constructionСтроительство и реконструкцияBuilding and Reconstruction2073-7416Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева10.33979/2073-7416-2026-124-2-74-83construction-1054Research ArticleБЕЗОПАСНОСТЬ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙBUILDING AND STRUCTURE SAFETYОценка эксплуатационной живучести изгибаемых железобетонных элементов при неравномерной коррозии арматурыAssessment of the ability of flexural reinforced concrete elements to maintain functionality under non-uniform reinforcement corrosionТамразянА. Г.TamrazyanA. G.

Тамразян Ашот Георгиевич – -р техн. наук, проф., заведующий кафедрой железобетонных и каменных конструкций 

г. Москва

Tamrazyan Ashot G., Doctor in tech. sc., Prof, Head of the Department of Reinforced Concrete and Masonry Structures

Moscow

tamrazian@mail.ruТягурД. В.TyagurD. V.

Тягур Дмитрий Владимирович – аспирант кафедры железобетонных и каменных конструкций

г. Москва

 

Tyagur Dmitry Vl., Postgraduate student of the Department of Reinforced Concrete and Masonry Structures

Moscow

d_tyagur@mail.ruФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет»РоссияNational Research Moscow State University of Civil EngineeringRussian Federation202615052026027483Copyright © Тамразян А.Г., Тягур Д.В., 20262026Тамразян А.Г., Тягур Д.В.Tamrazyan A.G., Tyagur D.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://construction.elpub.ru/jour/article/view/1054

Исследовано влияние пространственной неравномерности коррозионных повреждений арматуры на работоспособность изгибаемых железобетонных элементов. Экспериментально изучено распределение фактических площадей поперечных сечений арматурных стержней после коррозионного воздействия. Обработка результатов выполнена на основе трёхмерного сканирования с последующим статистическим анализом. Для количественной оценки локального ослабления сечения предложены коэффициент пространственной неоднородности коррозии и вероятностная модель его распределения, позволяющая определять расчётное минимальное сечение корродированной арматуры. Показано, что использование средней степени коррозионного повреждения приводит к завышению несущей способности изгибаемых железобетонных элементов. Учет локального характера коррозии изменяет траекторию деградации работоспособности и приводит к снижению живучести элемента. Предложенный подход позволяет перейти от оценки остаточной прочности в отдельный момент времени к интегральной оценке живучести, характеризующей степень сохранения работоспособности конструкции в процессе накопления повреждений.

The influence of spatially non-uniform reinforcement corrosion on the performance and survivability of flexural reinforced concrete elements is investigated. The distribution of the actual cross-sectional areas of reinforcing bars after corrosion exposure is studied experimentally. The data are obtained using three-dimensional scanning followed by statistical analysis. To quantify local section weakening, a coefficient of corrosion non-uniformity is introduced, and a probabilistic distribution model is proposed, allowing the design minimum cross-section of corroded reinforcement to be determined. It is shown that using the average corrosion level leads to an overestimation of the load-bearing capacity of flexural reinforced concrete elements. Accounting for the localized nature of corrosion changes the degradation path of structural performance and leads to a reduction in survivability. The obtained relationships make it possible to move from evaluating residual strength at a single point in time to an integral assessment of survivability, reflecting the degree to which the structure retains its performance during damage accumulation.

