<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">construction</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Строительство и реконструкция</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Building and Reconstruction</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2073-7416</issn><publisher><publisher-name>Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.33979/2073-7416-2026-126-4-110-121</article-id><article-id custom-type="edn" pub-id-type="custom">HURBBH</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">construction-1108</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>БЕЗОПАСНОСТЬ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>BUILDING AND STRUCTURE SAFETY</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Демпфирование железобетонных конструкций при свободных колебаниях</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Damping of reinforced concrete structures under free vibrations</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-0569-4788</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Тамразян</surname><given-names>А. Г.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Tamrazyan</surname><given-names>A. G.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Тамразян Ашот Георгиевич, член-корреспондент РААСН, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой железобетонных и каменных конструкций </p><p>AuthorID: 55975413900, AuthorID: 447901, ResearcherID: T-1253-2017</p><p>г. Москва</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Ashot G. Tamrazyan, Corresponding Member of the RAACS, Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Department of Reinforced Concrete and Masonry Structures</p><p>AuthorID: 55975413900, AuthorID: 447901, ResearcherID: T-1253-2017 </p><p>Moscow</p></bio><email xlink:type="simple">tamrazian@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>National Research Moscow State University of Civil Engineering</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2026</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>08</day><month>09</month><year>2026</year></pub-date><volume>0</volume><issue>4</issue><fpage>110</fpage><lpage>121</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Тамразян А.Г., 2026</copyright-statement><copyright-year>2026</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Тамразян А.Г.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Tamrazyan A.G.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://construction.elpub.ru/jour/article/view/1108">https://construction.elpub.ru/jour/article/view/1108</self-uri><abstract><p>В данной статье рассматриваются свободные колебания железобетонной конструкции с нелинейной изгибной жёсткостью, обусловленной образованием и закрытием нормальных трещин, и с диссипацией энергии, представленной вязким демпфированием. Расчётная схема представляет собой консольный стержень, нагруженный постоянной продольной силой N и мгновенно удаляемой поперечной нагрузкой S. Задача разделена на три этапа. На первом этапе численно решается нелинейная статическая задача прогиба стержня с переменной по длине жёсткостью, зависящей от уровня изгибающего момента; для описания работы растянутого бетона используется коэффициент ψs. На втором этапе в рамках линейно-жёсткой динамической модели с внешними вязкими демпферами методом пространства состояний определяются критическое демпфирование и логарифмический декремент колебаний. На третьем этапе решается нелинейная динамическая задача, в которой матрица жёсткости зависит от текущего прогиба оголовья, а матрица демпфирования формируется с учётом наличия трещин. Расчёты выполнены в программном комплексе MATLAB. Установлено, что при малых и умеренных значениях поперечной нагрузки коэффициент демпфирования практически не зависит от образования трещин, однако при приближении нагрузки к предельной величине наблюдается резкое, близкое к степенному, увеличение диссипативных свойств конструкции. Полученная зависимость позволяет уточнить оценку демпфирования в железобетонных элементах при расчёте на динамические воздействия. </p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>This article considers the free vibrations of a reinforced concrete structure with nonlinear flexural stiffness due to the formation and closure of normal cracks and with energy dissipation represented by viscous damping. The calculation model is a cantilever bar loaded with a constant longitudinal force N and an instantly removed transverse load S. The problem is divided into three stages. In the first stage, a nonlinear static problem of bar deflection with a length-varying stiffness dependent on the bending moment level is numerically solved; the coefficient ψs is used to describe the behavior of tensile concrete. In the second stage, the critical damping and