constructionСтроительство и реконструкцияBuilding and Reconstruction2073-7416Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева10.33979/2073-7416-2021-96-4-35-44construction-389Research ArticleБЕЗОПАСНОСТЬ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙBUILDING AND STRUCTURE SAFETYРАСЧЕТНЫЙ АНАЛИЗ СПОСОБОВ ЗАЩИТЫ МОНОЛИТНЫХ КАРКАСОВ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ С ПЛОСКИМИ ПЕРЕКРЫТИЯМИ ОТ ПРОГРЕССИРУЮЩЕГО ОБРУШЕНИЯCOMPUTATIONAL ANALYSIS OF METHODS FOR PROTECTING MONOLITHIC FRAMES OF MULTI-STOREY BUILDINGS WITH FLAT FLOORS FROM PROGRESSIVE COLLAPSEКолчуновВиталий ИвановичKolchunovVitaly I.asiorel@mail.ruМосковцеваВиолетта СергеевнаMoskovtsevaVioletta S.lyavetka1@mail.ruБушоваОлеся БорисовнаBushovaOlesya B.bushova96@mail.ruЖуковДмитрий ИгоревичZhukovDmitry I.izhukovdmitry@mail.ruЮго-Западный государственный университет (ЮЗГУ); Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)Southwest State University (SWSU); National Research Moscow State University of Civil Engineering (NRU MSUCE)Юго-Западный государственный университет (ЮЗГУ)Southwest State University (SWSU)Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)National Research Moscow State University of Civil Engineering (NRU MSUCE)202105102021043544Copyright © Колчунов В.И., Московцева В.С., Бушова О.Б., Жуков Д.И., 20212021Колчунов В.И., Московцева В.С., Бушова О.Б., Жуков Д.И.Kolchunov V.I., Moskovtseva V.S., Bushova O.B., Zhukov D.I.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/389

В работе приведены новые конструктивные решения для защиты монолитных каркасов многоэтажных зданий с плоскими перекрытиями от прогрессирующего обрушения. При этом рассмотрено два варианта усиления приопорных зон - зон сопряжения плиты с колонной, обеспечивающие восприятие пиковых изгибающих моментов при внезапном изменении силовых потоков конструктивной системы, вызванном удалением одной из несущих колонн: 1-й вариант - усиление с применением металлических пластин-вставок, 2-й вариант - усиление с применением приопорных каркасов с наклонными арматурными стержнями. Численными исследованиями фрагмента рассматриваемого монолитного каркаса здания по первичной расчетной схеме на действие проектной нагрузки и по вторичной расчетной схеме на запроектное воздействие показана эффективность предложенных конструктивных решений усиления зон сопряжения плит плоских перекрытий с колонными для защиты монолитных каркасов зданий от прогрессирующего обрушения. Установлено, что в рассмотренном численном примере расход стали при применении варианта армирования приопорной зоны каркасами с наклонными стержнями, при прочих равных условиях, снижается до 46%.

The paper presents new design solutions for the protection of monolithic frames of multi-storey buildings with flat floors from progressive collapse. At the same time, two variants of strengthening the support zones - the zones of coupling of the plate with the column, providing the perception of peak bending moments in the event of a sudden change in the force flows of the structural system caused by the removal of one of the supporting columns, are considered: the 1st variant-reinforcement with the use of metal insert plates, the 2nd variant - reinforcement with the use of support frames with inclined reinforcing rods. Numerical studies of a fragment of the considered monolithic frame of a building according to the primary design scheme for the effect of the design load and according to the secondary design scheme for the out-of-design impact show the effectiveness of the proposed design solutions for strengthening the interface zones of flat slabs with columns to protect the monolithic frames of buildings from progressive collapse. It is established that in the considered numerical example, the steel consumption when using the option of reinforcing the support zone with frames with inclined rods, other things being equal, is reduced to 46%.

