constructionСтроительство и реконструкцияBuilding and Reconstruction2073-7416Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева10.33979/2073-7416-2021-96-4-23-34construction-388Research ArticleБЕЗОПАСНОСТЬ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙBUILDING AND STRUCTURE SAFETYДИНАМИКА БЕЗБАЛОЧНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КАРКАСОВ СООРУЖЕНИЙ ПРИ ПОВРЕЖДЕНИЯХ ПЛИТ ПРОДАВЛИВАНИЕМDYNAMICS OF REINFORCED CONCRETE NON-BEAM FRAMES IN CASE OF DAMAGE TO SLABS PUNCHINGАлексейцевАнатолий ВикторовичAlekseytsevAnatoliy V.aalexw@mail.ruАнтоновМихаил ДмитриевичAntonovMikhail D.mishany96969@mail.ruФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет»Moscow State University of Civil Engineering202105102021042334Copyright © Алексейцев А.В., Антонов М.Д., 20212021Алексейцев А.В., Антонов М.Д.Alekseytsev A.V., Antonov M.D.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/388

Рассмотрен подход к оценке динамических эффектов для железобетонных каркасов сооружений с безбалочными перекрытиями при комбинированных запроектных воздействиях. Первичные воздействия предполагают превышение эксплуатационных нагрузок, которое вызывает повреждения узла соединения плиты и колонны от продавливания до наступления вторичного запроектного воздействия. Вторичные запроектные воздействия включают рассмотрение удаления из расчетной схемы любой из колонн за конечный промежуток времени. Анализ динамических эффектов выполнен на основе двух подходов: первый основан на энергетическом методе Г.А. Гениева и предполагает квазистатическую оценку напряженно-деформированного состояния поврежденной системы; второй - анализ переходного динамического процесса с учетом физической и геометрической нелинейности. Предложен приближенный подход к моделированию повреждений железобетонной плиты от продавливания и рассмотрены дальнейшие перспективы его совершенствования. Установлена степень опасности запроектных воздействий для предварительно поврежденных продавливанием конструкций, а также влияние этих повреждений на живучесть каркасов при запроектных воздействиях. Рассмотрен пример оценки живучести на модели каркаса подземного паркинга при наличии повреждений от продавливания для одного из узлов соединения плиты и колонны.

An approach to the assessment of dynamic effects for reinforced concrete non-beam frames of structures under combined emergency actions is considered. Primary impacts imply an excess of operational loads, which causes damage to the slab-column junction from punching to the onset of a secondary impacts. Secondary impacts include considering the removal of any column from the design model over a finite time. The analysis of dynamic effects based on two approaches: the first is based on the energy method of G.A. Geniev and assumes a quasi-static assessment of the stress-strain state of the damaged system; the second is the analysis of the transient dynamic process taking into account physical and geometric nonlinearity. An approximate approach to modeling the damage of a reinforced concrete slab from punching is proposed and further prospects for its improvement are considered. The degree of danger at emergency impacts for structures pre-damaged by punching, as well as the influence of these damages on the survivability of frames under these effects, has been established. An example of assessing survivability on a model of an underground parking frame in the presence of damage from punching for one of the column-slab joints is considered.

живучестьзапроектное воздействиебезбалочный каркаспродавливаниединамический анализпрогрессирующее разрушениечисленное моделированиежелезобетонные конструкцииprogressive collapse resistanceemergency actionspunching sheardynamic analysiscolumn failurenumerical modelingreinforced concrete structuresReferencesСП 385.1325800.2018 Защита зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения // Доступ из системы «Техэксперт» http://docs.cntd.ru/document/551394640 (дата обращения 24.06.2021)СП 385.1325800.2018 Защита зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения // Доступ из системы «Техэксперт» http://docs.cntd.ru/document/551394640 (дата обращения 24.06.2021)Шапиро Г.И., Эйсман Ю.А., Залесов А.С. Рекомендации по защите монолитных жилых зданий от прогрессирующего обрушения // Доступ из системы «Техэксперт» https://docs.cntd.ru/document/1200058272 (дата обращения 24.06.2021)Шапиро Г.И., Эйсман Ю.А., Залесов А.С. Рекомендации по защите монолитных жилых зданий от прогрессирующего обрушения // Доступ из системы «Техэксперт» https://docs.cntd.ru/document/1200058272 (дата обращения 24.06.2021)Колчунов В.И., Клюева Н.В., Андросова Н.Б., Бухтиярова А.С. Живучесть зданий и сооружений при запроектных воздействиях. Москва, АСВ, 2014. 208 сКолчунов В.И., Клюева Н.В., Андросова Н.Б., Бухтиярова А.С. Живучесть зданий и сооружений при запроектных воздействиях. Москва, АСВ, 2014. 208 сТамразян А.Г. Снижение рисков в строительстве при чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера / А.