähle oder Kabel in den Beton oder das Baumaterial eingelegt oder nachträglich extern auf der Oberfläche des Bauteils auf der Zugseite fixiert. Die Verankerung und Krafteinleitung aus dem Vorspannelement in den Beton ist bei all diesen bekannten Methoden aufwändig. Für die Verankerungselemente (Ankerköpfe) fallen hohe Kosten an. Bei externer Vorspannung gilt es, die Vorspannstähle resp. -kabel zusätzlich mittels einer Beschichtung gegen Korrosion zu schützen. Das ist deswegen nötig, weil herkömmlich verwendete Stähle nicht korrosionsfest sind. Werden die Vorspannkabel in den Beton eingelegt, so müssen sie mit viel Aufwand mittels Zementmörtel, welcher mittels einer Injektion in die Hüllrohre eingebracht wird, gegen Korrosion geschützt werden. Eine externe Vorspannung wird im Stand der Technik auch mit Faserverbundwerkstoffen erzeugt, welche auf die Oberfläche von Beton oder auf eine Bauwerk oder Bauteil aufgeklebt werden. In diesem Fall ist der Brandschutz oftmals sehr aufwändig, da die Klebstoffe eine tiefe Glasübergangstemperatur aufweisen.

[0004] Der Korrosionsschutz ist der Grund dafür, dass im traditionellen Beton eine minimale Überdeckung der Stahleinlagen von ca. 3cm eingehalten werden muss. Infolge von Umwelteinflüssen (namentlich CO2 und SO2 in der Luft) findet im Beton eine Karbonatisierung statt. Wegen dieser Karbonatisierung fällt das basische Milieu im Beton (pH-Wert 12) auf einen tieferen Wert, das heisst auf einen pH-Wert von 8 bis 9. Liegt die Innenbewehrung in diesem karbonatisierten Bereich, so ist der Korrosionsschutz des herkömmlichen Stahls nicht mehr gewährleistet. Die 3cm starke Überdeckung des Stahls garantiert entsprechend einen Korrosionswiderstand für die Innenbewehrung über eine Lebensdauer des Bauwerks von ca. 70 Jahren. Beim Verwenden der neuartigen Formgedächtnis- Legierung ist die Karbonatisierung wesentlich weniger kritisch, da die neuartige Formgedächtnis-Legierung im Vergleich zu gewöhnlichem Baustahl eine deutlich höhere Korrosionsbeständigkeit aufweist. Infolge der Vorspannung eines Beton- Teils resp. Mörtels werden Risse geschlossen und entsprechend wird das Eindringen von Schadstoffen stark reduziert.

[0005] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Vorspannen von neuen Bauwerken und Bauteilen aller Art für die Verstärkung zu schaffen, wahlweise zwecks Verbesserung der Gebrauchstauglichkeit oder des Bruchzustandes des Bauwerks oder Bauteils, zum Gewährleisten einer flexibleren Nutzung des Gebäudes für nachträgliche auskragende Anbauten, oder zur Erhöhung der Dauerhaftigkeit sowie des Brandwiderstandes des Bauwerks oder Bauteils. Weiter ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Bauwerk und ein Bauteil anzugeben, welches unter Anwendung dieses Verfahren erzeugte Vorspannungen oder Verstärkungen aufweist.

[0006] Die Aufgabe wird zunächst gelöst von einem Verfahren zum Erstellen von vorgespannten Bauwerken oder Bauteilen aus Beton oder anderen Materialen mittels Zugelementen aus einer Formgedächtnis-Legierung, sei es von neuen Bauwerken und Bauteilen oder für die Verstärkung von bestehenden Bauwerken und Bauteilen, das sich dadurch auszeichnet, dass mindestens ein Zugelement aus einer Formgedächtnis-Legierung von polymorpher und polykristalliner Struktur, welche durch Erhöhung ihrer Temperatur aus ihrem Zustand als Martensit auf ihren bleibenden Zustand als Austenit bringbar ist, auf das Bauwerk oder Bauteil aufgelegt oder an dieses frei verlaufend angelegt wird oder dieses Zugelement um wenigstens eine Ecke geführt ist, wobei eine oder mehrere Endverankerungen in das Bauwerk oder Bauteil eindringen, oder aber das Zugelement ein Bauwerk oder Bauteil ein- oder mehrmals als Band umschlingt, wobei in diesem Fall die beiden Enden des Zugelementes entweder zugkraftschlüssig miteinander verbunden werden oder je gesondert mit einer oder mehreren End- oder Zwischenverankerungen, die in das Bauwerk oder Bauteil eindringen, mit demselben verbunden werden, oder aber sich das Zugelement ein oder mehrmals für eine Verklemmung überlappt oder kreuzt, und dass sich das Zugelement infolge eines anschliessenden aktiven und gesteuerten Wärmeeintrages mit Heizmitteln kontrahiert und eine permanente Zugspannung erzeugt und entsprechend eine permanente Vorspannung sowie eine Restzugkraft bis zur Bruchlast des Zugelementes auf das Bauwerk oder das Bauteil erzeugt.

[0007] Die Aufgabe wird des Weiteren gelöst von einem Bauwerk oder Bauteil, erstellt nach diesem Verfahren, das sich dadurch auszeichnet, dass es mindestens ein Zugelement aus einer Formgedächtnis-Legierung aufweist, das längs der Bauwerks- oder Bauteilaussenseite verläuft oder am Bauwerk oder Bauteil frei verlaufend angelegt ist und mit demselben mittels Endverankerungen oder zusätzlich einer Verklebung verbunden ist, oder das Bauwerk oder Bauteil vollständig vom Zugelement als Band umschlossen ist, wobei die beiden Endbereiche des Zugelementes endverankert oder zugkraftschlüssig verbunden sind, und das Zugelement durch Hitzeeintrag permanent vorgespannt ist.

