Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
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Verfahren zum Erstellen von vorgespannten Bauwerken oder Bauteilen mittels Zugelementen aus Formgedächtnis-Legierungen sowie damit ausgerüstetes Bauwerk oder Bauteil.
Das Verfahren zum Erstellen von vorgespannten Bauwerken oder Bauteilen 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 Zugelement (1) kann auch um eine oder mehrere Ecken (5) geführt sein. Eine oder mehrere Endverankerungen (4) für die Befestigung der Zugelemente am Bauwerk oder Bauteil (2) dringen in das Bauwerk oder Bauteil (2) ein. Ein 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.
The method includes a tension element, for example in the form of flat steel, that is placed on the structure or structural part and can be guided around a corner. The flat steel can also wrap as a band around the structure, in which the two ends of the flat steel are either connected to one another or are separately connected to the structure by the end anchors or intersect to produce a clamping connection. The flat steel contracts as a result of a subsequent active and controlled input of heat using a heating element and generates a permanent tensile stress and, correspondingly, a permanent prestress on the structure. The structure, as equipped, has at least one tension element as a shape memory alloy which extends along the outer side of the structure and is connected by one or more end anchors.
Verfahren zum Erstellen von vorgespannten Bauwerken oder Bauteilen mittels Zugelementen aus Formgedächtnis-Legierungen sowie damit ausgerüstetes Bauwerk oder Bauteil.
Das Verfahren zum Erstellen von vorgespannten Bauwerken oder Bauteilen 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 Zugelement (1) kann auch um eine oder mehrere Ecken (5) geführt sein. Eine oder mehrere Endverankerungen (4) für die Befestigung der Zugelemente am Bauwerk oder Bauteil (2) dringen in das Bauwerk oder Bauteil (2) ein. Ein 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.
The method includes a tension element, for example in the form of flat steel, that is placed on the structure or structural part and can be guided around a corner. The flat steel can also wrap as a band around the structure, in which the two ends of the flat steel are either connected to one another or are separately connected to the structure by the end anchors or intersect to produce a clamping connection. The flat steel contracts as a result of a subsequent active and controlled input of heat using a heating element and generates a permanent tensile stress and, correspondingly, a permanent prestress on the structure. The structure, as equipped, has at least one tension element as a shape memory alloy which extends along the outer side of the structure and is connected by one or more end anchors.
Verfahren zum Erstellen von vorgespannten Bauwerken oder Bauteilen mittels Zugelementen aus Formgedächtnis-Legierungen sowie damit ausgerüstetes Bauwerk oder Bauteil.
ROLF BRÖNNIMANN (Autor:in) / CHRISTOPH CZADERSKI (Autor:in) / CHRISTIAN LEINENBACH (Autor:in) / JULIEN MICHELS (Autor:in) / MASOUD MOTAVALLI (Autor:in) / MOSLEM SHAHVERDI (Autor:in) / BENEDIKT WEBER (Autor:in) / WOOKJIN LEE (Autor:in)
28.09.2018
Patent
Elektronische Ressource
Deutsch
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