constructionСтроительство и реконструкцияBuilding and Reconstruction2073-7416Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева10.33979/2073-7416-2026-125-3-27-45NKNDISconstruction-1075Research ArticleТЕОРИЯ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ. СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИTHEORY OF ENGINEERING STRUCTURES. BUILDING UNITSЧисленный анализ нелинейного поведения поврежденной конструктивной системы на основе имитационного моделированияNumerical analysis of the nonlinear behavior of a damaged structural system based on immitational modelinghttps://orcid.org/0000-0002-9744-9044ТурА. В.TurA. V.

Тур Андрей Викторович, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой архитектуры

г. Брест

Andrei V. Tur, PhD in Technical Sciences, Associate Professor, Head of the Department of Architecture

Brest

aturphd@gmail.comБрестский государственный технический университетБеларусьBrest State Technical UniversityBelarus202619072026032745Copyright © Тур А.В., 20262026Тур А.В.Tur A.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/1075

В современной проектной практике численный метод проверки живучести повреждённых конструктивных систем, основанный на имитационном моделировании, получает всё более широкое применение. При этом применяют основные принципы макромоделирования, в соответствии с которыми упругое поведение конструктивной системы обусловлено работой линейно-упругих стержней и пластин, а нелинейное поведение полностью определяется поведением точечных и/или линейных пластических шарниров. Таким образом, адекватное описание диаграмм для пластических шарниров представляет собой важный элемент моделирования. В статье представлены предложения по описанию параметрических точек пластических шарниров изгиба, среза и осевого растяжения, что позволяет описать работу повреждённой конструктивной системы на всех стадиях её работы. Предложено выполнять ограничение предельных углов поворота при изгибе с учётом критерия разрушения при срезе. Выполнено сравнение результатов расчёта, полученных с применением имитационной конечно-элементной модели с опытными данными.

In modern design practice, a numerical method for verifying the robustness of damaged structural systems based on imitation modeling is becoming increasingly common. This method utilizes the fundamental principles of macromodeling, according to which the elastic behavior of a structural system is determined by the operation of linearly elastic rods and plates, while nonlinear behavior is completely determined by the behavior of point and/or linear plastic hinges. Thus, an adequate description of the diagrams for plastic hinges is an important element of modeling. This article presents proposals for describing the parametric points of plastic hinges for bending, shear, and axial tension, which allows for describing the operation of a damaged structural system at all stages of its operation. It is proposed to limit the maximum rotation angles during bending, taking into account the shear failure criterion. The calculation results obtained using an imitation finite element model are compared with experimental data.

