constructionСтроительство и реконструкцияBuilding and Reconstruction2073-7416Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева10.33979/2073-7416-2021-97-5-40-50construction-404Research ArticleБЕЗОПАСНОСТЬ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙBUILDING AND STRUCTURE SAFETYЖивучесть рамно-стержневого железобетонного каркаса здания в запредельных состоянияхSurvivability of the frame-rod reinforced concrete building framework in accidental actionАндросоваН. Б.AndrosovaN. B.

Андросова Наталия Борисовна - кандидат технических наук, доцент, заведующая кафедрой строительных конструкций и материалов ОГУ им. И.С.Тургенева; старший научный сотрудник НИИСФ РААСН.

Орел; Москва.

Natalia B. Androsova - candidate of technical science, docent, head of the department of building constructions and materials, Orel State University named after I.S. Turgenev; starshiy nauchnyy sotrudnik, Research Institute of Building Physics of Russian Academy of Architecture and Construction Sciences.

Orel; Moscow.

ramia84@rambler.ruКолчуновВ. И.KolchunovV. I.

Колчунов Виталий Иванович - доктор технических наук, профессор кафедры железобетонных и каменных конструкций НИУ МГСУ; главный научный сотрудник НИИСФ РААСН.

Москва.

Vitaly I. Kolchunov - doctor of Technical Sciences, professor of the department of reinforced concrete and stone structures, Moscow State University of Civil Engineering (National Research University (MGSU); glavniy nauchnyy sotrudnik, Research Institute of Building Physics of Russian Academy of Architecture and Construction Sciences.

Moscow.

asiorel@mail.ruОрловский государственный университет имени И.С. Тургенева; Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наукOrel State University named after I.S. Turgenev; Research Institute of Building Physics of Russian Academy of Architecture and Construction SciencesНациональный исследовательский Московский государственный строительный университет; Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наукMoscow State University of Civil Engineering; Research Institute of Building Physics of Russian Academy of Architecture and Construction Sciences202107122021054050Copyright © Андросова Н.Б., Колчунов В.И., 20212021Андросова Н.Б., Колчунов В.И.Androsova N.B., Kolchunov V.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/404

Изложены методика и алгоритм расчета параметров живучести длительно деформируемого железобетонного каркаса здания в запредельных состояниях. Аналитические зависимости для определения значения меры ползучести приняты в соответствии с использованием приближенных зависимостей из рекомендаций НИИЖБ. На этой основе предложена методика определения изгибной жесткости поперечного сечения элементов каркаса. Сформулирован деформационный критерий особого предельного состояния с учетом неравновесных процессов длительной деформации элементов конструктивной системы. Приведены результаты численного анализа потенциала живучести длительно деформируемого железобетонного каркаса при внезапном удалении одного из конструктивных элементов с учетом предыстории длительного деформирования рассматриваемого каркаса здания при эксплуатационной нагрузке. Определена экспозиция живучести конструктивной системы с момента ее нагружения до превращения в кинематически изменяемую систему.

A methodology and an algorithm for calculating the survivability parameters of a long-term deformable reinforced concrete building frame in extreme states are presented. Analytical dependencies for determining the value of the creep measure are taken in accordance with the use of approximate dependencies from the recommendations of the NIIZHB. On this basis, a method is proposed for determining the cross-section bending stiffness of the frame elements. The deformation criterion of a special limiting state is formulated taking into account the nonequilibrium processes of prolonged deformation of the structural system elements. The numerical analysis results of the longterm deformable reinforced concrete frame survivability potential with a sudden removal of the one structural element, taking into account the long-term deformation prehistory of the considered building frame under an operating load, are presented. The exposure of the structural system survivability from the its loading moment to its transformation into a kinematically variable system has been determined.