[0008] Mit der Neuentwicklung können Bauwerke nachträglich wirksam vorgespannt werden und entsprechend können auch Bauteile wie Balkonauskragungen, Balkonbrüstungen, Rohrleitungen etc. dünner dimensioniert werden. Die Bauteile werden dadurch leichter und wirtschaftlicher in der Verwendung. [0009] Anhand der Zeichnungen wird das Verfahren beschrieben und erklärt. Es werden Anwendungen beim Neubau resp. bei der Vorfabrikation sowie Anwendungen für die nachträgliche Verstärkung von bestehenden Bauwerken, egal aus welchem Baumaterial, sowie spezielle auch von Beton konstruktionen und anderen Bauteilen beschrieben und erläutert.

Es zeigt:

Figur 1 : Einen Beton-Träger oder eine Beton-Platte, gegossen auf der

Baustelle oder im Vorfabrikationswerk, mit aufgelegtem, endverankerten Zugelement in Form eines SMA-Flachstahl aus einer Formgedächtnis-Legierung und allenfalls einer zusätzlichen Verklebung;

Figur 2: ein Beton-Bauteil das an drei Seiten von einem Zugelement in Form eines flachen SMA-Flachstahls umschlossen ist;

Figur 3: Ein zylinderförmiges Bauteil, das von einem SMA-Flachstahl umschlungen ist, unter Bildung von überlappenden Bereichen;

Figur 4: Ein Silo das mit umschlingenden Zugelementen in Form von SMA- Bandstählen eingeschnürt ist;

Figur 5: Eine Holzbau-Konstruktion mit über das Kreuz verspannter

Zugelemente aus SMA-Profilen zur Erhöhung der Stabilität der Konstruktion;

Figur 6: Eine Verbindung zweier mit ihren Endbereichen überlappender

Zugelemente durch Verkrallung;

Figur 7: Eine Variante einer Verkrallung von Endbereichen eines SMA- Flachstahls mit aussen bündigem Übergang; Figur 8: Eine weitere Variante einer Verkrallung von Endbereichen eines SMA-Flachstahls mit aussen bündigem Übergang, zusätzlich gesichert mittels querender Schraub-Bolzen;

[0010] Zunächst muss das Wesen von Formgedächtnis-Legierungen [engl. Shape Memory Alloy (SMA)] verstanden werden. Es handelt sich um Legierungen, die eine bestimmte Struktur aufweisen, die wärmeabhängig veränderbar ist, jedoch nach einer Wärmeabfuhr wieder in ihren Ausgangszustand zurückkehrt. Wie andere Metalle und Legierungen, enthalten Formgedächtnis-Legierungen (SMA) mehr als eine Kristallstruktur, sind also polymorph und somit polykristalline Metalle. Die dominierende Kristallstruktur der Formgedächtnis-Legierungen (SMA) hängt einerseits von ihrer Temperatur ab, andrerseits von der von aussen wirkenden Spannung - sei es Zug oder Druck. Bei hoher Temperatur handelt es sich um einen Austenit, und auf der tiefen Temperatur um einen Martensit. Das Besondere an diesen Formgedächtnis-Legierungen (SMA) ist, dass sie ihre initiale Struktur und Form nach Erhöhen der Temperatur in die hohe Temperaturphase wieder annehmen, auch wenn sie zuvor in der tiefen Temperaturphase deformiert wurden. Dieser Effekt kann ausgenutzt werden, um Vorspannkräfte in Baustrukturen zu applizieren.

[0011] Wenn keine Wärme künstlich in die Formgedächtnis-Legierung (SMA) eingebracht oder aus ihr abgeführt wird, so befindet sie sich auf der Umgebungstemperatur. Die Formgedächtnis-Legierungen (SMA) sind innerhalb eines artspezifischen Temperaturbereichs stabil, das heisst ihre Struktur ändert sich innerhalb von gewissen Grenzen der mechanischen Belastung nicht. Für Anwendungen in der Baubranche im Aussenbereich wird der Schwankungsbereich der Umgebungstemperatur von -20°C bis +60°C vorausgesetzt. Innerhalb dieses Temperaturbandes sollte also eine Formgedächtnis-Legierung (SMA), die hier zum Einsatz kommt, ihre Struktur nicht verändern. Die Transformations-Temperaturen, bei denen sich die Struktur der Formgedächtnis-Legierung (SMA) ändert, kann je nach Zusammensetzung der Formgedächtnis-Legierung (SMA) beträchtlich variieren. Die Transformationstemperaturen sind auch lastabhängig. Mit steigender mechanischer Belastung der Formgedächtnis-Legierung (SMA) steigen auch ihre Transformationstemperaturen. Wenn die Formgedächtnis-Legierung (SMA) innerhalb gewisser Belastungsgrenzen stabil bleiben soll, so ist diesen Grenzen grosse Beachtung zu schenken. Werden Formgedächtnis-Legierungen (SMA) für Bauverstärkungen eingesetzt, so muss nebst der Korrosionsbeständigkeit und den Relaxationseffekten auch die Ermüdungsqualität der Formgedächtnis-Legierung (SMA) berücksichtigt werden, besonders wenn die Lasten über die Zeit variieren. Dabei unterscheidet man zwischen der strukturellen Ermüdung und der funktionellen Ermüdung. Die strukturelle Ermüdung betrifft die Akkumulation von mikrostrukturellen Defekten wie auch die Formation und die Ausbreitung von Oberflächen-Rissen, bis das Material letztendlich bricht. Die funktionelle Ermüdung hingegen ist die Folge der graduellen Degradation entweder des Formgedächtnis-Effektes oder der Dämpfungskapazität durch auftretende mikrostrukturelle Veränderungen in der Formgedächtnis-Legierung (SMA). Das Letztere ist verbunden mit der Modifikation der Spannungs-Dehnungskurve unter zyklischer Belastung. Die Transformations-Temperaturen werden dabei ebenfalls verändert.

