ES2256501T3 - Anclaje tensor para miembros de traccion en forma de banda en la construccion. - Google Patents

Abstract

Anclaje tensor para miembros de tracción en forma de banda en la construcción, especialmente láminas de plástico reforzadas con fibras, con al menos un cuerpo de anclaje que se puede conectar por aplicación de fuerza con el miembro de tracción a través de encolado y/o fricción, que se puede apoyar en un cojinete opuesto estacionario, caracterizado porque el cuerpo de anclaje (2) presenta varios bloques de sujeción (3) dispuestos a distancia entre sí en la dirección longitudinal del miembro de tracción (1), y que se pueden conectar con el miembro de tracción (1) a través de adhesión y/o fricción, en el que el último bloque de sujeción (3) hacia el extremo del miembro de tracción (1) se puede apoyar en el cojinete opuesto (7) fijo estacionario, de tal manera que los bloques de sujeción (3) están conectados entre sí a través de secciones de dilatación (9) de diferente rigidez elástica y porque las rigideces elásticas de las secciones de dilatación (9) se incrementan hacia el extremo del miembro de tracción (1).

Description

Anclaje tensor para miembros de tracción en forma de banda en la construcción.

La invención se refiere a un anclaje tensor para miembros de tracción en forma de banda en la construcción, especialmente láminas de plástico reforzadas con fibras, con al menos un cuerpo de anclaje conectado por aplicación de fuerza con el miembro de tracción a través de encolado y/o fricción, que se puede apoyar en un cojinete opuesto estacionario.

Para la elevación de la capacidad de soporte (fortalecimiento) o para el restablecimiento de la capacidad de soporte original (saneamiento) de estructuras de soporte de hormigón armado o de hormigón tensado se conoce aplicar miembros de tracción en forma de banda pretensados posteriormente en el lado exterior. Además de las láminas de acero se utilizan a tal fin láminas de plástico con preferencia reforzadas con fibras, especialmente plásticos reforzados con fibras de carbono (CFK), plásticos reforzados con aramida (AFK) y plásticos reforzados con vidrio (GFK).

Una propiedad significativa de estos plásticos reforzados con fibras, en particular de los plásticos reforzados con fibras de carbono empleados con preferencia, consiste en que los miembros de tracción en forma de banda fabricados a partir de ellos muestran un comportamiento elástico lineal hasta la rotura. En el anclaje necesario de los extremos de los miembros de tracción debe prestarse atención a que debe mantenerse un estado de tensión por tracción uniaxial. Un estado de tensión por tracción biaxial provocado por picos de tensión esenciales en el punto de empotramiento y/o provocados por desviación conduciría a un deterioro o incluso a la destrucción de los miembros de tracción en forma de banda.

En el caso de la fijación por adhesión de los miembros de tracción en forma de banda en los cuerpos de anclaje, la transición desde la longitud de sujeción libre del miembro de tracción hacia la zona de anclaje representa una inconsistencia con respecto a la rigidez. Puesto que la longitud de adhesión que puede ser activada, que absorbe, a través de la tensión de empuje, la carga introducida por el miembro de tracción es relativamente corta, se produce en la transición desde la longitud de sujeción libre hacia la zona de anclaje un pico de tensión por empuje, que excede la tensión de empuje admisible localmente en la juntura de adhesión y alcanza la tensión de rotura. El criterio de rotura decisivo en el caso de encolado es en este caso un exceso de la cohesión del adhesivo y/o la rotura de la matriz de plástico del miembro de tracción en forma de banda. El frente de la tensión de empuje de rotura formado de esta manera se desplaza a lo largo de la juntura de adhesión hasta que falla totalmente la unión adhesiva.

En efecto, se conoce (DE 198 49 605 A1) aplicar, para la elevación de la acción adhesiva, una fuerza de sujeción adicional entre el cuerpo de anclaje y el miembro de tracción encolado con el mismo. El estado de tensión biaxial que resulta de esta manera (tracción longitudinal / presión transversal limitada) no es perjudicial para el miembro de tracción, puesto que no se produce una tracción transversal. En su lugar, se produce un incremento de la resistencia decisiva a la rotura. Pero de esta manera no se reduce el pico de tensión de empuje en la transición desde la longitud de sujeción libre hacia la zona de anclaje.