железобетонмногоэтажные зданияплоские перекрытияпрогрессирующее обрушениерасчетный анализreinforced concretemulti-storey buildingsflat floorsprogressive collapsecomputational analysisReferencesАлмазов В.О., Као Зуй Кхой. Динамика прогрессирующего разрушения монолитных многоэтажных каркасов. М.: АСВ, 2013. 128 сАлмазов В.О., Као Зуй Кхой. Динамика прогрессирующего разрушения монолитных многоэтажных каркасов. М.: АСВ, 2013. 128 сS.Yu. Fialko, O.V. Kabantsevb, A.V. Perelmuter Elasto-plastic progressive collapse analysis based on the integration of the equations of motion // Magazine of Civil Engineering. 2021. 102(2). Article No. 10214S.Yu. Fialko, O.V. Kabantsevb, A.V. Perelmuter Elasto-plastic progressive collapse analysis based on the integration of the equations of motion // Magazine of Civil Engineering. 2021. 102(2). Article No. 10214Кодыш Э.Н., Трекин Н.Н., Чесноков Д.А. Защита многоэтажных зданий от прогрессирующего обрушения // Промышленное и гражданское строительство. 2016. № 6. С.8-13Кодыш Э.Н., Трекин Н.Н., Чесноков Д.А. Защита многоэтажных зданий от прогрессирующего обрушения // Промышленное и гражданское строительство. 2016. № 6. С.8-13Федорова Н. В., Фан Динь Гуок, Нгуен Тхи Чанг. Экспериментальные исследования живучести железобетонных рам с ригелями, усиленными косвенным армированием // Строительство и реконструкция. 2020. № 1. С. 92-100Федорова Н. В., Фан Динь Гуок, Нгуен Тхи Чанг. Экспериментальные исследования живучести железобетонных рам с ригелями, усиленными косвенным армированием // Строительство и реконструкция. 2020. № 1. С. 92-100Ильющенко Т.А., Колчунов В.И., Федоров С.С. Трещиностойкость преднапряженных железобетонных рамно-стержневых конструкций при особых воздействиях // Строительство и реконструкция. 2021. (1).С. 74-84Ильющенко Т.А., Колчунов В.И., Федоров С.С. Трещиностойкость преднапряженных железобетонных рамно-стержневых конструкций при особых воздействиях // Строительство и реконструкция. 2021. (1).С. 74-84Федорова Н.В., Кореньков П.А., Ву Н.Т. Методика экспериментальных исследований деформирования монолитных железобетонных каркасов зданий при аварийных воздействиях // Строительство и реконструкция. 2018. Т. 4. № 78. С.42-52Федорова Н.В., Кореньков П.А., Ву Н.Т. Методика экспериментальных исследований деформирования монолитных железобетонных каркасов зданий при аварийных воздействиях // Строительство и реконструкция. 2018. Т. 4. № 78. С.42-52Кодыш Э.Н. Проектирование защиты зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения с учетом возникновения особого предельного состояния // Промышленное и гражданское строительство. 2018. № 10. С. 95-101Кодыш Э.Н. Проектирование защиты зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения с учетом возникновения особого предельного состояния // Промышленное и гражданское строительство. 2018. № 10. С. 95-101Kolcunov V.I. ,Tuyen V.N., Korenkov P.A. Deformation and failure of a monolithic reinforced concrete frame under accidental actions // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Т. 753. С.032037Kolcunov V.I. ,Tuyen V.N., Korenkov P.A. Deformation and failure of a monolithic reinforced concrete frame under accidental actions // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Т. 753. С.032037Fedorova N.V., Ngoc V.T. Deformation and failure of monolithic reinforced concrete frames under special actions // Journal of Physics: Conference Series. 2019. Т. 1425. С.012033Fedorova N.V., Ngoc V.T. Deformation and failure of monolithic reinforced concrete frames under special actions // Journal of Physics: Conference Series. 2019. Т. 1425. С.012033Adam J.M., Parisi F., Sagaseta J., Lu X. Research and practice on progressive collapse and robustness of building structures in the 21st century // Engineering Structures. 2018. Т. 173. С.122-149Adam J.M., Parisi F., Sagaseta J., Lu X. Research and practice on progressive collapse and robustness of building structures in the 21st century // Engineering Structures. 