Г. Тамразян, С.Н. Булгаков и др., под общей ред. А.Г. Тамразяна. М.: Изд-во АСВ, 2012. 304 сТамразян А.Г. Снижение рисков в строительстве при чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера / А.Г. Тамразян, С.Н. Булгаков и др., под общей ред. А.Г. Тамразяна. М.: Изд-во АСВ, 2012. 304 сTravush V.I., Fedorova N.V. Survivability parameter calculation for framed structural systems // Russian journal of building construction and architecture 2017. №1. С. 6-14Travush V.I., Fedorova N.V. Survivability parameter calculation for framed structural systems // Russian journal of building construction and architecture 2017. №1. С. 6-14Тамразян А.Г. К анализу узла сопряжения монолитных плит и колонн при продавливании // В сборнике: Безопасность строительного фонда России. Проблемы и решения. Материалы Международных академических чтений. Под редакцией С.И. Меркулова. 2020. С. 101-109Тамразян А.Г. К анализу узла сопряжения монолитных плит и колонн при продавливании // В сборнике: Безопасность строительного фонда России. Проблемы и решения. Материалы Международных академических чтений. Под редакцией С.И. Меркулова. 2020. С. 101-109Карпенко Н.И., Карпенко С.Н. Практическая методика расчета железобетонных плит на продавливание по различным схемам // Бетон и железобетон. 2012. №5. С. 10-16Карпенко Н.И., Карпенко С.Н. Практическая методика расчета железобетонных плит на продавливание по различным схемам // Бетон и железобетон. 2012. №5. С. 10-16Трекин Н.Н., Крылов В.В. К вопросу о несущей способности железобетонных плит на продавливание при динамическом нагружении на объектах наземной космической инфраструктуры // Научный аспект. 2018. Т. 7. № 4. С. 771-778Трекин Н.Н., Крылов В.В. К вопросу о несущей способности железобетонных плит на продавливание при динамическом нагружении на объектах наземной космической инфраструктуры // Научный аспект. 2018. Т. 7. № 4. С. 771-778Savin S.Yu., Kolchunov V.I., Emelianov S.G. Modelling of resistance to destruction of multi-storey frame-connected buildings at sudden loss of bearing elements stability // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 456 (2018) 012089Savin S.Yu., Kolchunov V.I., Emelianov S.G. Modelling of resistance to destruction of multi-storey frame-connected buildings at sudden loss of bearing elements stability // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 456 (2018) 012089Tamrazyan A., Alekseytsev A. Evolutionary optimization of reinforced concrete beams, taking into account design reliability, safety and risks during the emergency loss of supports // E3S Web of Conferences. 22nd International Scientific Conference on Construction the Formation of Living Environment, FORM 2019. С. 04005Tamrazyan A., Alekseytsev A. Evolutionary optimization of reinforced concrete beams, taking into account design reliability, safety and risks during the emergency loss of supports // E3S Web of Conferences. 22nd International Scientific Conference on Construction the Formation of Living Environment, FORM 2019. С. 04005Федорова Н.В., Ильющенко Т.А., Медянкин М.Д., Инсафутдинов А.Р. Особенности динамических догружений железобетонных элементов конструктивных систем при гипотетическом удалении одной из несущих конструкций и трещинообразовании // Строительство и реконструкция. 2019. № 2 (82). С. 72-80Федорова Н.В., Ильющенко Т.А., Медянкин М.Д., Инсафутдинов А.Р. Особенности динамических догружений железобетонных элементов конструктивных систем при гипотетическом удалении одной из несущих конструкций и трещинообразовании // Строительство и реконструкция. 2019. № 2 (82). С. 72-80Федоров В.С., Меднов Е.А. Влияние исходного напряженно-деформированного состояния и уровня нагружения на возникающий динамический эффект при аварийном разрушении опоры в неразрезных стальных балках // Строительство и реконструкция. 2010. № 6. С. 48Федоров В.С., Меднов Е.А. Влияние исходного напряженно-деформированного состояния и уровня нагружения на возникающий динамический эффект при аварийном разрушении опоры в неразрезных стальных балках // Строительство и реконструкция. 2010. № 6. С. 48Fialko S.Yu., Kabantsev O.V., Perelmuter A.V. Elasto-plastic progressive collapse analysis based on the integration of the equations of motion // Magazine of Civil Engineering. 2021. № 2 (102). С. 10214Fialko S.Yu., Kabantsev O.V., Perelmuter A.V. Elasto-plastic progressive collapse analysis based on the integration of the equations of motion // Magazine of Civil Engineering. 2021. № 2 (102). С. 10214Alekseytsev A.V. Mechanical safety of reinforced concrete frames under complex emergency actions // Magazine of Civil Engineering. 2021. № 3 (103). С. 10306Alekseytsev A.V. Mechanical safety of reinforced concrete frames under complex emergency actions // Magazine of Civil Engineering. 