logarithmic decrement of vibrations are determined within the framework of a linearly rigid dynamic model with external viscous dampers using the state-space method. In the third stage, a nonlinear dynamic problem is solved, in which the stiffness matrix depends on the current headwall deflection, and the damping matrix is generated taking into account the presence of cracks. The calculations were performed using the MATLAB software package. It was found that for small and moderate transverse loads, the damping coefficient is virtually independent of crack formation. However, as the load approaches its limit, a sharp, power-law-like increase in the dissipative properties of the structure is observed. The resulting relationship allows for a more accurate assessment of damping in reinforced concrete elements when calculating dynamic loads.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>железобетонная конструкция</kwd><kwd>консольный стержень</kwd><kwd>жесткость</kwd><kwd>диссипация энергии</kwd><kwd>матрица демпфирования</kwd><kwd>образованием трещин</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>reinforced concrete structure</kwd><kwd>cantilever rod</kwd><kwd>rigidity</kwd><kwd>energy dissipation</kwd><kwd>damping matrix</kwd><kwd>crack formation</kwd></kwd-group><funding-group><funding-statement xml:lang="ru">Работа 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).</funding-statement></funding-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Shein A., Zaitsev M., Tamrazyan A., Matseevich T. Damping Seismic Vibrations in High-Rise Buildings Using Controlled Reactive Dampers // Architecture and Engineering. 2025. Т. 10. № 3. С. 86–95. DOI: 10.23968/2500-0055-2025-10-3-86-95. EDN: SPIQNO.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shein A., Zaitsev M., Tamrazyan A., Matseevich T. Damping Seismic Vibrations in High-Rise Buildings Using Controlled Reactive Dampers. Architecture and Engineering. 2025. Vol. 10. No. 3. Pp. 86–95. (In Russ.) DOI: 10.23968/2500-0055-2025-10-3-86-95 EDN: SPIQNO</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Tamrazyan A.G., Chernik V.I., Matseevich T.A., Manaenkov I.K. Analytical Model of Deformation of Reinforced Concrete Columns Based on Fracture Mechanics // Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2022. Т. 18. № 6. С. 573–583. DOI: 10.22363/1815-5235-2022-18-6-573-583. EDN: PBNUKS.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tamrazyan A.G., Chernik V.I., Matseevich T.A., Manaenkov I.K. Analytical Model of Deformation of Reinforced Concrete Columns Based on Fracture Mechanics. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2022. Vol. 18. No. 6. Pp. 573–583. (In Russ.) DOI: 10.22363/1815-5235-2022-18-6-573-583 EDN: PBNUKS</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ghahari F., Sargsyan K., Taciroglu E. Quantification of modeling uncertainty in the Rayleigh damping model // Earthquake Engineering &amp; Structural Dynamics. 2024. Vol. 53.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ghahari F., Sargsyan K., Taciroglu E. Quantification of modeling uncertainty in the Rayleigh damping model. Earthquake Engineering &amp; Structural Dynamics. 2024. Vol. 53.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ahmed M., Mohamed H., Hassan H., Zaghlal M. Rubberized reinforced concrete columns under axial and cyclic loading // Frattura ed Integrità Strutturale. 2024. Vol. 18. P. 286–309. DOI: 10.3221/IGF-ESIS.70.17.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ahmed M., Mohamed H., Hassan H., Zaghlal M. Rubberized reinforced concrete columns under axial and cyclic loading. Frattura ed Integrità Strutturale. 2024. Vol. 18. Pp. 286–309. DOI: 10.3221/IGF-ESIS.70.17.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Elmenshawi A., Brown T. Hysteretic energy and damping capacity of flexural elements constructed with different concrete strengths // Engineering Structures. 2010. Vol. 32. No. 1. P. 297–305. DOI: 10.1016/j.engstruct.2009.09.016.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Elmenshawi A., Brown T. Hysteretic energy and damping capacity of flexural elements constructed with different concrete strengths. Engineering Structures. 2010. Vol. 32. No. 1. Pp. 297–305.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Velani P., Dasari H., Bhalkikar A., Ramancharla P. Damping of RC tall buildings in India by ambient vibration test // 18th World Conference on Earthquake Engineering (WCEE2024). Milan, Italy. 2024.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Velani P., Dasari H., Bhalkikar A., Ramancharla P. Damping of RC tall buildings in India by ambient vibration test. Proceedings of the 18th World Conference on Earthquake Engineering (WCEE2024). Milan, Italy. 2024.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Тамразян А.