2018. Т. 173. С.122-149Yu J.. Tan K.H. Experimental and numerical investigation on progressive collapse resistance of reinforced concrete beam column sub-assemblages // Engineering Structures. 2013. Т. 55. С.90-106Yu J.. Tan K.H. Experimental and numerical investigation on progressive collapse resistance of reinforced concrete beam column sub-assemblages // Engineering Structures. 2013. Т. 55. С.90-106Deng X.-F., Liang S.-L., Fu F., Qian K. Effects of high-strength concrete on progressive collapse resistance of reinforced concrete frame // Journal of Structural Engineering. 2020. Vol. 146. Issue 6. P. 04020078. DOI: 10.1061/(asce)st.1943-541x. 0002628Deng X.-F., Liang S.-L., Fu F., Qian K. Effects of high-strength concrete on progressive collapse resistance of reinforced concrete frame // Journal of Structural Engineering. 2020. Vol. 146. Issue 6. P. 04020078. DOI: 10.1061/(asce)st.1943-541x. 0002628Xuan W., Wang L., Liu C., Xing G., Zhang L., Chen H. Experimental and theoretical investigations on progressive collapse resistance of the concrete-filled square steel tubular column and steel beam frame under the middle column failure scenario // Shock and Vibration. 2019. Vol. 2019. Pp. 1-12. DOI: 10.1155/2019/2354931Xuan W., Wang L., Liu C., Xing G., Zhang L., Chen H. Experimental and theoretical investigations on progressive collapse resistance of the concrete-filled square steel tubular column and steel beam frame under the middle column failure scenario // Shock and Vibration. 2019. Vol. 2019. Pp. 1-12. DOI: 10.1155/2019/2354931Alogla K., Weekes L., Augusthus-Nelson L. Theoretical assessment of progressive collapse capacity of reinforced concrete structures // Magazine of Concrete Research. 2017. Т. 69. № 3. С.145-162Alogla K., Weekes L., Augusthus-Nelson L. Theoretical assessment of progressive collapse capacity of reinforced concrete structures // Magazine of Concrete Research. 2017. Т. 69. № 3. С.145-162Shan S. et al. Experimental study on the progressive collapse performance of RC frames with infill walls // Eng. Struct. 2016. Vol. 111. Pp. 80-92Shan S. et al. Experimental study on the progressive collapse performance of RC frames with infill walls // Eng. Struct. 2016. Vol. 111. Pp. 80-92Ву Нгок Туен Исследование живучести железобетонной конструктивно нелинейной рамно-стержневой системы каркаса многоэтажного здания в динамической постановке // Строительство и реконструкция. 2020. Т. 90. № 4. С.73-84Ву Нгок Туен Исследование живучести железобетонной конструктивно нелинейной рамно-стержневой системы каркаса многоэтажного здания в динамической постановке // Строительство и реконструкция. 2020. Т. 90. № 4. С.73-84Федорова Н. В., Халина Т.А. Исследование динамических догружений в железобетонных конструктивных системах при внезапных структурных перестройках // Промышленное и гражданское строительство. 2017. № 8. С. 32-36Федорова Н. В., Халина Т.А. Исследование динамических догружений в железобетонных конструктивных системах при внезапных структурных перестройках // Промышленное и гражданское строительство. 2017. № 8. С. 32-36Бондаренко В.М. Колчунов В.И. Расчетные модели силового сопротивления железобетона. М.: АСВ, 2004. 472 сБондаренко В.М. Колчунов В.И. Расчетные модели силового сопротивления железобетона. М.: АСВ, 2004. 472 сБондаренко В.М., Клюева Н.В. К расчёту сооружений, меняющих расчетную схему в следствии коррозионных изменений // Известия вузов. 2008. №1. С.4-12Бондаренко В.М., Клюева Н.В. К расчёту сооружений, меняющих расчетную схему в следствии коррозионных изменений // Известия вузов. 2008. №1. С.4-12СП 385. 1325800.2018 Защита зданий и сооружений от прогрессирующего обрушенияСП 385. 1325800.2018 Защита зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения

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