莱斯大学和得克萨斯州A& M的土木工程师开发了一种计算建模策略，以规划受损钢筋混凝土柱的修复。这张插图显示了地震破坏和修复的顺序，包括将柱子恢复到原来的强度。信用:穆罕默德·萨利希/莱斯大学支撑世界上许多桥梁的钢筋混凝土柱被设计成能抵抗地震，但总是需要检查，并且一旦震动结束就经常修理。这些修复通常包括更换松散的混凝土和断裂的钢筋，并在受损区域周围添加额外的材料，以进一步增强其承受未来载荷的能力。
莱斯大学乔治·r·布朗工程学院和得克萨斯州A& M大学的工程师开发了一种创新的计算建模策略，使这些修复计划更加有效。
莱斯博士后研究助理穆罕默德·萨利希和土木与环境工程师雷金纳德·德斯罗奇斯和得克萨斯州A&M石油公司的研究发表在《工程结构》杂志上。德斯罗奇斯也是现任教务长和赖斯即将上任的总统。
“当我们为地震设计桥梁和其他结构时，目标是防止倒塌，”德斯罗奇说。“但特别是在较大的地震中，我们完全预计它们会受到破坏。在这项研究中，我们通过分析表明，这些损坏可以用一种能够达到原始性能或接近原始性能的方式进行修复。”
他们的模型模拟了当使用各种修复方法时，在未来的地震中，柱子在整体上(根据底部剪切和侧向位移)和局部上(根据应力和应变)的反应。
模型还预测了修复前后钢筋滑移和屈曲对柱强度和延性的影响。
萨利希说，这些模型将通过开源结构分析软件OpenSees免费提供，以帮助工程师了解什么类型的维修更可取。
他说:“我们主要关心的是生命安全，当然，我们知道在强烈地震之后，我们会看到结构受到一定程度的破坏。“如果一根柱子严重损坏，可能需要更换，但这可能会非常昂贵。我们的计算机模型可以帮助工程师确定是否可以以经济高效的方式修复立柱。”
钢筋柱中的混凝土和钢在模型中用“纤维”元素表示。考虑到柱和修复材料的非线性应力-应变行为，模型预测了它们对任意载荷的响应。
萨利希说，在初始加载以模拟一定程度的损伤后，这些模型允许工程师操纵模型的纤维，并分析修复后的柱子在地震载荷下的性能。
他说，该软件独有的杆滑移和屈曲建模工具已经过现有实验数据的验证。Salehi还利用各种修复方法(包括混凝土和碳纤维增强聚合物外套)前后的真实钢筋混凝土桥柱测试数据验证了整体建模策略。
DesRoches还是国家标准与技术研究所(NIST)国家建筑安全团队(NCST)咨询委员会的主席，该委员会成立于2002年，旨在调查建筑故障。尽管新的研究集中在地震破坏的桥梁柱子上，他说这些工具也可以用来评估任何结构元件的修复。
“我们越来越多地看到，由于腐蚀和其他原因，现有基础设施正在恶化，”德斯罗奇说。“因此，这种通用方法也可以应用于理解修理如何恢复和改善恶化结构的性能。”
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