Издаётся с сентября 1923 года
DOI: 10.33622/0869-7019
Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science


  • СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ
  • Расчет устойчивости железобетонных каркасов зданий при особых воздействиях
  • УДК 624.012
    doi: 10.33622/0869-7019.2023.09.12-21
    Сергей Юрьевич САВИН, кандидат технических наук, доцент, savinsyu@mgsu.ru
    Виталий Иванович КОЛЧУНОВ, академик РААСН, доктор технических наук, профессор, asiorel@mail.ru
    Наталия Витальевна ФЕДОРОВА, советник РААСН, доктор технических наук, профессор, fedorovanv@mgsu.ru
    Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 129337 Москва, Ярославское ш., 26
    Аннотация. Приведены результаты обзора отечественных и зарубежных научных исследований железобетонных конструктивных систем зданий в запредельных состояниях, вызванных особыми воздействиями. Установлено, что при большом разнообразии таких воздействий расчет, основывающийся на их конкретизации и нормировании, утрачивает свою эффективность и часто становится трудно реализуемой задачей. Поэтому наиболее перспективным представляется расчетный анализ, рассматривающий ситуационный подход, при котором в качестве особого воздействия производится удаление из расчетной схемы сооружения одной из несущих конструкций. Проанализированы расчетные ситуации и механизмы сопротивления железобетонных конструктивных систем при рассматриваемых воздействиях, применяемые подходы к оценке динамических эффектов в таких физически и конструктивно нелинейных системах, используемые критерии запредельных состояний, некоторые вероятностные подходы к прогнозированию живучести сооружений. Изложен численно-аналитический алгоритм расчета устойчивости железобетонных каркасов зданий квазистатическим методом при внезапных структурных перестройках, вызванных накопившимися при эксплуатации повреждениями и внезапными локальными разрушениями. При этом учтены нарушения сплошности бетонной матрицы при трещинообразовании и энергетические критерии для оценки устойчивости к прогрессирующему обрушению.
    Ключевые слова: устойчивость железобетонных каркасов, особые воздействия, живучесть конструктивных систем, бетонная матрица, энергетические критерии, численно-аналитический алгоритм расчета
  • СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
    1. Еремеев П. Г. Методы проектирования на прогрессирующее обрушение: гармонизация российских и международных нормативных документов // Промышленное и гражданское строительство. 2022. № 4. С. 23-28. doi: 10.33622/0869-7019.2022.04.23-28
    2. Перельмутер А. В. О расчете зданий и сооружений на выбытие элемента конструкции (В порядке обсуждения) // Промышленное и гражданское строительство. 2021. № 12. С. 22. doi: 10.33622/0869-7019.2021.12.22
    3. Лизогуб А. А., Тур А. В., Тур В. В. Вероятностный подход к оценке живучести конструктивных систем из сборного и монолитного железобетона // Строительство и реконструкция. 2023. Т. 108. № 4. С. 95-107.
    4. Fedorova N. V., Savin S. Yu. Progressive collapse resistance of facilities experienced to localized structural damage - an analytical review [Сопротивление прогрессирующему обрушению сооружений, подверженных локальным структурным повреждениям - аналитический обзор]. Stroitelstvo i rekonstruktsiya, 2021, vol. 95, no. 3, pp. 76-108.
    5. Travush V. I., Fedorova N. V. Survivability parameter calculation for framed structural systems [Расчет параметра живучести рамных каркасов зданий]. Russian journal of Building Construction and Architecture, 2017, vol. 33, no. 1, pp. 6-14.
    6. Kolchunov V. I., Fedorova N. V., Savin S. Yu., Kovalev V. V., Iliushchenko T. A. Failure simulation of a RC multi-storey building frame with prestressed girders [Моделирование разрушения железобетонных каркасов многоэтажных зданий с преднапряженными ригелями]. Magazine of Civil Engineering, 2019, vol. 92, no. 8, pp. 155-162.
    7. Alanani M., Ehab M., Salem H. Progressive collapse assessment of precast prestressed reinforced concrete beams using applied element method [Расчет на прогрессирующее обрушение преднапряженных железобетонных балок методом прикладных элементов]. Case Studies in Construction Materials, 2020, vol. 13, pp. e00457.
    8. Кодыш Э. Н., Мамин А. Н. Разработка дискретно-связевой модели для определения напряженно-деформированного состояния плоскостных конструкций // Известия вузов. Строительство. 2003. Т. 540. № 12. С. 13-20.
    9. Бондаренко В. М., Колчунов В. И. Расчетные модели силового сопротивления железобетона. М. : АСВ, 2004. 472 с.
    10. Колчунов В. И., Клюева Н. В., Андросова Н. В., Бухтиярова А. С. Живучесть зданий и сооружений при запроектных воздействиях. М. : АСВ, 2014. 208 с.
    11. Bazant Z. P., Verdure M. Mechanics of progressive collapse: learning from world trade center and building demolitions [Механика прогрессирующего обрушения: уроки из анализа обрушения торгового центра и сноса зданий]. Journal of Engineering Mechanics, 2007, vol. 133, no. 3, pp. 308-319.