изгибаемые железобетонные элементынеравномерная коррозияизгибная прочностьработоспособностьживучестьflexural reinforced concrete elementsnon-uniform corrosionflexural strengthload-bearing capacitystructural performancesurvivabilityРабота выполнена в рамках государственного задания в сфере научной деятельности Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, проект по теме «Оценка технического состояния зданий на основе параметров живучести и риска», номер темы FSWG 2024-0003 (госзадание НИУ МГСУ).ReferencesСмоляго Г. А., Фролов Н. В., Дронов А. В. Анализ коррозионных повреждений эксплуатируемых изгибаемых железобетонных конструкций зданий и сооружений //Вестник Белгородского государственного технологического университета им. ВГ Шухова. 2019. № 1. C. 52–57Smolyago G.A., Frolov N.V., Dronov A.V. Analiz korrozionnyh povrezhdenij jekspluatiruemyh izgibaemyh zhelezobetonnyh konstrukcij zdanij i sooruzhen [Analysis of corrosion damages of reinforced concrete structures in operation]. Vestnik Belgorodskogo gosudarstvennogo tehnologicheskogo universiteta im. V.G. Shuhova [Bulletin of BSTU named after V.G. Shukhov], 2019, no. 1, pp. 52–57. (rus)Бондаренко В.М. Специфика силового сопротивления поврежденных коррозией железобетонных конструкций и новые факторы разрушения // Строительство и реконструкция – 2009. №4. С.28-33.Bondarenko V.M. Specifika silovogo soprotivlenija povrezhdennyh korroziej zhelezobetonnyh konstrukcij i novye faktory razrushenija [Specific features of load-bearing resistance of corrosion-damaged reinforced concrete structures and new failure factors]. Stroitel'stvo i rekonstrukcija [Construction and Reconstruction], 2009, no. 4, pp. 28–33. (rus)Методические рекомендации «Методика оценки остаточного ресурса несущих конструкций зданий и сооружений» Москва, 2018. 50 сMetodicheskie rekomendacii “Metodika ocenki ostatochnogo resursa nesushhih konstrukcij zdanij i sooruzhenij” [Guidelines “Methodology for assessing the residual service life of load-bearing structures of buildings and structures”]. Moscow, 2018, 50 p. (rus)Тамразян А.Г., Мацеевич Т.А. Анализ надежности железобетонной плиты с корродированной арматурой. Строительство и реконструкция. 2022. № 1 (99). С. 89-98.Tamrazyan A.G., Matseevich T.A. Reliability analysis of reinforced concrete slab with corroded reinforcement. Construction and reconstruction. 2022. No. 1 (99). P. 89-98Тамразян, А. Г. Сравнение перераспределения моментов в корродированных и некорродированных статически неопределимых железобетонных балках / А. Г. Тамразян, Й. А. К. Сайед // Вестник МГСУ. – 2024. – Т. 19, № 4. – С. 557–568.Tamrazyan A.G., Sayed Y.A.K. Sravnenie pereraspredelenija momentov v korrodirovannyh i nekorrodirovannyh staticheski neopredelimyh zhelezobetonnyh balkah [Comparison of moment redistribution in corroded and non-corroded statically indeterminate reinforced concrete beams]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering], 2024, vol. 19, no. 4, pp. 557–568. (rus)Дронов, А. В. Особенности развития питтинговой коррозии стальной арматуры железобетонных изгибаемых элементов / А. В. Дронов // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. – 2017. – № 3. – С. 32-36.Dronov A.V. Osobennosti razvitija pittingovoj korrozii stal'noj armatury zhelezobetonnyh izgibaemyh jelementov [Features of pitting corrosion development of steel reinforcement in flexural reinforced concrete elements]. Vestnik Belgorodskogo gosudarstvennogo tehnologicheskogo universiteta im. V.G. Shuhova [Bulletin of Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov], 2017, no. 3, pp. 32–36. (rus)Rodriguez, J., Ortega, LM and Casal, J. Load carrying capacity of concrete structures with corroded reinforcement. Construction and Building Materials, 11(4):239–248, 1997.Rodriguez, J., Ortega, LM and Casal, J. Load carrying capacity of concrete structures with corroded reinforcement. Construction and Building Materials, 11(4):239–248, 1997.Тамразян А.Г., Попов Д.С. К влиянию армирования сжатой зоны изгибаемого железобетонного элемента на кинетику развития коррозионных повреждений // Международная научно-практическая конференция «Наука и инновации в строительстве», в Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова. 2017. - С. 153-157Tamrazyan A.G., Popov D.S. K vlijaniju armirovanija szhatoj zony izgibaemogo zhelezobetonnogo jelementa na kinetiku razvitija korrozionnyh povrezhdenij [On the influence of compression zone reinforcement of a flexural reinforced concrete element on the kinetics of corrosion damage development]. In: Mezhdunarodnaja nauchno- prakticheskaja konferencija “Nauka i innovacii v stroitel'stve” [International Scientific and Practical Conference “Science and Innovations in Construction”], Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov, 2017, pp. 153–157. (rus)Савин С.Ю., Колчунов В.И., Федорова Н.В. Несущая способность железобетонных внецентренно сжатых элементов каркасов зданий при коррозионных повреждениях в условиях особых воздействий. Железобетонные конструкции. 2023;1(1):46-54.Savin S.Yu., Kolchunov V.I., Fedorova N.V. Ductility of Eccentrically Compressed Elements of RC Frame Damaged by Corrosion under Accidental Impacts. Reinforced concrete structures. 2023;1(1):46-54.Тамразян А.Г. Концептуальные подходы к оценке живучести строительных конструкций, зданий и сооружений. Железобетонные конструкции. 2023;3(3):62-74.Tamrazyan A.G. Conceptual Approaches to Robustness Assessment of Building Structures, Buildings and Facilities. Reinforced concrete structures. 