Para la solución de este problema a través de la reducción o evitación de un pico de la tensión de empuje en la transición desde la longitud de sujeción libre hacia la zona de anclaje ya se ha propuesto modificar las propiedades del adhesivo a lo largo del trayecto de introducción de la fuerza, de tal manera que se utiliza en la transición hacia el anclaje un adhesivo relativamente blando (módulo de empuje reducido) y se modifican las propiedades adhesivas hacia el otro extremo del anclaje de tal forma que el adhesivo presenta un módulo de empuje alto y, por lo tanto, actúa con un efecto esencialmente más rígido. La selección de los materiales adhesivos y especialmente el mantenimiento de las condiciones prescritas durante la aplicación del adhesivo plantean, sin embargo, requerimientos muy altos y no se pueden controlar sobre todo posteriormente.

También se conoce insertar en la juntura de adhesión una chapa perforada o un material similar. De esta manera, sin perjuicio de la capacidad de carga total, se consigue un módulo de empuje, en general, más reducido de la juntura de adhesión. De este modo, se puede reducir, en efecto, el pico de tensión de empuje perjudicial, pero no en una medida suficiente para muchos casos de aplicación.

Por lo tanto, el cometido de la invención es configurar un anclaje tensor del tipo mencionado al principio, de tal forma que se evita la aparición de un pico de tensión de empuje, que excede localmente la tensión de rotura en la juntura de adhesión o bien en la zona de fricción.

Partiendo del preámbulo de la reivindicación 1, este cometido se soluciona de acuerdo con la invención porque el cuerpo de anclaje presenta varios bloques de sujeción dispuestos a distancia entre sí en la dirección longitudinal del miembro de tracción, y que se pueden conectar con el miembro de tracción a través de adhesión y/o fricción, en el que el último bloque de sujeción hacia el extremo del miembro de tracción se puede apoyar en el cojinete opuesto fijo estacionario, de tal manera que los bloques de sujeción están conectados entre sí a través de secciones de dilatación de diferente rigidez elástica y porque las rigideces elásticas de las secciones de dilatación se incrementan hacia el extremo del miembro de tracción.

De esta manera se consigue, en efecto, un gradiente escalonado, pero que decrece de una manera todavía suficientemente uniforme hasta la transición desde la longitud de sujeción libre hasta la zona de anclaje, de la fuerza de tracción transmitida en la juntura de adhesión o bien en la zona de fricción. La tensión de empuje se reduce hasta la transición a la zona de sujeción libre del miembro de tracción hasta el punto de que en este lugar ni se excede la cohesión del adhesivo o la fuerza de fricción máxima posible ni se produce un deterioro del miembro de tracción.

De acuerdo con una forma de realización preferida de la invención, está previsto sobre los dos lados de un miembro de tracción en forma de banda o en una posición de dos miembros en forma de banda esté dispuesto en cada caso un cuerpo de anclaje, cuyos bloques de sujeción colocados superpuestos en cada caso están conectados entre sí a través de elementos de sujeción. De una manera preferida, los elementos de sujeción son tornillos de tracción que están dispuestos a ambos lados junto al miembro de tracción.

Las secciones de dilatación dispuestas entre los bloques de sujeción individuales, realizados con diferente elasticidad, es decir, con diferente rigidez elástica, se realizan en cuanto a la construcción de una manera especialmente más sencilla y fácil de fabricar como nervaduras de unión con diferente sección transversal de la nervadura. La sección transversal diferente de la nervadura, que se puede conseguir de varias maneras descritas a continuación, conduce a diferente rigidez elástica. De esta manera se puede cumplir de una forma muy sencilla el requerimiento de ejecutar las rigideces elásticas de las secciones de dilatación de una manera creciente desde el lugar de la entrada del miembro de tracción hasta su extremo.

Otras configuraciones ventajosas de la idea de la invención son objeto de otras reivindicaciones dependientes.

A continuación se explican en detalle ejemplos de realización de la invención, que están representados en el dibujo. En este caso:

La figura 1 muestra en una sección longitudinal una representación muy esquemática de un anclaje tensor para un miembro de tracción en forma de banda, en la que se utilizan símbolos de muelles para las secciones de dilatación de diferente rigidez elástica.

La figura 2 muestra una vista en planta superior sobre el anclaje tensor representado de forma esquemática de acuerdo con la figura 1.

La figura 3 muestra una vista en planta superior sobre un ejemplo de realización de un anclaje tensor para un miembro de tracción en forma de banda.

La figura 4 muestra una vista lateral del anclaje tensor de acuerdo con la figura 3, en la que se ha omitido el apoyo en un cojinete opuesto fijo estacionario para mayor claridad de la representación.

La figura 5 muestra una representación espacial del anclaje tensor de acuerdo con la figura 4.

La figura 6 muestra una vista en planta superior sobre un cuerpo de sujeción de acuerdo con la primera forma de realización.