численный анализповреждённая конструктивная системаимитационное моделированиепластический шарнирnumerical modelingdamaged structural systemimitation modelingplastic hingeReferencesЖивучесть зданий при особых воздействиях: монография [В.И. Колчунов, В.В. Тур, Н.В. Фёдорова и др.]; Министерство образования Российской Федерации, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, кафедра промышленного и гражданского строительства. - Москва: Издательство МИСИ-МГСУ, 2026 (Библиотека научных разработок и проектов НИУ МГСУ). -264 с.Kolchunov V.I., Tur V.V., Fedorova N.V., et al. Structural robustness of buildings under exceptional actions. Moscow: MISI-MGSU Publishers, 2026. 264 p. (In Russian)Московцева В.С. Расчёт параметра живучести железобетонных рам со сложнонапряженными элементами/В.С. Московцева // Строительство и реконструкция. – 2024-№1-С.88-98. - URL: https//doi.org/1033979/2073-7416-2024-111-1-88-98 (дата обращения: 12.10.2025. - Текст электронныйMoskovtseva V.S. Calculation of robustness parameter for reinforced concrete frames with complex stressed members. Construction and Reconstruction. 2024;(1):88–98. (In Russian) DOI: 10.33979/2073-7416-2024-111-1-88-98Колчунов В.И. Направления проектирования конструктивных систем в особых расчётных ситуациях/В.И. Колчунов, В.В. Тур // Промышленное и гражданское строительство. – 2023. - №7. – С.5-15. – Текст электронный.Kolchunov V.I., Tur V.V. Directions for designing structural systems in special design situations. Industrial and Civil Engineering. 2023;(7):5–15. (In Russian)E. Brunesi, R. Nascimbene, F. Parisi, N. Augenti, Progressive collapse fragility of reinforced concrete framed structures through incremental dynamic analysis. Engineering Structures, 104, 65–79 (2015).Brunesi E., Nascimbene R., Parisi F., Augenti N. Progressive collapse fragility of reinforced concrete framed structures through incremental dynamic analysis. Engineering Structures. 2015;104:65–79.Бетонные и железобетонные конструкции: СП 5.03.01-20. – Введ. 20.06.20 (с отменой на территории РБ СНБ 5.03.01-2002 и СНиП 2.03.01-84*). – Минск: Стройтехнорм, 2020. – 274 с.Concrete and reinforced concrete structures: SP 5.03.01-20. Minsk: Stroytekhnorm, 2020. 274 p. (In Russian)ASCE 41-17 Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Buildings/ American Society of Civil Engineers-2017.- https// lccn.loc.gov/2017047777.ASCE 41-17. Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Buildings. American Society of Civil Engineers; 2017. Available at: https://lccn.loc.gov/2017047777Тур, В. В. Расчет железобетонных конструкций при действии перерезывающих сил: моногр. / В. В. Тур, А. А. Кондратчик. – Брест: БрГТУ, 2000. – 397 с.Tur V.V., Kondratchik A.A. Design of reinforced concrete structures under shear forces. Brest: BrSTU; 2000. 397 p. (In Russian)Cavagnis, F. Shear in reinforced concrete without transverse reinforcement: from refined experimental measurements to mechanical models: Thesis Doctor of Philosophy / F. Cavagnis. – Structural concrete laboratory (IBETON), École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), 2017. – 201 p.Cavagnis F. Shear in reinforced concrete without transverse reinforcement: from refined experimental measurements to mechanical models. Ph.D. Thesis. Lausanne: EPFL; 2017. 201 p.Muttoni, A. Shear strength of members without transverse reinforcement as function of critical shear crack width / A. Muttoni, M. Fernández Ruiz //ACI Structural Journal. – 2008. – Vol. 105, iss. 2. – P. 163–172.Muttoni A., Fernández Ruiz M. Shear strength of members without transverse reinforcement as function of critical shear crack width. ACI Structural Journal. 2008;105(2):163–172.Fernández Ruiz, M. Shear strength of concrete members without transverse reinforcement: a mechanical approach to consistently account for size and strain effects / M. Fernández Ruiz, A. Muttoni, J. Sagaseta // Engineering Structures. – 2015. – Vol. 99. – P. 360–372.Fernández Ruiz M., Muttoni A., Sagaseta J. Shear strength of concrete members without transverse reinforcement: a mechanical approach to consistently account for size and strain effects. Engineering Structures. 2015;99:360–372.Muttoni A., Sambos J.T. Shear and punching according to the Critical Shear Crack Theory: Background, Recent development and integration in codes/ Irbacon Structures and Materials Journal. -vol.3.-no. 3.-2023.Muttoni A., Sambos J.T. Shear and punching according to the Critical Shear Crack Theory: Background, recent development and integration in codes. IBRACON Structures and Materials Journal. 2023;3(3).Tur A., Tur V., Derechennik S., Lizahub A. An innovative approach to a safety format for the estimation of structural robustness //Budownictwo i Architektura. 2020. №4 (19). С. 67-84.Tur A., Tur V., Derechennik S., Lizahub A. An innovative approach to a safety format for the estimation of structural robustness. Budownictwo i Architektura. 2020;19(4):67–84.fib Model Code for Concrete Structures 2020 / CEB-FIP Committee. – Lausanne, 2023. – 389 p.fib Model Code for Concrete Structures 2020. Lausanne: CEB-FIP Committee; 2023. 389 p.fib Bulletin 43 Structural connection for precast concrete buildings// Guide to good practice prepared by Task Group 6.2. – February. - 2008. – 369 p.fib Bulletin 43. Structural connection for precast concrete buildings: Guide to good practice. Task Group 6.2; 2008. 369 p.fib Bulletin 72 Bond and anchorage of embedded reinforcement. Background of the fib Model Code 2010/Technical report prepared by Task Group 4.5- May, 2014 – p.156.fib Bulletin 72. Bond and anchorage of embedded reinforcement. Background of the fib Model Code 2010. Task Group 4.5; 2014. 156 p.Building code requirements for structural concrete (ACI 318-14) and commentary (ACI 318R-14) / ACI Committee 318, American Concrete Institute. – Farmington Hills, 2014. – 524 p.*Building code requirements for structural concrete (ACI 318-14) and commentary (ACI 318R-14)*. Farmington Hills: ACI Committee 318, American Concrete Institute; 2014. 524 p.F. Parisi, M. Scalvenzi, Progressive collapse assessment of gravity-load designed European buildings under multi-column loss scenarios. Engineering Structures, 238, 112259 (2021).Parisi F., Scalvenzi M. Progressive collapse assessment of gravity-load designed European buildings under multi-column loss scenarios. Engineering Structures. 2021;238:112259.E. Brunesi, R. Nascimbene, F. Parisi, N. Augenti, Progressive collapse fragility of reinforced concrete framed structures through incremental dynamic analysis. Engineering Structures, 104, 65–79 (2015).Brunesi E., Nascimbene R., Parisi F., Augenti N. Progressive collapse fragility of reinforced concrete framed structures through incremental dynamic analysis. Engineering Structures. 2015;104:65–79.J. M. Russee, J. S. Owen, Experimental investigation on the dynamic response of RC flat slabs after sudden column loss. Engineering Structures, 99, 28–41 (2015).Russee J.M., Owen J.S. Experimental investigation on the dynamic response of RC flat slabs after sudden column loss. Engineering Structures. 2015;99:28–41.

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