[0012] Für das Aufnehmen von dauerhaften Lasten im Bausektor eignen sich Formgedächtnis-Legierungen (SMA) auf der Basis von Eisen Fe, Mangan Mn und Silizium Si, wobei die Zugabe von bis zu 10% Chrom Cr und Nickel Ni das SMA zu einem ähnlichen Korrosionsverhalten bringt wie rostfeier Stahl. In der Literatur findet man, dass die Zugabe von Kohlenstoff C, Kobalt Co, Kupfer Cu, Stickstoff N, Niobium Nb, Niobium-Karbid NbC, Vanadium-Stickstoff VN und Zirkonium- Karbid ZrC die Formgedächtnis-Eigenschaften in verschiedener Weise zu verbessern vermögen. Besonders gute Eigenschaften zeigt eine Formgedächtnis- Legierung (SMA) aus Fe-Ni-Co-Ti, welche Bruchspannungen bis zu 1000 MPa aufnimmt, hoch resistent gegen Korrosion ist, und deren obere Temperatur zur Überführung in den Zustand eines Austeniten ca. 100 - 250°C beträgt. Die Vorspannung (recovery stress) beträgt bei dieser Legierung üblicherweise 40-50% der Bruchlast. [0013] Das vorliegende Verstärkungssystem macht sich die Eigenschaften von Formgedächtnis-Legierungen (SMAs) zunutze, und vorzugsweise jene einer Formgedächtnis-Legierung (SMA) auf der Basis von im Vergleich zu Baustahl wesentlich korrosionsbeständigerem Stahl, weil solche Formgedächtnis- Legierungen (SMAs) wesentlich preiswerter sind als etwa SMAs aus Nickel-Titan (NiTi). Die Formgedächtnis-Legierungen (SMAs) auf Stahlbasis werden in Form von vorzugsweise Flachstählen eingesetzt.

[0014] Im Grundsatz wird nach diesem Verfahren ein Flachstahl aus einer Formgedächtnis-Legierung, kurz ein SMA-Flachstahl, an ein Bauwerk oder ein Bauteil angelegt und mit seinen Endbereichen in demselben verankert. Allenfalls wird der Flachstahl bei Bedarf auch zwischenverankert. Eine zusätzliche Verklebung macht aus Sicherheitsgründen Sinn. Dann erfolgt die Erhitzung des SMA-Flachstahls durch Stromzufuhr. Infolge der Erhitzung wird der Kleber aufgeweicht, dies ist jedoch unproblematisch, da der Kleber bei der Abkühlung wieder nachhärtet und die Sicherheit im Endzustand garantieren kann. Dies führt zu einer Kontraktion des SMA-Flachstahls und bewirkt entsprechend eine Vorspannung auf das Bauwerk oder Bauteil. Die Vorspannkräfte werden an den Endbereichen des SMA-Flachstahls über Endverankerungen in das Bauwerk oder Bauteil eingeleitet.

[0015] Bei der Vorfabrikation von Stahlbetonbauteilen, beispielsweise Balkonoder Fassadenplatten oder Rohren, an welchen die neuartigen SMA-Stahlprofile angelegt und vorgespannt werden, bieten sich weitere Vorteile. Dank Vorspannung dieser vorfabrizierten Betonbauteile, können die Querschnitte des Bauteils reduziert werden. Da das Bauteil infolge interner Vorspannung rissfrei ausgebildet ist, liegt viel mehr Schutz gegen Chlorid-Eindringung resp. Karbonatisierung vor. Das heisst, solche Bauteile werden nicht nur leichter sondern viel widerstandsfähiger und entsprechend dauerhafter. Die Erfindung kann auch angewendet werden, um ein Bauwerk für den Brandfall besser zu schützen, wozu die direkte Kontraktion der SMA-Flachstähle durch Wärmeeintrag zunächst bewusst unterlassen wird. In einem Brandfall aber ziehen sich die angebauten SMA-Flachstähle durch die Hitzeeinwirkung des Brandes zusammen. Eine Gebäudehülle aus Beton, welche mit SMA-Flachstählen verstärkt wurde, generiert somit im Brandfall automatisch eine Vorspannung und dadurch eine Verbesserung des Brandwiderstandes. Das Bauwerk wird im Brandfall sozusagen rundum zusammengeklammert und wird viel später einstürzen, wenn überhaupt. Weitere Einsatzgebiete:

- Verbinden von Rohrleitungen beispielsweise aus Stahl oder Guss.

- Bei Erdbeben- oder Windsicherungen bei Holzfachwerken werden die Zugelemente diagonal an den Ecken durchgreifend durch die Stahlverbinder befestigt (genagelt oder geschraubt).

- Unterschiedliche Fixierungen: auf Holz genagelt oder verschraubt, auf Stahl geschraubt oder genietet, auf Beton oder Mauerwerk mechanische verankert.

