هنگامی که ستون یا عضو فشاری تحت بارهای لرزه ای قرار می‌گیرد، مسئله ظرفیت جذب انرژی و شکل پذیری ستون اهمیت می‌یابد. در این ارتباط مقاوم سازی یا بهسازی آن عضو با افزایش شکل پذیری انجام می‌گیرد.
ملاحظات مقاوم سازی ستون با الیاف کربن CFRP
با افزایش بار به سطح بارهای نهایی، امکان ایجاد ترک‌های شعاعی در ستون بتنی وجود خواهد داشت. در این حالت به وسیله مقاوم سازی ستون با FRP با جلوگیری از خردشدگی بتن باعث افزایش مقاومت آن می‌شود با توجه به اینکه در سطح بارهای بهره برداری، کرنش‌های شعاعی به اندازه کافی بزرگ نمی‌باشد، اثر محصور شدگی فعال نمی‌شود. برای اطمینان از عدم وقوع ترک‌های شعاعی تحت بارهای بهره برداری، کرنش شعاعی نباید از کرنش متناظر با کرنش ترک خوردگی بتن تحت بارهای بهره برداری تجاوز کند.
افزایش شکل پذیری
افزایش ظرفیت تحمل کرنش فشاری در اعضای بتنی محصور شده با مصالح CFRP منجر به افزایش شکل پذیری مقطع می‌شود. همچنین سیستم پوشش CFRP مانع کمانش زود هنگام میلگردهای طولی شده و باعث مهار جانبی بهتر وصله‌های هم پوشانی در نیروهای فشاری زیاد می‌گردد. در طراحی لرزه ای، سیستم‌های CFRP به گونه ای طراحی شده اند که بتوانند به مقدار کافی تنش‌های محصور کنندگی ایجاد کرده و تحمل کرنش‌های فشاری ایجاد شده در بتن ناشی از تقاضای تغییر شکل را افزایش دهند.
کاربرد الیاف کربن در مقاوم سازی
الیاف کربنی تقویت شده پلیمری که دارای مقاومت کششی بسیار بالایی است و مدول الاستیسیته آن در حدود 220 گیگاپاسکال است این ماده بصورت لمینیت و یا صفحه ای تولید می‌شود و با استفاده از چسب‌های رزین اپوکسی به سازه‌های بتنی و یا بنایی چسبانده می‌شود تا مقاومت فشاری و مقاومت برشی سازه را بوسیله محصور سازی سازه افزایش دهد.
الیاف کربنی تقویت شده بخاطر سبک بودن و مقاومت برشی بالا و روش استفاده ی ساده کاربرد‌های متفاوتی دارد:
- کاربرد الیاف کربن در صنعت ساختمان
مقاوم سازی ساختمان‌ها و تقویت سازه‌ها با کامپوزیت‌های CFRP، ساخت پلیت‌ها، شیت‌ها و لمینیت‌های کربن، الیاف تقویت کننده بتن‌های مقاومت بالا، ساخت دیوارهای با مقاومت بالا و سبک کربنی، ساخت سازه‌های پس کشیده و پیش تنیده کربنی در سازه‌های بتنی، استفاده در جداره داخلی تونل‌ها.
- کاربرد الیاف کربن در صنعت خودرو
مخازن سوخت کربنی، ساخت سپرهای کربنی، کمک فنر، ملحقات چرخ و جعبه فرمان، لنت ترمز،بدنه ماشین مسابقه، بدنه کشتی‌ها، فنرهای لول و …
- کاربرد الیاف کربن در صنایع هوا فضا و هواپیما سازی و نظامی
اجزای سازه ای ماهواره‌ها، سازه‌های داخلی هواپیماهای مسافرین اعم از پنل صندلی‌های کربنی، میزهای کربنی و سایر پوشش‌های کربنی، نوک هواپیماهای مافوق صوت، قطعات حساس موتور هواپیماها و تقویت کننده بدنه موشک‌های بالستیک و جلیقه‌های ضد گلوله …
- کاربرد الیاف کربن در بخش انرژی
ساخت پره توربین‌های کربنی و آسیاب‌های بادی جهت تولید برق، ساخت و تولید پیل‌های سوختی و…
- کاربرد الیاف کربن در صنایع تجهیزات الکتریکی، الکترونیک و ماشین سازی
ساخت چرخ دنده‌های کربنی، غلتک‌های کربنی، چرخ دنده‌های پرسرعت کربنی، قطعات خود روغنکاری شونده، آنتن‌های کربنی، مخازن تحت فشار کربنی، قاب تلفن‌های همراه و …قویت کننده بدنه شاتل‌های فضایی
مزایای مقاوم سازی با FRP
- نسبت بسیار زیاد استحکام به وزن
- مقاومت کششی بالا (مقاومت کششی فوق‌العاده نسبت به وزن آن)
- نسبت بالای مدول کششی الاستیسیته به وزن
- استحکام مناسب در برابر خستگی
- ضریب انبساط حرارتی بسیار پائین (کامپوزیت‌های سبک و مستحکم و پایداری در برابر حرارت آن را از سایر مواد مهندسی متمایز می‌سازد)
- قابلیت بافت و تولید پارچه
- مقاومت بالا در برابر خوردگی (دوام و عمر طولانی در برابر مواد شیمیایی و نفوذ ناپذیری در برابر اشعه X از بارزترین خصوصیات الیاف کربن به‌شمار می‌رود)
معایب مقاوم سازی با FRP
- کرنش گسیختگی بسیار کم و شکننده بودن
- کربن هادی الکتریکی است.
- کرنش کم در لحظه شکست
- مقاومت ضربه‌ای کم
>