2021. № 3 (103). С. 10306Kabantsev O.V., Mitrovitch B. Justification of the special limit state characteristics for monolithic reinforced concrete bearing systems in the progressive collapse mode // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Novosibirsk, 2018. С. 012002Kabantsev O.V., Mitrovitch B. Justification of the special limit state characteristics for monolithic reinforced concrete bearing systems in the progressive collapse mode // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Novosibirsk, 2018. С. 012002Бондаренко В.М., Клюева Н.В., Дегтярь А.Н., Андросова Н.Б. Оптимизация живучести конструктивно нелинейных железобетонных рамно-стержневых систем при внезапных структурных изменениях // Известия Орловского государственного технического университета. Серия: Строительство и транспорт. 2007. № 4-16. С. 5-10Бондаренко В.М., Клюева Н.В., Дегтярь А.Н., Андросова Н.Б. Оптимизация живучести конструктивно нелинейных железобетонных рамно-стержневых систем при внезапных структурных изменениях // Известия Орловского государственного технического университета. Серия: Строительство и транспорт. 2007. № 4-16. С. 5-10Тамразян А.Г., Коновалова О.О. Оптимизация проектных параметров опертых по контуру монолитных перекрытий с использованием генетических алгоритмов // В сборнике: Безопасность строительного фонда России. Проблемы и решения. Материалы Международных академических чтений. Под редакцией С.И. Меркулова. 2020. С. 115-122Тамразян А.Г., Коновалова О.О. Оптимизация проектных параметров опертых по контуру монолитных перекрытий с использованием генетических алгоритмов // В сборнике: Безопасность строительного фонда России. Проблемы и решения. Материалы Международных академических чтений. Под редакцией С.И. Меркулова. 2020. С. 115-122Alekseytsev A.V., Gaile L., Drukis P. Оptimization of steel beam structures for frame buildings subject to their safety requirements // Magazine of Civil Engineering. 2019. № 7 (91). С. 3-15Alekseytsev A.V., Gaile L., Drukis P. Оptimization of steel beam structures for frame buildings subject to their safety requirements // Magazine of Civil Engineering. 2019. № 7 (91). С. 3-15Савин С.Ю., Колчунов В.И., Ковалев В.В. Критериальная оценка несущей способности сжато-изогнутых элементов реконструируемого железобетонного каркаса при аварийной расчетной ситуации // Строительство и реконструкция. 2020. № 1 (87). С. 71-80Савин С.Ю., Колчунов В.И., Ковалев В.В. Критериальная оценка несущей способности сжато-изогнутых элементов реконструируемого железобетонного каркаса при аварийной расчетной ситуации // Строительство и реконструкция. 2020. № 1 (87). С. 71-80Колчунов В.И., Прасолов Н.О., Моргунов М.В. К оценке живучести железобетонных рам при потере устойчивости отдельных элементов // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2007. № 4. С. 40-44Колчунов В.И., Прасолов Н.О., Моргунов М.В. К оценке живучести железобетонных рам при потере устойчивости отдельных элементов // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2007. № 4. С. 40-44Моргунов М.В., Гришин П.А. Устойчивость железобетонных колонн в рамно-стержневых конструкциях при запроектных воздействиях // В книге: Функция, конструкция, среда в архитектуре зданий. Сборник тезисов докладов Всероссийской научно-практической конференции: в 2 томах. Институт строительства и архитектуры НИУ МГСУ. 2019. С. 75-76Моргунов М.В., Гришин П.А. Устойчивость железобетонных колонн в рамно-стержневых конструкциях при запроектных воздействиях // В книге: Функция, конструкция, среда в архитектуре зданий. Сборник тезисов докладов Всероссийской научно-практической конференции: в 2 томах. Институт строительства и архитектуры НИУ МГСУ. 2019. С. 75-76Tamrazyan A.G. The assessment of reliability of punching reinforced concrete beamless slabs under the influence of a concentrated force at high temperatures Procedia Engineering (см. в книгах). 2016. Т. 153. С. 715-720Tamrazyan A.G. The assessment of reliability of punching reinforced concrete beamless slabs under the influence of a concentrated force at high temperatures Procedia Engineering (см. в книгах). 2016. Т. 153. С. 715-720Федоров В.С., Левитский В.Е., Соловьев И.А. Модель термосилового сопротивления железобетонных элементов стержневых конструкций // Строительство и реконструкция. 2015. № 5(61). С. 47-55Федоров В.С., Левитский В.Е., Соловьев И.А. Модель термосилового сопротивления железобетонных элементов стержневых конструкций // Строительство и реконструкция. 2015. № 5(61). С. 47-55M. Russell J.S. Owen I. Hajirasouliha Experimental investigation on the dynamic response of RC flat slabs after a sudden column loss // Engineering Structures 99 (2015) 28-41M. Russell J.S. Owen I. Hajirasouliha Experimental investigation on the dynamic response of RC flat slabs after a sudden column loss // Engineering Structures 99 (2015) 28-41Marques M.G., Liberati, E.A. P., Gomes, R.B Punching shear strength model for reinforced concrete flat slabs with openings // Journal of structural engineering. 2021. №7 (147). No: 04021090Marques M.G., Liberati, E.A. P., Gomes, R.B Punching shear strength model for reinforced concrete flat slabs with openings // Journal of structural engineering. 2021. №7 (147). No: 04021090

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