[0016] Im Kern geht es also um ein Verfahren zum Erstellen von vorgespannten Betonbauwerken oder Bauteilen 4 wie in Figur 1 schematisch dargestellt, mittels Zugelementen aus einer SMA-Legierung, zum Beispiel wie hier gezeigt in Form von Flachstählen 1 aus einer solchen Formgedächtnis-Legierung, sei es von neuen Bauwerken und Bauteilen 2 oder für die Verstärkung von bestehenden Bauwerken aus Beton, Steinen oder andere Baumaterialen. Dazu wird mindestens ein Flachstahl 1 aus einer Formgedächtnis-Legierung von polymorpher und polykristalliner Struktur, welche durch Erhöhung ihrer Temperatur aus ihrem Zustand als Martensit auf ihren bleibenden Zustand als Austenit bringbar ist, zunächst auf das Bauwerk oder Bauteil 2 aufgelegt bzw. angelegt. Das Auflegen oder Anlegen kann auch um Ecken erfolgen oder ein Bauteil vollständig umfassen oder umschlingen. Eine oder mehrere Endverankerungen 4 dringen tief in das Bauwerk oder Bauteil 2 ein. Wenn der Flachstahl 1 ein Bauwerk oder Bauteil 2 ein- oder mehrmals umschliesst, so können die beiden Enden des Flachstahles 1 entweder zugkraftschlüssig miteinander verbunden werden oder je gesondert mit einer oder mehreren Endverankerungen 4, die in das Bauwerk oder Bauteil 2 eindringen, mit demselben verbunden werden, oder aber sich ein oder mehrmals für eine Verklemmung kreuzen. Es können selbstverständlich auch Zwischenverankerungen 12 eigesetzt werden. Der Flachstahl 1 wird hernach infolge eines aktiven und gesteuerten Wärmeeintrages mit Heizmitteln kontrahiert und erzeugt eine permanente Zugspannung und entsprechend eine permanente Vorspannung auf das Bauwerk oder das Bauteil 2. Wie in Figur 1 gezeigt, sind elektrische Anschlüsse 3 vorhanden, damit der Flachstahl unter eine elektrische Spannung gesetzt werden kann, der einen Stromfluss durch ihn induziert. Aufgrund des elektrischen Widerstandes des Zugstabes wird dieser heiss und er wird dadurch in den dauerhaft kontrahierten austeniten Zustand überführt. Zusätzlich kann zwischen dem Flachstahl und dem Bauwerk oder Bauteil ein geeigneter Klebstoff 18 für eine zusätzliche Verklebung eingebracht werden, zum Beispiel auf Epoxid- oder PU-Basis erfolgt. In diesem Fall werden Zugelement mit wenigstens auf ihrer der Verklebung zugewandten Seite rauer Oberfläche eingesetzt, zur Verbesserung des Klebeverbundes. Wahlweise kann die Endverankerung im Fall einer solchen Verklebung auch bloss für die Erzeugung einer Vorspannkraft eingesetzt werden und es kann eine Sicherheitsreserve ausgelegt werden, sodass die Einleitung der Bruchlast des Zugelemente in das Bauwerk oder Bauteil einzig durch die erhärtete Verklebung erfolgt. Andrerseits können im Falle des Einsatzes von Endverankerungen und einer zusätzlichen Verklebung die Endverankerungen oder allfällige Zwischenverankerungen nach der Kontraktion der Zugelemente aus Platzgründen oder ästhetischen Gründen entfernt werden. Die Endverankerung kann allenfalls auch so bemessen werden, dass diese nur die Vorspannung des Zugelementes infolge des Erhitzens zusätzlich einer Reservekraft aushalten muss. Der zusätzliche Verbund durch die Verklebung bietet zusätzliche Sicherheit, da bei Schädigung des Zugelementes das Risiko eines explosionsartigen Abplatzens stark reduziert wird. Das ist für den Personenschutz wichtig, gerade wenn Passanten sich nahe am Bauwerk aufhalten können, wie das in städtischen Gebieten die Regel ist.

[0017] In Figur 2 ist eine Anwendung dargestellt, bei welcher ein Zugelement 1 in Form eines Flachstahls um zwei Ecken 5 einer auskragenden Betonplatte 2 herumgeführt ist. In den beiden Endbereichen des Flachstahls ist dieser mittels mehrerer Endverankerungen 4 fest mit der Betonplatte 2 verbunden. Durch die Erhitzung mittels Anlegen einer Spannung zwischen den beiden Enden des Zugelementes 1 bzw. Flachstahls wird dieser Flachstahl dauerhaft kontrahiert und erzeugt eine permanente Vorspannung rund um diese Seite der Betonplatte. Diese wir stabiler und bleibt rissfrei. Das Zugelement 1 bzw. der Flachstahl kann endverankert oder zusätzlich auch zwischenverankert sein, oder es kann auch mittels einer Verklebung seine Zugkraft auf das Bauwerk eingeleitet werden, oder die Krafteinleitung erfolgt über eine Kombination von mechanischen Verankerungen und einer Verklebung.

[0018] Die Figur 3 zeigt eine Anwendung, bei welcher ein Zugelement 1 in Form eines SMA-Flachstahls um ein Bauteil herum gewickelt wurde. Weil der Flachstahl an einem Ende des zylindrischen Bauteils, etwa einer Säule zunächst mehr als einmal als Band um dieselbe geführt ist und hernach längs einer Schraubenlinie das zylindrische Bauteil nach oben als Band umwickelt und auch am oberen Ende wiederum mehrmals das Bauteil überlappend umwickelt, ist kaum mehr eine starke Endverankerung mehr nötig. Das Kontrahieren des Flachstahl-Bandes bewirkt ein Verklemmen an den beiden endseitig gebildeten Ringen 10, und auch über die ganze Umwicklung erfolgt durch die Kontraktion eine sehr starke Einschnürung des Bauteils, was dieses substantiell stabilisiert und vor einer Rissbildung schützt. Diese Anwendung mittels einer Umschlingung kann auch zur Verstärkung von Zement- oder anderen Rohren zum Einsatz kommen.

[0019] Die Figur 4 zeigt eine Anwendung an einem grossen Silo 1 1 von vielen Metern Durchmesser als Flüssigkeitsbehälter, sei es aus Beton oder Stahlsegmenten erstellt. Hier werden mehrere Zugelemente 1 in einem bestimmten Abstand zueinander um das ganze Bauwerk geschlungen, mit ihren überlappenden Endbereichen kraftschlüssig verbunden und hernach durch Wärmeeintrag kontrahiert, sodass sich eine feste und dauerhafte vorgespannte Umschnürung einstellt, welche das Bauwerk ganz wesentlich verstärkt.

