Kompozitne i spregnute konstrukcije

Kompozitni materijali (kompoziti) su materijali sačinjeni od dva ili više konstituenata sa značajno različitim fizičkim ili hemijskim osobinama koje, pri kombinovanju, dovode do materijala sa osobinama različitim od početnih materijala. Novi materijali proizvode se iz više razloga, kao što su veća čvrstoća, manja težina ili niža cena u poređenju sa tradicionalnim materijalima. Tipični inženjerski kompoziti su armirani beton i zidarija, lamelirano drvo, armirana plastična masa (kao što su vlaknima armirani polimeri ili fiberglas), kompoziti sa keramičkom ili metalnom matricom.

Spregnute konstrukcije od čelika i betona podrazumevaju jedinstvene konstruktivne elemente koji imaju bolje karakteristike nego kada bi ova dva materijala bila odvojena. Iako su beton i čelik vrlo različiti po svojoj prirodi, oni se međusobno dopunjuju: beton efikasno prenosi napone pritiska, a čelik napone zatezanja; komponente od čelika su sklone problemima stabilnosti, dok beton može odložiti ili čak sprečiti izbočavanje čeličnih elemenata; beton pruža anti-korozionu zaštitu i obezbeđuje termičku izolaciju, a čelik povećava duktilnost konstrukcije.

Upotreba spregnutih čeličnih profila ispunjenih betonom (skraćeno CFT) je sve veća iz razloga što ovakvi stubovi pružaju brojne prednosti u odnosu na čisto čelične ili armirano-betonske stubove: velika krutost i nosivost, povećana duktilnost, sprečeno izbočavanje. CFT stubovi se modeliraju pomoću 3D solid elemenata korišćenjem komercijalnih softvera ili pomoću 3D linijskih konačnih elemenata (fiber elemenata raspodeljene plastičnosti ili elemenata koncentrisane plastičnosti).