支撑世界上许多桥梁的钢筋混凝土柱被设计成可以承受地震，但通常需要在地震过后进行检查和维修。
这些修复通常包括更换松动的混凝土和断裂的钢筋，并在受损区域添加额外的材料，以进一步加强其抵御未来的荷载。
莱斯大学(Rice University)乔治·r·布朗工程学院(George R. Brown School of Engineering)和德州农工大学(Texas A&M University)的工程师开发了一种创新的计算建模策略，以使维修计划更加有效。
这项研究由莱斯大学博士后助理穆罕默德·萨利希(Mohammad Salehi)和德州农工大学土木与环境工程师雷金纳德·德罗彻斯(Reginald DesRoches)共同完成，研究结果发表在《工程结构》杂志上。DesRoches也是现任教务长和即将上任的赖斯总统。
“当我们为地震设计桥梁和其他结构时，我们的目标是防止倒塌，”DesRoches说。“但特别是在更大的地震中，我们完全预料到它们会遭到破坏。在这项研究中，我们分析表明，这些损伤可以以一种可以达到或接近原始性能的方式修复。”
他们的模型模拟了在未来的地震中，当使用各种修复方法时，柱在全局(基底剪力和横向位移)和局部(应力和应变)上的反应。
模型还预测了加固筋在加固前后的滑移和屈曲对柱强度和延性的影响。
Salehi说，这些模型将通过开源结构分析软件OpenSees免费提供，以帮助工程师了解哪种类型的维修更合适。
他说:“我们主要关心的是生命安全，当然，我们知道，在一次强震之后，我们会看到建筑物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，但那可能非常昂贵。我们的计算机模型可以帮助工程师确定立柱是否可以以一种成本和性能有效的方式修复。”
钢筋柱中的混凝土和钢筋在模型中由“纤维”单元表示。考虑到柱和修复材料的非线性应力应变行为，该模型预测了它们将如何响应任意荷载。
Salehi说，在初始加载以模拟一定程度的破坏后，工程师可以操纵模型的纤维，并分析在地震荷载下修复柱子的性能。
他说，该软件独有的杆滑和屈曲建模工具，已经根据现有的实验数据进行了验证。Salehi还利用各种修复方法(包括混凝土和碳纤维增强聚合物护套)前后的实际钢筋混凝土桥墩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)国家建筑安全小组(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。虽然这项新研究的重点是地震损坏的桥墩，但他说，这些工具也可以用来评估任何结构构件的修复。
DesRoches说:“由于腐蚀和其他原因，我们看到越来越多的现有基础设施正在恶化。”“因此，这种通用方法也可以应用于理解如何修复和改善恶化结构的性能。”