[0020] Die Figur 5 zeigt eine Anwendung an einer Holzbaukonstruktion. Holzkonstruktionen mit vertikalen Trägern 15 und darauf abgestützten Balken 16 sind weit verbreitet, wobei die Balken 16 und Träger 15 mittels speziellen Stahl- Verbinderelementen 14 miteinander verschraubt oder vernagelt werden. Die Stahl- Verbinderelemente 14 werden wie gezeigt mit sich kreuzenden Zugelementen 1 in Form von SMA-Profilen miteinander verbunden, wobei die endseitige Verankerung mittels Bolzen erfolgt, welche die Stahl-Verbinderelemente und SMA-Profile durchsetzen. Das Durchsetzen erfolgt, indem das SMA-Profil sowie das Stahl- Verbinderelement vorgebohrt werden und danach ein Nagel oder eine Verschraubung durchgreifend durch diese beiden Elemente ins Holz eingeführt wird. Dann wird Wärme eingetragen und die SMA-Profile ziehen sich zusammen und verspannen die Holzkonstruktion zu bisher unbekannter Stabilität.

[0021] Die Endverankerungen der Flachstähle können in vielerlei Ausführungen realisiert werden. In den Figuren 6 bis 9 werden Beispiele hierfür dargestellt. Die Figur 6 zeigt eine Variante, bei welcher die Endbereiche 6 des Flachstahls in ihrem Oberflächenbereich eine Verzahnung aufweisen. Zwei Flachstähle 1 können so aufeinander gelegt werden, dass ihre Verzahnungen ineinandergreifen, sodass eine Verkrallung und damit ein satter Verbund entsteht. Dieser Verbund kann mittels einer Bandumwicklung oder mittels einer Verschraubung gesichert werden, jedoch kann sie sich nicht lösen, solange sie auf Zug beansprucht ist. Anstelle der Verbindung zweier Flachstähle kann diese Verbindung auch eingesetzt werden, wenn die beiden identisch gestalteten Endbereiche eines einzigen Flachstahls durch eine Umschliessung eines Bauteils übereinander zu liegen kommen. Die Figur 7 zeigt ein Beispiel, wo eine Verbindung so gestaltet ist, dass die beiden Flachstähle mit in einer Ebene liegenden Ober- und Unterseiten zueinander verlaufen, also ein bündiger Übergang erzeugt wird. Hier ist im Endbereich 6 der Flachstähle eine Schrägverzahnung realisiert, die ebenfalls mittels einer Schraubenverbindung oder durch ein umwickelndes Band gesichert werden kann. Die Figur 8 zeigt eine Verbindung, bei welcher die Enden der miteinander zu verbindenden Flachstähle in offene Haken ausgebildet sind, wobei im gezeigten Beispiel der von links kommende Flachstahl drei solche Haken 13 aufweist, mit je einer Aussparung zwischen den Haken 13. In die so gebildeten zwei Aussparungen greifen zwei gleiche Haken 13, im gezeigten Beispiel nach oben statt nach unten gekrümmt verlaufend an den Enden des von rechts kommenden Flachstahls ein. Nach dem Ineinanderschieben der Haken 13 der beiden Flachstähle wird von der Seite her ein Bolzen 17 in das Innere der Haken 13 geschoben, welcher das Innere der Haken 13 hernach durchquert. Damit sind diese kraftschlüssig miteinander verbunden. Die Figur 9 zeigt eine weitere Verbindung, bei welcher die Endbereiche 6 der Flachstähle in zwei gleichstarke Widerhaken ausgeformt sind, die formschlüssig ineinander zu liegen kommen, wobei die Verbindung ebenfalls wie gezeigt mit einer Schraubenverbindung gesichert werden kann, etwa wie gezeigt mittels einer Verbindung an zwei Stellen, an welchen je eine Schraube 8 bzw. ein Bolzen die beiden Flachstähle durchsetzt und diese letztlich mittels einer Kontermutter 9 miteinander verspannt sind. Bei Verbolzungen ist zu berücksichtigen, dass die Vorspannkraft massgeblich kleiner ist als die Bruchlast des Zugelementes, entsprechend braucht es über die Länge des Zugelementes geringere Stahlquerschnitte als bei der Verankerung.

[0022] Die Verbindung der Endbereiche der Flachstähle kann also generell realisiert sein, indem auf den sich überlappenden Seiten der Endbereiche 6 diese formschlüssig ineinandergreifen und sich verkrallen. Sie können aber auch einfach an den Überlappungsstellen bloss durch eine oder mehrere Schrauben 8 mechanisch zugkraftschlüssig miteinander verbunden werden, wobei die durchdringenden Schrauben 8 mit einer Kontermutter 9 verspannt werden. Eine weitere Möglichkeit der Verankerung bietet an, indem mindestens ein Flachstahl 1 aus einer Formgedächtnis-Legierung als Band um ein Bauteil 7 geschlungen wird, sodass sich das Band über einen Bereich überlappt, wonach mittels zwischen elektrischen Kontakten an den Endbereichen des Bandes eine Spannung angelegt wird, sodass sich der Flachstahl 1 infolge seines elektrischen Widerstandes erhitzt und von seinem Zustand als Martensit in einen bleibenden Zustand als Austenit überführt wird. Dadurch wird eine permanente Umschnürung des Bauteils 7 bewirkt.