La figura 7 muestra una sección a lo largo de la línea VII-VII en la figura 6, y

Las figuras 8 a 15 muestran otros ejemplos de realización en representaciones de acuerdo con las figuras 6 y 7.

Con la ayuda de las figuras 1 y 2 se explica de forma esquemática la estructura básica de un anclaje de sujeción para miembros de tracción 1 en forma de banda, por ejemplo de láminas de plástico reforzado con fibras de carbono (láminas de CFK). Estos miembros de tracción 1 en forma de banda se emplean en la construcción para el fortalecimiento o saneamiento de estructuras de soporte de hormigón tensado o de hormigón armado. Los miembros de tracción en forma de banda se encolan, por ejemplo, sobre la superficie de hormigón o permanecen sin adhesión con la superficie de hormigón. Los anclajes de tensión descritos sirven para la aplicación de una tensión previa y/o para el anclaje final de los miembros de tracción.

A tal fin, se conecta un cuerpo de anclaje 2 a través de adhesión y sujeción con el miembro de tracción 1. En su lugar, la unión se puede llevar a cabo también a través de fricción. Como uno de los ejemplos de realización posibles se describe a continuación la unión por adhesión. El cuerpo de anclaje 2 presenta varios bloques de sujeción 3, que están dispuestos en la dirección longitudinal del miembro de tracción 1 a distancia unos de otros. Cada uno de los bloques de sujeción 3 está conectado, a través de una capa de adhesivo 4, por medio de adhesión con el miembro de tracción 1. Por medio de tornillos de sujeción 5, que están indicados de forma sólo esquemática en la figura 1, cada bloque de sujeción está conectado con una pieza opuesta de sujeción 6. Estas piezas opuestas de sujeción 6 pueden ser de nuevo piezas (no representadas) de un segundo cuerpo de sujeción 2 en el lado inferior del miembro de tracción 1.

El último bloque de sujeción 3 hacia el extremo del miembro de tracción, en el ejemplo de realización representado el bloque de sujeción 3 dispuesto más a la izquierda, está apoyado en un cojinete opuesto 7 fijo estacionario, es decir, montado en la estructura de soporte, por ejemplo sobre una instalación hidráulica tensora 8.

Entre los bloques de sujeción 3 individuales están configuradas secciones de dilatación 9, que están simbolizadas en la representación de las figuras 1 y 2 como grupos de muelles de tracción. El espesor diferente de los muelles de tracción representa que las secciones de dilatación 9 están realizadas con diferente rigidez elástica, aumentando la rigidez elástica desde el punto de transición 10 de la longitud de sujeción libre del miembro de tracción 1 hasta la zona de anclaje en el extremo del miembro de tracción (a la izquierda en las figuras 1 y 2).

Las rigideces elásticas de las secciones de dilatación 9 están seleccionadas y escalonadas en este caso de tal forma que la aplicación de la fuerza en cada bloque de sujeción 3, que se lleva a cabo a través de tensiones de empuje en la capa adhesiva 4, excluye la aparición de picos de la tensión de empuje, que excederían a la tensión de empuje máxima admisible en el adhesivo y conducirán a una rotura de la cohesión. A diferencia de las formas de realización representadas en el dibujo, se puede llevar a cabo una adhesión también en la zona de las secciones de dilatación 9.

La diferente rigidez elástica de las secciones de dilatación 9 se puede conseguir en cuanto a la construcción de diferentes maneras; en las figuras siguientes se representan ejemplos preferidos a este respecto.

En el ejemplo de realización, representado en las figuras 3 a 5, de un anclaje tensor para miembros de tracción 1, por ejemplo láminas de plástico reforzadas con fibras de carbono, sobre los dos lados de una posición de dos miembros de tracción 1 en forma de banda está dispuesto en cada caso un cuerpo de anclaje 2, cuyos bloques de sujeción 3 superpuestos en cada caso están unidos y sujetos entre sí, respectivamente, por medio de tornillos de tracción 5 dispuestos lateralmente junto a los miembros de tracción 1. Para la aplicación uniforme de la fuerza, los tornillos de tracción 7 actúan en cada caso a través de un yugo transversal 11 sobre los punto de apoyo 11a, 11b que se encuentran adyacentes entre sí sobre el bloque de sujeción 3 respectivo. En su lugar, se puede seleccionar también un único punto de apoyo central. Varios anclajes tensores idénticos, que funcionan de una manera individual, se pueden combinar como módulos para un miembro de sujeción mayor a través de pilas superpuestas, siendo utilizados tornillos de tracción 7 comunes más largos.