2023;3(3):62-74.Тамразян А.Г. Живучесть как степень работоспособности конструкций при повреждении // Промышленное и гражданское строительство. 2023. № 7. С. 22–28.Tamrazyan A.G. Zhivuchest' kak stepen' rabotosposobnosti konstrukcij pri povrezhdenii [Survivability as the degree of operability of structures in case of damage]. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo [Industrial and Civil Engineering]. 2023, no. 7, pp. 22-28. (rus).Колчунов В.И., Савин С.Ю. Устойчивость железобетонных каркасов зданий к начальному локальному разрушению // Известия вузов. Строительство. 2024. No 10. C. 50–64.Kolchunov V.I., Savin S.YU. Ustojchivost' zhelezobetonnyh karkasov zdanij k nachal'nomu lokal'nomu razrusheniyu [Stability of reinforced concrete building frames to initial localized failure] // Izvestiya vuzov. Construction. 2024. No 10. Pp. 50–64. (rus).Колчунов В.И, Клюева Н.В., Андросова Н.Б., Бухтиярова А.С. Живучесть зданий и сооружений при запроектных воздействиях. М.: Издательство АСВ, 2014. 208 сKolchunov V.I., Klyueva N.V., Androsova N.B., Buhtiyarova A.S. ZHivuchest' zdanij i sooruzhenij pri zaproektnyh vozdejstviyah. [Survivability of buildings and structures under non-design impacts]. Moscow: АСВ, 2014. 208 p. (rus).Kabantsev O., Mitrovic B. Deformation and power characteristics monolithicreinforced concrete bearing systems in the mode of progressive collapse // MATEC Web of Conferences / ed. Volkov A., Pustovgar A., Adamtsevich A. 2018. Vol. 251. P. 02047Kabantsev O., Mitrovic B. Deformation and power characteristics monolithicreinforced concrete bearing systems in the mode of progressive collapse // MATEC Web of Conferences / ed. Volkov A., Pustovgar A., Adamtsevich A. 2018. Vol. 251. P. 02047Andrade C., Alonso C. Test methods for on-site corrosion rate measurement of steel reinforcement in concrete by means of the polarization resistance method // Materials and Structures. 2004. Vol. 37. Pp. 623–633.Andrade C., Alonso C. Test methods for on-site corrosion rate measurement of steel reinforcement in concrete by means of the polarization resistance method // Materials and Structures. 2004. Vol. 37. Pp. 623–633.Bertolini L., Elsener B., Pedeferri P., Redaelli E., Polder R.B. Corrosion of Steel in Concrete: Prevention, Diagnosis, Repair. Wiley, 2013. 434 p.Bertolini L., Elsener B., Pedeferri P., Redaelli E., Polder R.B. Corrosion of Steel in Concrete: Prevention, Diagnosis, Repair. Wiley, 2013. 434 p.Cavaco, Eduardo S, Casas, Joan R, Neves, Luis AC and Huespe, Alfredo E. Robustness of corroded reinforced concrete structures–a structural performance approach. Structure and Infrastructure Engineering, 9(1):42–58, 2013.Cavaco, Eduardo S, Casas, Joan R, Neves, Luis AC and Huespe, Alfredo E. Robustness of corroded reinforced concrete structures–a structural performance approach. Structure and Infrastructure Engineering, 9(1):42–58, 2013.Bontempi F, Giuliani L, Gkoumas K. Handling the exceptions: Robustness assessment of a complex structural system. Proceedings of the 3rd international conference on structural engineering, mechanics and computation (SEMC 2007). Rotterdam: Millpress; 2007. p. 1747–52Bontempi F, Giuliani L, Gkoumas K. Handling the exceptions: Robustness assessment of a complex structural system. Proceedings of the 3rd international conference on structural engineering, mechanics and computation (SEMC 2007). Rotterdam: Millpress; 2007. p. 1747–52Мигунов В.Н. Экспериментально-теоретическое моделирование армированных конструкций в условиях коррозии. Моногрф. / В.Н. Мигунов, И.И. Овчинников, И.Г. Овчинников. – Пенза, ПГУАС, 2014. – 362 с.Migunov V.N., Ovchinnikov I.I., Ovchinnikov I.G. Jeksperimental'no-teoreticheskoe modelirovanie armirovannyh konstrukcij v uslovijah korrozii [Experimental-theoretical modeling of reinforced structures under corrosion conditions]. Penza, PGUAS, 2014, 362 p. (rus)Колмогоров А.Н. Теория вероятностей и математическая статистика: Сб. статей. – М.: Наука, 1986. – 535 с.Kolmogorov A.N. Teorija verojatnostej i matematicheskaja statistika: Sbornik statej [Theory of Probability and Mathematical Statistics: Collected Papers]. Moscow, Nauka, 1986, 535 p. (rus)СП 63.13330.2018 «СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения».SP 63.13330.2018 Concrete and reinforced concrete structures. Basic provisions. SNiP 52-01-2003 (with Amendment No. 1) Code of Regulations from 19.12.2018Тамразян, А. Г. Методика определения живучести изгибаемых железобетонных элементов при коррозии арматуры / А. Г. Тамразян, Д. В. Тягур // Экономика строительства. – 2025. – № 11. – С. 714-718.Tamrazyan A.G., Tyagur D.V. Metodika opredeleniya zhivuchesti izgibaemykh zhelezobetonnykh elementov pri korrozii armatury [Methodology for determining the survivability of bent reinforced concrete elements under reinforcement corrosion]. Ekonomika stroitel'stva [Economics of Construction]. 2025, no. 11, pp. 714-718. (rus.).Rodriguez, J. Load carrying capacity of concrete structures with corroded reinforcement / J. Rodriguez, L. Ortega, J. Casal // Construction and Building Materials. ‒ 1997. ‒ Vol. 11, no. 4. ‒ Pp. 239‒248.Rodriguez, J. Load carrying capacity of concrete structures with corroded reinforcement / J. Rodriguez, L. M. Ortega, J. Casal // Construction and Building Materials. ‒ 1997. ‒ Vol. 11, no. 4. ‒ Pp. 239‒248.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.