прогрессирующее обрушениепотенциал живучестижелезобетонные конструкцииползучестьособое воздействиеprogressive collapsesurvivability potentialreinforced concrete structurescreepaccidental actionReferencesАлмазов В.О. Проблемы прогрессирующего разрушения // Строительство и реконструкция. 2014. №6. С. 3-10.Almazov V.O. Problemy progressiruyushchego razrusheniya // Stroitel'stvo i rekonstrukciya. 2014. №6. S. 3-10.Бондаренко В.М. Силовое деформирование, коррозионные повреждения и энергосопротивление железобетона. Курск: Юго-зап. гос. ун-т, 2016. 68 с.Bondarenko V.M. Silovoe deformirovanie, korrozionnye povrezhdeniya i energosoprotivlenie zhelezobetona. Kursk: YUgo-zap. gos. un-t, 2016. 68 s.Гениев Г.А., Пятикрестовский К.П. Вопросы длительной и динамической прочности анизотропных конструкционных материалов. ГУП ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, 2000. 38 с.Geniev G.A., Pyatikrestovskij K.P. Voprosy dlitel'noj i dinamicheskoj prochnosti anizotropnyh konstrukcionnyh materialov. GUP CNIISK im. V.A. Kucherenko, 2000. 38 s.Ведяков И.И., Еремеев П.Г., Одесский П.Д., Попов Н.А., Соловьев Д.В. Анализ нормативных требований к расчету строительных конструкций на прогрессирующее обрушение // Вестник НИЦ Строительство. 2019. №2. С. 15-29.Vedyakov I.I., Eremeev P.G., Odesskij P.D., Popov N.A., Solov'ev D.V. Analiz normativnyh trebovanij k raschetu stroitel'nyh konstrukcij na progressiruyushchee obrushenie // Vestnik NIC Stroitel'stvo. 2019. №2. S. 15-29.Eryshev V.A., Karpenko N.I., Rimshin V.I. The Parameters Ratio in the Strength of Bent Elements Calculations by the Deformation Model and the Ultimate Limit State Method // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. 753, 022076. https://doi.org/10.1088/1757-899X/753/2/022076.Eryshev V.A., Karpenko N.I., Rimshin V.I. The Parameters Ratio in the Strength of Bent Elements Calculations by the Deformation Model and the Ultimate Limit State Method // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. 753, 022076. https://doi.org/10.1088/1757-899X/753/2/022076.Трекин Н.Н. Кодыш Э.Н. Особое предельное состояние железобетонных конструкций и его нормирование // Промышленное и гражданское строительство. 2020. №3. С. 4-9.Trekin N.N. Kodysh E.N. Osoboe predel'noe sostoyanie zhelezobetonnyh konstrukcij i ego normirovanie // Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. 2020. №3. S. 4-9.Радченко А., Радченко П., Батуев С., Плевков В. Моделирование разрушения железобетонных конструкций при ударе // Architecture and Engineering, 2019. T 4. №3. С. 22-29Radchenko A., Radchenko P., Batuev S., Plevkov V. Modelirovanie razrusheniya zhelezobetonnyh konstrukcij pri udare // Architecture and Engineering, 2019. T 4. №3. S. 22-29Travush V.I., Fedorova N.V. Survivability of structural systems of buildings with special effects / В.И. Травуш, Н.В. Федорова // Magazine of Civil Engineering. 2018. №5. p. 73-80. https://doi.org/10.18720/MCE.81.8.Travush V.I., Fedorova N.V. Survivability of structural systems of buildings with special effects / V.I. Travush, N.V. Fedorova // Magazine of Civil Engineering. 2018. №5. p. 73-80. https://doi.org/10.18720/MCE.81.8.Тамразян А.Г. Технология расчета железобетонных конструкций при пожаре после землетрясения // Бетон и железобетон. 2020. № 1. С. 49-56.Tamrazyan A.G. Tekhnologiya rascheta zhelezobetonnyh konstrukcij pri pozhare posle zemletryaseniya // Beton i zhelezobeton. 2020. № 1. S. 49-56.Shapiro G.I., Smirnov A.V. Calculation model of typical panel building conjugation with large-span frame construction // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. 012090. https://doi.org/10.1088/1757-899X/456/1/012090Shapiro G.I., Smirnov A.V. Calculation model of typical panel building conjugation with large-span frame construction // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. 