El último bloque de sujeción 3 hacia el extremo del miembro de tracción 1 está conectado con una placa de cabeza 2a del cuerpo de anclaje 2. Esta placa de cabeza 2a está apoyada sobre cilindros de sujeción hidráulicos 8 laterales en el cojinete opuesto 7 fijo estacionario.

Las secciones de dilatación 9 entre los bloques de sujeción 3 se forman a través de nervaduras de unión 13, que tienen la misma anchura, sin embargo tienen diferente espesor. El espesor de las nervaduras de unión 13 se incrementa desde el punto de transición 10 hacia la placa de cabeza 2a y, por lo tanto, hacia el extremo del miembro de tracción 1.

La figura 6 muestra en una vista en planta superior en una forma de representación simplificada la estructura básica del cuerpo de anclaje 2, como encuentra aplicación en el ejemplo de realización de acuerdo con las figuras 3 a 5. En el mismo tipo de representación, se muestran en las figuras 8 a 15 otros ejemplos de realización.

En el ejemplo de acuerdo con las figuras 8 y 9, las nervaduras de unión, que forman las secciones de dilatación 9 entre los bloques de sujeción 3 están constituidas en cada caso por varias secciones de nervaduras 14, están separadas en cada caso unas de las otras por medio de escotaduras, en el ejemplo de realización según las figuras 8 y 9 por taladros 15, que se extienden perpendicularmente al miembro de tracción 1 en forma de banda. La sección transversal total de la nervadura de todas las secciones de las nervaduras 14 de las secciones de dilatación 9 individuales es diferente. Como se muestra en las figuras 8 y 9, los taladros 15 tienen en la sección de dilatación 9, colocada más próxima al punto de transición 10, el diámetro máximo, de manera que la sección transversal total de todas las secciones de la nervadura 14 es mínima aquí. En la sección de dilatación 9 inmediata siguiente, los diámetros de los taladros 15 son menores; por lo tanto, aquí la sección transversal total de la nervadura es mayor. Por último, los diámetros de los taladros 15 en la sección de dilatación 9 siguiente hacia el extremo del miembro de tracción 1 es todavía menor y la sección transversal total de la nervadura es mayor.

El ejemplo de realización de acuerdo con las figuras 10 y 11 sólo se diferencia del ejemplo de realización descrito anteriormente en una medida esencial porque los taladros 15', que separan las secciones de las nervaduras 14' de cada sección de dilatación 9, se extienden paralelamente a la superficie del miembro de tracción 1 en forma de banda y transversalmente a su dirección longitudinal. Cada taladro 15' separa en cada sección de dilatación 9 dos secciones de la nervadura 14' una de la otra. También en este caso el diámetro de los taladros 15' se reduce a partir del punto de transición 10, mientras que se incrementa la sección transversal total de la nervadura de las secciones de la nervadura 14'.

En el ejemplo de realización de acuerdo con las figuras 12 y 13, en cada sección de dilatación 9 está configurada una sección de flexión 16, que está dirigida transversalmente a la dirección longitudinal del miembro de tracción 1. Las secciones de flexión 16 de las secciones de dilatación 9 individuales presentan rigideces de flexión diferentes.

Las secciones de flexión 16 o las vigas de flexión están configuradas en cada caso entre una muesca 17 que se extiende desde el miembro de tracción 1 y una muesca que se extiende desde el lado opuesto en el cuerpo de anclaje 2.

A través de la profundidad de las muescas 17, que se reduce desde el punto de transición 10, se reduce la longitud efectiva de las secciones de flexión 16. Al mismo tiempo, a través de la distancia, que se incrementa desde el punto de transición 10, de las muescas 17 adyacentes en cada caso, se consigue que se incremente el espesor de las secciones de flexión 16. Ambas medidas aplicadas de una manera individual o en combinación conducen a que la rigidez elástica de las secciones de flexión 16 se incremente desde el punto de transición 10 hacia el final del miembro de tracción 1.

En el ejemplo de realización según las figuras 14 y 15, las secciones de dilatación 9 entre los bloques de sujeción 3 están constituidas por material con diferente módulo de elasticidad (módulo E). A partir del punto de transición 10 se incrementa el módulo de elasticidad del material utilizado para las secciones de dilatación 9, es decir, que las rigideces de elasticidad de las secciones de dilatación 9 se incrementan hacia el extremo del miembro de tracción 1.