[0023] Eine mit einem solchen SMA-Flachstahl ausgerüstetes Bauwerk oder Bauteil weist in jedem Fall mindestens eine Zugelement 1 in Form eines Flachstahls aus einer Formgedächtnis-Legierung auf, der längs der Bauwerksoder Bauteilaussenseite verläuft und mit demselben mittels Endverankerungen 4 verbunden ist. Alternativ kann das Bauwerk oder Bauteil 7 wie in Figur 3 oder 4 dargestellt vollständig von einem oder mehreren Flachstählen 1 umschlossen oder umschlungen sein, wobei die beiden Endbereiche der Flachstähle 1 zugkraftschlüssig verbunden sind, und der oder die Flachstähle 1 durch Hitzeeintrag permanent vorgespannt werden. Die Umschlingungen können auch überlappende Bereiche bilden, sodass der Flachstahl 1 nach Hitzeeintrag und Kontraktion eine permanente Einschnürung des Bauteils 7 bewirkt und die überlappenden Bereiche 10 eine hinreichende Haftreibungskraft zum Erhalten der Einschnürung erzeugen.

[0024] Bei einem Wärmeeintrag kontrahiert die Legierung nämlich dauerhaft in ihren Ursprungszustand zurück. Werden die SMA-Flachstähle also auf die Temperatur für den Zustand als Austenit erhitzt, so nehmen sie ihre ursprüngliche Form an und behalten diese bei, auch unter Last. Der erzielte Effekt ist mit diesen Formgedächtnis-Legierungen (SMA) ist eine Vorspannung auf das Bauwerk oder ausgerüstete Bauteil, wobei sich diese Vorspannung gleichmässig bzw. linear über die gesamte Länge des Profils aus einer Formgedächtnis-Legierung erstreckt.

[0025] Für eine nachträgliche Verstärkung wird der SMA-Flachstahl in beliebigen Richtungen, hauptsächlich aber in Zugrichtung auf ein Beton-Bauwerks aufgelegt und mit demselben endseitig verankert. Dann werden die SMA-Flachstähle mittels Elektrizität erhitzt, was zur Verkürzung dieser SMA-Flachstähle führt. Die Verkürzung bewirkt eine Vorspannung und die Kräfte werden über die Endverankerungen direkt in das des Beton-Bauwerks oder Bauteil eingeleitet, oder im Falle von Umwicklungen sogar über die ganze Länge des Stahlprofils.

[0026] Bei der Vorfabrikation von Stahlbetonbauteilen, beispielsweise Balkonoder Fassadenplatten oder Rohren, auf welche die neuartigen SMA-Flachstähle aufgelegt und vorgespannt werden, bieten sich weitere Vorteile. Dank Vorspannung dieser vorfabrizierten Betonbauteile können die Querschnitte des Bauteils reduziert werden. Da das Bauteil infolge interner Vorspannung rissfrei ausgebildet ist, liegt viel mehr Schutz gegen Chlorid-Eindringung resp. Karbonatisierung vor. Das heisst, solche Bauteile werden nicht nur leichter sondern viel widerstandsfähiger und entsprechend dauerhafter. [0027] Die Erhitzung der SMA-Flachstähle 1 erfolgt vorteilhaft elektrisch durch Errichtung einer Widerstandheizung, indem eine Spannung an die angelegten Heizkabel 3 angelegt wird, wie in Figur 1 gezeigt, sodass sich der SMA-Flachstahl oder das SMA-Flachstahlband 1 als Stromleiter erhitzt. Weil bei langen SMA- Flachstählen oder -bändern die Erhitzung mittels elektrischer Widerstandheizung zu viel Zeit beanspruchen würde, und dann zuviel Wärme in den Beton eingetragen würde, werden über die Länge des SMA-Flachstahls oder -Bandes mehrere Stromanschlüsse eingerichtet. Der SMA-Flachstahl kann dann etappenweise erhitzt werden, indem eine Spannung an zwei jeweils benachbarte Heizkabel angelegt wird, und hernach an die beiden nächsten, die benachbart sind, usw. bis der ganze SMA-Flachstahl auf den Zustand als Austenit gebracht ist Es werden hierzu kurzzeitig hohe Spannungen und Stromstärken benötigt, sodass eine gewöhnliche Netzspannung von 220V/1 10V nicht ausreicht, auch eine Spannungsquelle von 500V nicht, wie sie oft auf Baustellen eingerichtet wird. Vielmehr wird die Spannung von einer für den Baustellen-Einsatz mobilen Energieeinheit geliefert, welche die Spannung mit einer Anzahl in Serie geschalteter Lithium-Batterien erzeugt, mit hinreichend dicken Stromkabeln, sodass ein Strom mit hohem Amperewert durch den SMA-Flachstahl schickbar ist. Die Erhitzung sollte nur sehr kurzzeitig erfolgen, sodass man also innert 2 bis 5 Sekunden durchgehend die nötige Temperatur von ca. 100° bis 250° im SMA- Flachstahl 2 erzielt und damit seine Kontraktionskraft erzeugt. Damit wird vermieden, dass der anschliessende Beton Schaden nimmt. Hierzu sind zwei Bedingungen einzuhalten, nämlich erstens braucht es etwa 10-20A pro mm² Querschnittsfläche und zweitens etwa 10-20V pro 1 m Flachstahl-Länge, um innert Sekunden den Zustand des Flachstahls als Austenit zu erreichen. Die Batterien müssen in Serie geschalten werden. Die Anzahl, die Grösse und der Typ der Batterien müssen entsprechend gewählt werden, so dass der benötigte Strom (Ampere) und die benötigte Spannung (Volt) abrufbar sind, und der Energiebezug muss von einer Steuerung geregelt werden, damit auf Knopfdruck - abgestimmt auf eine bestimmte Flachstahllänge und Flachstahldicke, genau die richtige Zeitperiode lang des Flachstahls unter Spannung steht und der nötige Strom fliesst. Bei langen Flachstählen von mehreren Metern kann das Erhitzen etappenweise erfolgen, indem nach bestimmten Abschnitten Stromanschlüsse vorgesehen werden, wo dann die Spannung angelegt werden kann. In dieser Weise kann abschnittsweise - ein Abschnitt nach dem andern über die Gesamtlänge eines Flachstahls die nötige Wärme eingebraucht werden, um schliesslich die gesamte Länge in den Zustand eines Austeniten zu versetzen.