012090. https://doi.org/10.1088/1757-899X/456/1/012090Isobe D. Progressive Collapse Analysis of Structures. In: Progressive Collapse Analysis of Structures. Elsevier. 2018. 260 p. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-812975-3.00001-3.Isobe D. Progressive Collapse Analysis of Structures. In: Progressive Collapse Analysis of Structures. Elsevier. 2018. 260 p. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-812975-3.00001-3.Stylianidis P.M., Nethercot D.A., Izzuddin B.A., Elghazouli A.Y. Study of the mechanics of progressive collapse with simplified beam models // Engineering Structures. 2016. 117. P. 287-204. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2016.02.056Stylianidis P.M., Nethercot D.A., Izzuddin B.A., Elghazouli A.Y. Study of the mechanics of progressive collapse with simplified beam models // Engineering Structures. 2016. 117. P. 287-204. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2016.02.056Cha E.J., Ellingwood B.R. Seismic risk mitigation of building structures: The role of risk aversion. Structure safety. 2013. 40, P.11-19. https://doi.org/10.1016/j.strusafe.2012.06.004.Cha E.J., Ellingwood B.R. Seismic risk mitigation of building structures: The role of risk aversion. Structure safety. 2013. 40, P.11-19. https://doi.org/10.1016/j.strusafe.2012.06.004.Кодыш Э.Н., Трекин Н.Н. Особое предельное состояние железобетонных конструкций при аварийных воздействиях. Бетон и железобетон - проблемы и перспективы. // Вестник НИЦ «Строительство». 2018. №1. С.120-125.Kodysh E.N., Trekin N.N. Osoboe predel'noe sostoyanie zhelezobetonnyh konstrukcij pri avarijnyh vozdejstviyah. Beton i zhelezobeton - problemy i perspektivy // Vestnik NIC «Stroitel'stvo». 2018. №1. S.120-125.Клюева Н.В., Шувалов К.А. Исследование динамических догружений в железобетонных неразрезных балках с использованием статико-динамических диаграмм // Вестник МГСУ. 2011. №2-2. С. 145152.Klyueva N.V., SHuvalov K.A. Issledovanie dinamicheskih dogruzhenij v zhelezobetonnyh nerazreznyh balkah s ispol'zovaniem statiko-dinamicheskih diagramm // Vestnik MGSU. 2011. №2-2. S. 145-152.Федорова Н.В., Кореньков П.А. Статико-динамическое деформирование монолитных железобетонных каркасов зданий в предельных и запредельных состояниях // Строительство и реконструкция. 2016. №6. С. 90-100.Fedorova N.V., Koren'kov P.A. Statiko-dinamicheskoe deformirovanie monolitnyh zhelezobetonnyh karkasov zdanij v predel'nyh i zapredel'nyh sostoyaniyah // Stroitel'stvo i rekonstrukciya. 2016. №6. S. 90-100.Adam J.M., Parisi F., Sagaseta J., Lu X. Research and practice on progressive collapse and robustness of building structures in the 21st century // Engineering Structure. 2018. 173. P.122-149. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2018.06.082.Adam J.M., Parisi F., Sagaseta J., Lu X. Research and practice on progressive collapse and robustness of building structures in the 21st century // Engineering Structure. 2018. 173. P.122-149. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2018.06.082.Fedorova N. The dynamic effect in a structural adjustment of reinforced concrete structural system / Fedorova N., Kolchunov V., Tuyen V.N., Dinh Quoc P., Medyankin M. // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Т. 869. С.052078. https://doi.org/10.1088/1757-899X/869/5/052078.Fedorova N. The dynamic effect in a structural adjustment of reinforced concrete structural system / Fedorova N., Kolchunov V., Tuyen V.N., Dinh Quoc P., Medyankin M. // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. T. 869. S.052078. https://doi.org/10.1088/1757-899X/869/5/052078.Бондаренко В.М., Колчунов В.И. Концепция и направления развития теории конструктивной безопасности зданий и сооружений при силовых и средовых воздействиях // Промышленное и гражданское строительство. 2013. №2. С. 28-31.Bondarenko V.M., Kolchunov V.I. Koncepciya i napravleniya razvitiya teorii konstruktivnoj bezopasnosti zdanij i sooruzhenij pri silovyh i sredovyh vozdejstviyah // Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. 