Г., Кудрявцев М.В. Влияние коррозионных повреждений арматуры на динамическое состояние сжатых железобетонных конструкций // Строительство и реконструкция. 2025. № 2 (118). С. 81–93. DOI: 10.33979/2073-7416-2025-118-2-81-93. EDN: LQAKKV.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tamrazyan A.G., Kudryavtsev M.V. Effect of corrosion damage of reinforcement on the dynamic state of compressed reinforced concrete structures. Building and Reconstruction. 2025. No. 2 (118). Pp. 81–93. (In Russ.) DOI: 10.33979/2073-7416-2025-118-2-81-93 EDN: LQAKKV</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Тамразян А.Г., Орлова М.А. Экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния железобетонных изгибаемых элементов с трещинами // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2015. № 6 (53). С. 98–105. EDN: VAVKYX.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tamrazyan A.G., Orlova M.A. Experimental studies of the stress-strain state of reinforced concrete bending elements with cracks. Bulletin of Tomsk State University of Architecture and Civil Engineering. 2015. No. 6 (53). (In Russ.) Pp. 98–105. EDN: VAVKYX</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Мин Ко Ко, Тарануха Н.А., Сысоев О.Е. Математическая модель определения коэффициента демпфирования для конструкционных материалов // Вестник ИШ ДВФУ. 2024. № 3 (60).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Min Ko Ko, Taranukha N.A., Sysoev O.E. Mathematical model for determining the damping coefficient for structural materials. Bulletin of the School of Engineering of FEFU. 2024. No. 3 (60).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Тамразян А.Г. К расчету железобетонных элементов с учетом ползучести и старения на основе реологической модели бетона // Промышленное и гражданское строительство. 2012. № 7. С. 26–27. EDN: PAVQEX.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tamrazyan A.G. On the calculation of reinforced concrete elements considering creep and aging based on the rheological model of concrete. Industrial and Civil Engineering. 2012. No. 7. Pp. 26–27. (In Russ.) EDN: PAVQEX</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Царева А.Д., Байдин О.В., Бондаренко В.М. Некоторые вопросы диссипации силового сопротивления деформированию железобетона // Строительная механика и расчет сооружений. 2012. № 6. С. 31–38. EDN: PJQXYH.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tsareva A.D., Baidin O.V., Bondarenko V.M. Some issues of dissipation of force resistance to deformation of reinforced concrete. Structural Mechanics and Analysis of Structures. 2012. No. 6. Pp. 31–38. (In Russ.) EDN: PJQXYH</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бондаренко В.М. Элементы диссипативной теории силового сопротивления железобетона // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2014. № 2. С. 24–31.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bondarenko V.M. Elements of dissipative theory of force resistance of reinforced concrete. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2014. No. 2. Pp. 24–31. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бондаренко В.М. Некоторые вопросы нелинейной теории железобетона. Харьков: Изд-во Харьковского университета, 1968. 323 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bondarenko V.M. Some Problems of the Nonlinear Theory of Reinforced Concrete. Kharkiv: Kharkiv University Press, 1968. 323 p. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гордеев Б.А., Ерофеев В.И., Плехов А.С. Математические модели адаптивных виброизоляторов мобильных и стационарных объектов. Нижний Новгород: Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, 2017. 123 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gordeev B.A., Erofeev V.I., Plekhov A.S. Mathematical Models of Adaptive Vibration Isolators for Mobile and Stationary Objects. Nizhny Novgorod: Nizhny Novgorod State Technical University named after R.E. Alekseev, 2017. 123 p. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Тимошенко С.П. Колебания в инженерном деле / пер. с англ. Я.Г. Пановко ; перераб. Д.Х. Янгом. 2-е изд., стер. М.: URSS, КомКнига, 2006. 439 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Timoshenko S.P. Vibration Problems in Engineering. (Revised by D.H. Young; translated from the 3rd American edition by Ya.G. Panovko). 2nd ed. Moscow: URSS, KomKniga, 2006. 439 p. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Prevosto M. State Space Formulation: A Solution to Modal Parameter Estimation // Journal of Sound and Vibration. 1991.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Prevosto M. State Space Formulation: A Solution to Modal Parameter Estimation. Journal of Sound and Vibration. Elsevier BV. 1991. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