El gradiente escalonado de la rigidez del anclaje con la división en "zonas de transmisión de la carga" por medio de unión y "zonas de dilatación" con preferencia sin unión sirve para desviar, de acuerdo con la zona de aplicación de la carga solamente tanta fuerza de tracción desde la lámina como se puede transmitir a través del principio de unión seleccionado (adhesión + presión transversal o fricción + presión transversal), sin sufrir daños. A continuación, se eliminan de esta zona de aplicación de la fuerza, a través de la dilatación de la zona de dilatación, otras solicitaciones y se activa la siguiente zona de transmisión de la carga. En el caso ideal, cada zona de aplicación de la carga desvía una porción determinada de toda la fuerza de tracción a partir del miembro de tracción. Estas fuerzas se acumulan entonces a la parte de anclaje hasta la transmisión definitiva al componente. Las dilataciones necesarias para ello en las zonas de dilatación deben conseguirse a través de rigideces de elasticidad adaptadas. El número de los "bloques de sujeción", que deben interconectarse unos detrás de otros, se determina entonces de acuerdo con el tamaño de la carga en el miembro de tracción y de la solicitación admisible del principio de unión seleccionado (adhesión / cohesión o bien adhesión pura de superficies de anclaje con el miembro de tracción). De esta manera, frente a una adhesión convencional sin disposición alterna de la aplicación de la carga y compensación de la dilatación, se activa la juntura de adhesión sobre la longitud completa.

Claims (12)

1. Anclaje tensor para miembros de tracción en forma de banda en la construcción, especialmente láminas de plástico reforzadas con fibras, con al menos un cuerpo de anclaje que se puede conectar por aplicación de fuerza con el miembro de tracción a través de encolado y/o fricción, que se puede apoyar en un cojinete opuesto estacionario, caracterizado porque el cuerpo de anclaje (2) presenta varios bloques de sujeción (3) dispuestos a distancia entre sí en la dirección longitudinal del miembro de tracción (1), y que se pueden conectar con el miembro de tracción (1) a través de adhesión y/o fricción, en el que el último bloque de sujeción (3) hacia el extremo del miembro de tracción (1) se puede apoyar en el cojinete opuesto (7) fijo estacionario, de tal manera que los bloques de sujeción (3) están conectados entre sí a través de secciones de dilatación (9) de diferente rigidez elástica y porque las rigideces elásticas de las secciones de dilatación (9) se incrementan hacia el extremo del miembro de tracción (1).

2. Anclaje tensor de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque sobre los dos lados de un miembro de tracción (1) en forma de banda o en una posición de dos miembros (1) en forma de banda está dispuesto en cada caso un cuerpo de anclaje (2), cuyos bloques de sujeción (3) colocados superpuestos en cada caso están conectados entre sí a través de elementos de sujeción (5).

3. Anclaje tensor de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque los elementos de sujeción son tornillos de tracción (5) dispuestos a ambos lados junto al miembro de tracción (1).

4. Anclaje tensor de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las secciones de dilatación (9) son nervaduras de unión (13, 14, 14') entre los bloques de sujeción (3) con diferente sección transversal de la nervadura.

5. Anclaje tensor de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque todas las nervaduras de unión (13) tienen la misma anchura, pero tienen diferente espesor.

6. Anclaje tensor de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque las nervaduras de unión están constituidas en cada caso por varias secciones de nervaduras (14, 14') separadas unas de otras a través de escotaduras (15, 15') y porque en cada caso la sección transversal general de la nervadura de las secciones de dilatación (9) individuales es diferente.

7. Anclaje tensor de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque las escotaduras, que separan las secciones de la nervadura (14), son taladros (15) que se extienden perpendicularmente al miembro de tracción (5) en forma de banda.

8. Anclaje tensor de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque un taladro (15'), que se extiende en paralelo a la superficie del miembro de tracción (1) en forma de banda y transversalmente a su dirección longitudinal, separa en cada caso dos secciones de nervadura (14') una de la otra.

9. Anclaje tensor de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque en cada sección de dilatación (9) está configurada una sección de flexión (16), que está dirigida transversalmente a la dirección longitudinal del miembro de tracción (1) y las secciones de flexión (16) de las secciones de dilatación (9) individuales presentan diferentes rigideces a la flexión.

10. Anclaje tensor de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque las secciones de flexión (16) están configuradas en cada caso entre una ranura (17) que se extiende desde el miembro de tracción (1) y una ranura que se extiende desde el lado opuesto hasta el cuerpo de anclaje (2).

11. Anclaje tensor de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque las secciones de flexión (16) tienen diferente espesor y/o tienen diferente longitud.

12. Anclaje tensor de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las secciones de dilatación (9) están constituidas por material de diferente módulo de elasticidad.