مدلسازی ستون های بتنی و تقویت آن ها با الیاف های FRP

تا کنون از روش های و مصالح مختلفی برای محصور نمودن و بهبود عملکرد سازهای اعضای بتنی استفاده شده است. بزرگ کردن مقطع یا ژاکت بتنی از این روش ها است که با قرار دادن شبکه ای از آرماتور در اطراف ستون و ریختن بتن جدید انجام می شود. استفاده از ژاکت بتنی به دلیل مشکلات اجرایی، بالا بودن مدت اجرا و نگهداری، افزایش بعد ستون و بار مرده ی سازه، کاهش فضای مفید و عدم هماهنگی با معماری سازه روش مناسبی نمی باشد استفاده از پوشش های فولادی که به شکل دو نیم پوسته ی جوش شده یا قفسه های فولادی 1 جوش یا پیچ شده در اطراف ستون قرار می گیرند، یکی دیگر از این روش هاست. این نوع پوشش، محصورشدگی غیر فعال 2 به وجود می آورد که بعد از اتساع بتن فعال می شود. مشکلات ناشی از خوردگی ورقه های فولادی و مراحل دشوار و زمان بر ایجاد این روپوش ها، سبب گردید که صفحات کامپوزیتی FRP به عنوان مصالحی جدید در مهندسی سازه، به تدریج به عنوان جایگرینی برای روکش های فولادی، در محصور سازی ستون ها به کار روند. مهم ترین مزیت این کامپوزیت ها نسبت به فولاد، مقاومت در برابر خوردگی است. از دیگر مزایای این مواد، ارتوتروپیک 3 بودن آن ها است؛ به طوری که می توان از خصوصیات آن در جهت مورد نظر به خوبی بهره گرفت. عملکرد تحقیقات انجام گرفته در زمینه ی تقویت ستون ها با استفاده از، FRP متوجه افزایش باربری و شکل پذیری با استفاده از دورپیچ پیرامونی چسبیده به ستون می باشد. در این حالت الیاف به جهت اتساع جانبی ستون تحت کشش قرار می گیرند و با ایجاد تنش های حلقوی در کامپوزیت، مقاومت وشکل پذیری ستون افزایش می یابد. معمولاً برای پیچیدن FRP به دور ستون به سه روش عمل می شود؛ روش نصب دستی، روش ماشینی و استفاده از پوسته های پیش ساخته. هر یک از این روش ها با توجه به محل استفاده، هزینه و در دسترس بودن مصالح و تجهیزات کاربرد دارند.