    12. Li S., Shan S., Zhai C., Xie L. Experimental and numerical study on progressive collapse process of RC frames with full-height infill walls [Экспериментальные и численные исследования прогрессирующего обрушения железобетонных рам с полным заполнением]. Engineering Failure Analysis, 2016, vol. 59, pp. 57-68.
    13. Savin S., Kolchunov V., Fedorova N., Vu N. T. Experimental and numerical investigations of RC frame stability failure under a corner column removal scenario [Экспериментальные и численные исследования устойчивости железобетонной рамы при разрушении угловой колонны]. Buildings, 2023, vol. 13, no. 4, pp. 908. doi: 10.3390/buildings13040908
    14. Tsonos A. G. Effectiveness of CFRP-jackets and RC-jackets in post-earthquake and pre-earthquake retrofitting of beam-column subassemblages [Эффективность усиления узла сопряжения ригелей и колонны обоймами из углеволокна и железобетона после и до землетрясения]. Engineering Structures, 2008, vol. 30, no. 3, pp. 777-793.
    15. Alekseytsev A. V. Mechanical safety of reinforced concrete frames under complex emergency actions [Механическая безопасность железобетонных каркасов при комплексных аварийных воздействиях]. Magazine of Civil Engineering, 2021, vol. 3(103), no. 3, pp. 10306.
    16. Tagel-Din H., Rahman N. A. Simulation of the Alfred P. Murrah federal building collapse due to blast loads [Моделирование обрушения федерального здания Альфреда Мары от взрывной нагрузки]. AEI 2006: Building Integration Solutions. Proc. of the 2006 Architectural Engineering National Conference, 2006, no. 3. doi:10.1061/40798(190)32
    17. Marchand K. A., Stevens D. J. Progressive collapse criteria and design approaches improvement [Совершенствование критериев оценки прогрессирующего обрушения и подходов к проектированию]. Journal of Performance of Constructed Facilities, 2015, vol. 29, no. 5. doi: 10.1061/(ASCE)CF.1943-5509.0000706
    18. Xu G., Ellingwood B. R. An energy-based partial pushdown analysis procedure for assessment of disproportionate collapse potential [Оценка возможности непропорционального разрушения на основе энергетического push-down метода]. Journal of Constructional Steel Research, 2011, vol. 67, no. 3, pp. 547-555.
    19. Алмазов В. О., Плотников А. И., Расторгуев Б. С. Проблемы сопротивления зданий прогрессирующему разрушению // Вестник МГСУ. 2011. № 2-1. C. 16-20.
    20. Kabantsev O., Kovalev M. Failure mechanisms and parameters of elastoplastic deformations of anchorage in a damaged concrete base under seismic loading [Механизмы разрушения и параметры деформирования анкеров в поврежденном бетоне при сейсмических нагрузках]. Buildings, 2022, vol. 12, no. 1. doi: 10.3390/buildings12010078
    21. Гениев Г. A. Об оценке динамических эффектов в стержневых системах из хрупких материалов // Бетон и железобетон. 1992. № 9. С. 25-27.
    22. Savin S. Y., Fedorova N. V., Kolchunov V. I. Dynamic forces in the eccentrically compressed members of reinforced concrete frames under accidental impacts [Динамические догружения во внецентренно сжатых элементах железобетонных каркасов при запроектных воздействиях]. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering, 2022, vol. 18, no. 4, pp. 111-123.
    23. Федорова Н. В., Медянкин М. Д., Бушова О. Б. Экспериментальное определение параметров статико-динамического деформирования бетона при режимном нагружении // Строительство и реконструкция. 2020. № 3. С. 72-81.
    24. Yu W., Jin L., Du X. Influence of pre-static loads on dynamic compression and corresponding size effect of concrete: Mesoscale analysis [Влияние предварительно приложенной статической нагрузки на динамическое сжатие и соответствующий размерный эффект бетонов: мезомасштабный анализ]. Constrtion and Building Materials, 2021, vol. 300, pp. 124302.
    25. Fedorova N. V., Vu N. T., Iliushchenko T. A. The effect of energy dissipation on the dynamic response of reinforced concrete structure [Влияние диссипации энергии на динамический отклик железобетонных конструктивных систем]. IOP Conference Series Materials Science and Engineering, 2020, vol. 962, pp. 022063.
    26. Szyniszewski S., Krauthammer T. Energy flow in progressive collapse of steel framed buildings [Энергетические потоки при прогрессирующем обрушении стальных рамных каркасов зданий]. Engineering Structures, 2012, vol. 42, pp. 142-153.
    27. Голышев А. Б., Колчунов В. И. Сопротивление железобетона. Киев : Основа, 2009. 432 c.
    28. Тур В. В., Надольский В. В. Концепция проектирования строительных конструкций на основе численных моделей сопротивления // Строительство и реконструкция. 2022. № 6. С. 78-90.
    29. Тамразян А. Г. Концептуальные подходы к оценке живучести строительных конструкций, зданий и сооружений // Железобетонные конструкции. 2023. № 3. С. 62-74.
  • Для цитирования: Савин С. Ю., Колчунов В. И., Федорова Н. В. Расчет устойчивости железобетонных каркасов зданий при особых воздействиях // Промышленное и гражданское строительство. 2023. № 9. С. 12-21. doi: 10.33622/0869-7019.2023.09.12-21

НАЗАД