В течение всего срока службы конструкции зданий и сооружений подвержены силовым и средовым воздействиям различной природы и интенсивности. В отдельных случаях такие воздействия могут приводить к потере несущей способности конструктивных элементов здания, что в свою очередь может привести к непропорциональному отказу всей конструктивной системы - ее прогрессирующему обрушению. Крупные аварии, произошедшие на объектах капитального строительства, такие как обрушение секции многоэтажного жилого здания Ронан Пойнт (Лондон, 1968), торгового центра Сампун (Сеул, 1995), покрытия Трансвааль-Парка (Москва, 2004), здания ВТЦ (Нью Йорк, 2011) и др., наглядно продемонстрировали актуальность этой проблемы. В связи с этим в нормативных документах США, Великобритании, ЕС, Китая, Австралии, России и других стран были установлены требования о необходимости расчета конструктивных систем зданий на прогрессирующее обрушение при внезапных структурных перестройках, вызванных удалением одного из несущих элементов. Однако наблюдаемый в мировой научной литературе устойчивый рост числа новых публикаций по проблеме прогрессирующего обрушения указывает на то, что результаты таких исследований пока не дают исчерпывающих ответов на все вопросы, связанные с этим явлением. В этой связи предлагаемая обзорная статья направлена на систематизацию, обобщение и анализ новых результатов исследований по вопросам сопротивления прогрессирующему обрушению конструктивных систем зданий и сооружений, выявление новых тенденций и предложение новых направлений и задач исследований для повышения уровня конструктивной безопасности проектных решений зданий и сооружений. Для достижения указанной цели рассмотрены: природа воздействий, приводящих к прогрессирующему обрушению; особенности моделирования прогрессирующего обрушения конструктивных систем зданий и сооружений; механизмы сопротивления прогрессирующему обрушению и критерии особого предельного состояния. Особое внимание в научном обзоре уделено анализу работ, относящихся к новому направлению исследований в рассматриваемой области, связанному с оценкой несущей способности сжатых и сжато изогнутых элементов конструктивных систем, влияния на их сопротивление прогрессирующему обрушению параметров режима нагружения, деградации свойств материалов и топологии конструктивной системы. Значимость предлагаемого научного обзора состоит в том, что в нем наряду с известными и новыми результатами, представленными в англоязычной научной литературе, обобщены и проанализированы оригинальные подходы, методики и результаты исследований, опубликованные в русскоязычных научных изданиях, прежде всего входящих в RSCI Web of Science.
During the entire life cycle, the facilities are experienced to force and environmental actions of various nature and intensity. In some cases, such influences can lead to a loss of the bearing capacity of the structural elements of a building, which in turn can lead to a disproportionate failure of the entire structural system. Such phenomenon was called progressive collapse. Major accidents at facilities, such as the collapse of a section of the Ronan Point high-rise residential building (London, 1968), the Sampoong department store (Seoul, 1995), the Transvaal Park pavement (Moscow, 2004), the World Trade Center (New York, 2011) and others, clearly demonstrated the urgency of this problem. In this regard, the regulatory documents of the USA, Great Britain, EU, China, Australia, Russia and other countries established requirements for the need to calculate structural systems of buildings for resist to progressive collapse after sudden localized structural damage. However, the steady increase in the number of new publications on the problem of progressive collapse observed in the world scientific literature indicates that the results of such studies do not yet provide exhaustive answers to all questions related to this phenomenon. In this regard, the proposed review article is aimed at systematizing, generalizing and analyzing new research results on resistance to progressive collapse of facilities, identifying new trends and proposing new research directions and tasks to improve the level of structural safety of design solutions for buildings and structures. In order to achieve this goal, the following aspects were considered: the nature of the impacts leading to progressive collapse; features of modeling the progressive collapse of structural systems of buildings and structures; mechanisms of resistance to progressive collapse and criteria for evaluation of a progressive collapse resistance. Particular attention in the scientific review is paid to the analysis of works related to a new direction of research in the area under consideration, associated with the assessment of the bearing capacity of eccentrically compressed elements of structural systems, the effect on their resistance to progressive collapse of the parameters of the loading mode, degradation of material properties and the topology of the structural system. The significance of the proposed scientific review is that, along with the well-known and new results presented in the English-language scientific literature, it summarizes and analyzes the original approaches, methods and research results published in Russian-language scientific publications, primarily included in the RSCI Web of Science.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.