Ziffernverzeichnis

1 Zugelement, Flachstahl

2 Bauwerk, Bauteil

3 Elektrische Anschlüsse

4 Endverankerungen

5 Ecken

6 Endbereich des Zugelementes bzw. Flachstahls

7 Bauteil, auskragend

8 Schraube

9 Kontermutter zu Schraube 8

10 Ringe, überlappende Bereiche

1 1 Silo

12 Zwischenverankerung

13 Haken an den Ende der Flachstähle

14 Stahl-Verbinderelemente

15 Träger

16 Balken

17 Bolzen zu Haken 13

18 Klebstoff

Claims

Patentansprüche

1 . Verfahren zum Erstellen von vorgespannten Bauwerken oder Bauteilen (2) aus Beton oder anderen Materialen mittels Zugelementen (1 ) aus einer Formgedächtnis-Legierung, sei es von neuen Bauwerken und Bauteilen oder für die Verstärkung von bestehenden Bauwerken und Bauteilen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Zugelement (1 ) aus einer Formgedächtnis-Legierung von polymorpher und polykristalliner Struktur, welche durch Erhöhung ihrer Temperatur aus ihrem Zustand als Martensit auf ihren bleibenden Zustand als Austenit bringbar ist, auf das Bauwerk oder Bauteil (2) aufgelegt oder frei verlaufend am Bauwerk oder Bauteil angelegt wird oder dieses Zugelement (1 ) um wenigstens eine Ecke (5) geführt ist, wobei eine oder mehrere Endverankerungen (4) in das Bauwerk oder Bauteil (2) eindringen, oder aber das Zugelement (1 ) ein Bauwerk oder Bauteil (2) ein- oder mehrmals als Band umschlingt, wobei in diesem Fall die beiden Enden des Zugelementes (1 ) entweder zugkraftschlüssig miteinander verbunden werden oder je gesondert mit einer oder mehreren End- (4) oder Zwischenverankerungen (12), die in das Bauwerk oder Bauteil (1 ) eindringen, mit demselben verbunden werden, oder aber sich das Zugelement (1 ) ein oder mehrmals für eine Verklemmung überlappt oder kreuzt, und dass sich das Zugelement (1 ) infolge eines anschliessenden aktiven und gesteuerten Wärmeeintrages mit Heizmitteln kontrahiert und eine permanente Zugspannung erzeugt und entsprechend eine permanente Vorspannung sowie eine Restzugkraft bis zur Bruchlast des Zugelementes (1 ) auf das Bauwerk oder das Bauteil (2) erzeugt.

2. Verfahren zum Erstellen von vorgespannten Bauwerken oder Bauteilen mittels Zugelementen (1 ) aus einer Formgedächtnis-Legierung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zugelemente (1 ) in Bandform als Flachstähle eingesetzt werden, und dass beim Erstellen von Verankerungen durch Überlappungen oder Kreuzungen der bandförmigen Zugelemente zusätzlich die Zugelemente querende Bolzen eingesetzt werden.

Verfahren zum Erstellen von vorgespannten Bauwerken oder Bauteilen mittels Zugelementen (1 ) aus einer Formgedächtnis-Legierung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein gerades Zugelement (1 ) mit beliebigem Querschnittsprofil aus einer Formgedächtnis- Legierung auf eine Wand eines Bauwerk oder auf die Aussenseite eines Bauteils (2) aufgelegt wird, und seine beiden Endbereiche mit einer oder mehreren Endverankerungen (4) fest mit dem Bauwerk oder Bauteil (2) verbunden werden, indem diese Endverankerungen (4) in das Bauwerk oder Bauteil (2) eindringen, und hernach mittels zwischen elektrischen Kontakten (3) an den Endbereichen des Zugelements (1 ) eine Spannung U angelegt wird, sodass sich das Zugelement (1 ) infolge seines elektrischen Widerstandes erhitzt und von seinem Zustand als Martensit in einen bleibenden Zustand als Austenit überführt wird, sodass das Zugelement (1 ) eine permanente Zugspannung sowie eine Restzugkraft bis zur Bruchlast des Zugelementes (1 ) auf das Bauwerk oder Bauteil (2) ausübt und diese an den Endverankerungen (4) in dasselbe (2) eingeleitet wird.

Verfahren zum Erstellen von vorgespannten Bauwerken oder Bauteilen mittels Zugstäben aus einer Formgedächtnis-Legierung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Zugelement (1 ) als Flachstahl oder mit anderer Querschnittsgeometrie aus einer Formgedächtnis- Legierung unter ein- oder mehrmaliger Krümmung (5) auf die Aussenseite eines Bauwerk oder auf die Aussenseite eines Bauteils (2) aufgelegt wird, und seine beiden Endbereiche (6) mit einer oder mehreren Endverankerungen (4) oder zusätzlichen Zwischenverankerungen (12) fest mit dem Bauwerk oder Bauteil (2) verbunden werden, indem diese Endverankerungen (4) in das Bauwerk oder Bauteil (2) eindringen, und hernach mittels zwischen elektrischen Kontakten an den Endbereichen (6) des Flachstahls eine Spannung angelegt wird, sodass sich der Flachstahl (1 ) infolge seines elektrischen Widerstandes erhitzt und von seinem Zustand als Martensit in einen bleibenden Zustand als Austenit überführt wird, sodass er eine permanente Zugspannung um den eingefassten Teil des Bauwerk oder Bauteil (2) ausübt, sowie eine Restzugkraft bis zur Bruchlast des Zugelementes (1 ), und diese an den Endverankerungen (4) in dasselbe eingeleitet wird.