2013. №2. S. 28-31.Fedorova N.V., Gubanova M.S. Crack-resistance and strength of a contact joint of a reinforced concrete composite wall beam with corrosion damages under loading // Russian journal of building construction and architecture. 2018. №2. P. 6-18.Fedorova N.V., Gubanova M.S. Crack-resistance and strength of a contact joint of a reinforced concrete composite wall beam with corrosion damages under loading // Russian journal of building construction and architecture. 2018. №2. P. 6-18.Kolchunov V.I., Savin S.Yu. Survivability criteria for reinforced concrete flame at loss of stability / Magazine of civil engineering. 2018. 80. P. 73-80. https://doi.org/10.18720/MCE.80.7.Kolchunov V.I., Savin S.Yu. Survivability criteria for reinforced concrete flame at loss of stability / Magazine of civil engineering. 2018. 80. P. 73-80. https://doi.org/10.18720/MCE.80.7.Tamrazyan A.G., Mineev T.K., Zhukova L.I. Influence of chloride corrosion on probabilistic assessment of bearing capacity of beamless slabs overlap // IOP conference series: Materials science and engineering. 2019. 012117. https://doi.org/10.1088/1757-899X/661/1/012052.Tamrazyan A.G., Mineev T.K., Zhukova L.I. Influence of chloride corrosion on probabilistic assessment of bearing capacity of beamless slabs overlap // IOP conference series: Materials science and engineering. 2019. 012117. https://doi.org/10.1088/1757-899X/661/1/012052.Kabantsev O., Mitrovic B.: Modeling post-critical deformation processes of flat reinforced concrete elements under biaxial stresses // MATEC Web of Conference. 2017. 117. P. 00071. https://doi.org/10.1051/matecconf/201711700071.Kabantsev O., Mitrovic B. Modeling post-critical deformation processes of flat reinforced concrete elements under biaxial stresses // MATEC Web of Conference. 2017. 117, P. 00071. https://doi.org/10.1051/matecconf/201711700071.Li J., Yao Y. A study on creep and drying shrinkage of high performance concrete // Cement and Concrete Research. 2001. 31. P. 1203-1206. https://doi.org/10.1016/S0008-8846(01)00539-7.Li J., Yao Y. A study on creep and drying shrinkage of high performance concrete // Cement and Concrete Research. 2001. 31. P. 1203-1206. https://doi.org/10.1016/S0008-8846(01)00539-7.Vasanelli E., Micelli F., Aiello M.A., Plizzari G. Long term behavior of FRC flexural beams under sustained load // Engineering Structures. 2013. 56. P.1858-1867. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2013.07.035.Vasanelli E., Micelli F., Aiello M.A., Plizzari G. Long term behavior of FRC flexural beams under sustained load // Engineering Structures. 2013. 56. P.1858-1867. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2013.07.035.Бондаренко В.М., Бондаренко С.В. Инженерные методы нелинейной теории железобетона. Москва: Стройиздат, 1982. 287 с.Bondarenko V.M., Bondarenko S.V. Inzhenernye metody nelinejnoj teorii zhelezobetona. Moskva: Strojizdat, 1982. 287 s.Бондаренко В.М. Некоторые вопросы нелинейной теории железобетона. Харьков: Издательство харьковского университета, 1968. 323 с.Bondarenko V.M. Nekotorye voprosy nelinejnoj teorii zhelezobetona. Har'kov: Izdatel'stvo har'kovskogo universiteta, 1968. 323 s.Рекомендации по учету ползучести и усадки бетона при расчете бетонных и железобетонных конструкций / НИИЖБ Госстроя СССР. Москва: Стройиздат, 1988. 120 с.Rekomendacii po uchetu polzuchesti i usadki betona pri raschete betonnyh i zhelezobetonnyh konstrukcij / NIIZHB Gosstroya SSSR. - Moskva: Strojizdat, 1988. 120 s.Беглов А.Д., Санжаровский Р.С. О методах решения уравнений ползучести бетона // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2005. №3. С. 55-63.Beglov A.D., Sanzharovskij R.S. O metodah resheniya uravnenij polzuchesti betona // Stroitel'naya mekhanika inzhenernyh konstrukcij i sooruzhenij. 2005. №3. S. 55-63.

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