Verfahren zum Erstellen von vorgespannten Bauwerken oder Bauteilen mittels Zugelementen aus einer Formgedächtnis-Legierung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens Zugelement (1 ) in Form eines Flachstahls oder eines Profils mit anderer Querschnittsgeometrie aus einer Formgedächtnis-Legierung auf Eisenbasis um ein Bauteil (7) geschlungen wird, sodass sich die beiden Enden des Zugelementes (1 ) überlappen und mechanisch zugkraftschlüssig miteinander verbunden werden, wonach mittels zwischen elektrischen Kontakten an den Endbereichen des Zugelements (1 ) eine Spannung angelegt wird, sodass sich das Zugelement (1 ) infolge seines elektrischen Widerstandes erhitzt und von seinem Zustand als Martensit in einen bleibenden Zustand als Austenit überführt wird, sodass das Zugelement (1 ) eine permanente Einschnürung des Bauteils (7) bewirkt.

Verfahren zum Erstellen von vorgespannten Bauwerken oder Bauteilen mittels Zugstäben aus einer Formgedächtnis-Legierung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (1 ) ein Flachstahl aus einer Formgedächtnis-Legierung ist und seine beiden Enden mechanisch zugkraftschlüssig miteinander verbunden werden, indem sie auf den sich überlappenden Seiten der Endbereiche (6) formschlüssig ineinandergreifen und sich ineinander verkrallen.

7. Verfahren zum Erstellen von vorgespannten Bauwerken oder Bauteilen mittels Zugstäben aus einer Formgedächtnis-Legierung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (1 ) ein Flachstahl aus einer Formgedächtnis-Legierung ist und seine beiden Enden mechanisch zugkraftschlüssig miteinander verbunden werden, indem sie mittels mindestens einer sie an der überlappenden Stelle durchdringenden Schraube (8) oder bei einer Verkrallung mittels endseitiger Haken (13) mit einem diese durchquerenden Bolzen (17) miteinander verbunden werden.

8. Verfahren zum Erstellen von vorgespannten Bauwerken oder Bauteilen mittels Zugstäben aus einer Formgedächtnis-Legierung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Zugelement (1 ) in Form eines Flachstahls aus einer Formgedächtnis-Legierung auf Eisenbasis als Band um ein Bauteil (7) geschlungen wird, sodass dieses sich über einen Bereich überlappt, wonach mittels zwischen elektrischen Kontakten an den Endbereichen dieses Flachstahl-Bandes eine Spannung angelegt wird, sodass sich der Flachstahl infolge seines elektrischen Widerstandes erhitzt und von seinem Zustand als Martensit in einen bleibenden Zustand als Austenit überführt wird, sodass das Band eine permanente Einschnürung des Bauteils (7) bewirkt und der überlappende Bereich hinreichende Haftreibungskraft zum Erhalten der Einschnürung erzeugt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verankerung mit dem Bauwerk oder Bauteil je nach Traggrund desselben mittels einer oder mehrerer folgender Befestigungsmittel erfolgt: Dübel, Spreizdübel, Nägel, Anker, Klebeanker, zementös verfüllte Anker, oder mittels einer Vernietung oder Verschraubung,

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur Endverankerung der Zugelemente (1 ) an den Bauwerken oder Bauteilen eine Verklebung der Zugelemente (1 ) mit dem Traggrund der Bauwerke oder Bauteile mit einem Klebstoff (18) auf Epoxid- oder PU-Basis erfolgt, wobei Zugelement eingesetzt werden, die wenigstens auf ihrer einen Seite eine raue Oberfläche zur Verbesserung des Klebeverbundes aufweisen.

1 1 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Endverankerung der Zugelement (1 ) nur für die Vorspannkraft einschliesslich einer Sicherheitsreserve ausgelegt wird, sodass die Einleitung der Bruchlast des Zugelemente (1 ) in das Bauwerk oder Bauteil einzig durch die erhärtete Verklebung mittels Klebstoff (18) erfolgt.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Endverankerung der Zugelemente (10) nach dem Aushärten des Klebstoffs (18) der Verklebung entfernt wird.

13. Bauwerk oder Bauteil, erstellt nach einem der Verfahren gemäss Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens ein Zugelement (1 ) aus einer Formgedächtnis-Legierung aufweist, das längs der Bauwerks- oder Bauteilaussenseite verläuft oder frei verlaufend am Bauwerk oder Bauteil angelegt ist und mit demselben mittels Endverankerungen (4) oder zusätzlich einer Verklebung mittels Klebstoff (18) verbunden ist, oder das Bauwerk oder Bauteil (2) vollständig vom Zugelement (1 ) als Band umschlossen ist, wobei die beiden Endbereiche des Zugelementes (1 ) endverankert oder zugkraftschlüssig verbunden sind, und das Zugelement (1 ) durch Hitzeeintrag permanent vorgespannt ist.

14. Bauwerk oder Bauteil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens ein Zugelement (1 ) in Form eines Flachstahls aus einer Formgedächtnis-Legierung aufweist, der um ein oder mehrere Krümmungen (5) längs der Aussenseite des Bauwerks oder des Bauteils (2) verläuft und mit demselben mindestens mittels Endverankerungen (4) oder zusätzlich mittels Zwischenverankerungen (12) verbunden ist.

15. Bauwerk oder Bauteil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens ein Zugelement (1 ) in Form eines Flachstahls aus einer Formgedächtnis-Legierung aufweist, welcher das Bauteil (7) mehrmals als Band umschlingt und überlappende Bereiche bildet, sodass er nach Hitzeeintrag eine permanente Einschnürung des Bauteils (7) bewirkt und die überlappenden Bereiche (10) hinreichende Haftreibungskraft zum Erhalten der Einschnürung erzeugen.