constructionСтроительство и реконструкцияBuilding and Reconstruction2073-7416Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева10.33979/2073-7416-2021-97-5-51-61construction-405Research ArticleБЕЗОПАСНОСТЬ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙBUILDING AND STRUCTURE SAFETYКритерий динамической прочности предварительно напряженных железобетонных конструкций при сложном сопротивленииDynamic strength criteria of prestressed reinforced concrete structures with combined strengthИльющенкоТ. А.IliushchenkoT. A.

Ильющенко Татьяна Александровна - аспирант кафедры уникальных зданий и сооружений, Юго-Западный государственный университет; инженер НИИСФ РААСН.

Курск; Москва.

Tatiana A. Iliushchenko - postgraduate student of unique buildings and structures, Southwest State University; engineer, Research Institute of Building Physics of Russian Academy of Architecture and Construction Sciences.

Kursk; Moscow.

tatkhalina93@yandex.ruФедороваН. В.FedorovaN. V.

Федорова Наталия Витальевна - доктор технических наук, профессор, заведующая кафедрой АСП, директор филиала НИУ МГСУ в г. Мытищи, НИУ МГСУ; ведущий научный сотрудник НИИСФ РААСН.

Москва.

Natalia V. Fedorova - doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Department of Architectural and Construction Design, Director of the branch of Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU) in Mytishchi, Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU); leading researcher, Research Institute of Building Physics of Russian Academy of Architecture and Construction Sciences.

Moscow.

FedorovaNV@mgsu.ruЮго-западный государственный университет; Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наукSouth West State University; Research Institute of Building Physics of Russian Academy of Architecture and Construction SciencesНаучно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук; Национальный исследовательский Московский государственный строительный университетResearch Institute of Building Physics of Russian Academy of Architecture and Construction Sciences; Moscow State University of Civil Engineering202107122021055161Copyright © Ильющенко Т.А., Федорова Н.В., 20212021Ильющенко Т.А., Федорова Н.В.Iliushchenko T.A., Fedorova N.V.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/405

Приведены критерии динамической прочности и критерия трещиностойкости для характерного плосконапряженного железобетонного элемента с предварительно напряженной арматурой в одном из направлений. Критерии построены обобщением теории пластичности бетона и железобетона Г.А. Гениева на область существования растягивающих напряжений: «растяжение-растяжение» и «сжатие-растяжение». В общем виде условие трещиностойкости и прочности предварительно напряженного железобетонного плосконапряженного элемента представлены в виде эллипса в координатах главных напряжений. При этом в отличие от критерия трещиностойкости плоского ненапряженного элемента главные оси эллипса не проходят через начало координат. Даны результаты сравнительного анализа расчетных и опытных данных трещиностойкости и прочности для предварительно напряженного железобетона приопорной зоны ригеля монолитной железобетонной рамы, испытанной на заданную проектную нагрузку и особое динамическое воздействие.

Dynamic strength criteria and crack resistance criteria are given for a typical plane-stressed reinforced concrete element with prestressed reinforcement in one direction. The criteria are constructed by generalizing the theory of plasticity of concrete and reinforced concrete G.A. Geniev on the area of existence of tensile stresses: "tension- tension" and "compression- tension". In general terms, the crack resistance condition and strength condition of a prestressed reinforced concrete plane-stressed element are presented in the form of an ellipse in the coordinates of the main stresses. In this case, in contrast to the criteria of crack resistance of a flat unstressed element, the principal axes of the ellipse don't pass through the origin. The results of a comparative analysis of the calculated and experimental data on crack resistance and strength for prestressed reinforced concrete in the support zone of the beam of a monolithic reinforced concrete frame tested for a given design load and a special dynamic effect are given.

предварительное напряжениежелезобетонный каркас зданиятрещиностойкостьпрочностьособое воздействиеprestressingreinforced concrete building framecrack resistancestrengthspecial impactReferencesСП 385.1325800.2018. Защита зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения. Правила проектирования. Основные положения / 385.1325800.2018. СП - М.: Минстрой России, 2018.- 33c.SP 385.1325800. 2018. Zashchita zdanij i sooruzhenij ot progressiruyushchego obrusheniya. Pravila proektirovaniya. Osnovnye polozheniya [Protection of buildings and structures from progressive collapse. Design rules. The main provisions]. M.. Standartinform, 2018. S. 19 (rus)UFC 4-023-03. Unified Faclities Criteria (UFC). Design of Buildings to Resist Progressive Collapse Text. Department of Defense USA, 2010. 176 pUFC 4-023-03. Unified Faclities Criteria (UFC). Design of Buildings to Resist Progressive Collapse Text. Department of Defense USA, 2010. 176 p.GSA. Alternate path analysis & design guidelines for progressive collapse resistance, Washington, D.C., October 2016. 203 p.GSA. Alternate path analysis & design guidelines for progressive collapse resistance, Washington, D.C., October 2016, 203 p.ДБН В.1.2-14-2009. Общие принципы обеспечения надежности и конструктивной безопасности зданий, сооружений строительных конструкций и оснований. К.: Минрегионстрой Украины, 2009. 43 с.DBN V.1.2-14-2009. Obshchiye printsipy obespecheniya nadezhnosti i konstruktivnoy bezopasnosti zdaniy, sooruzheniy stroitel'nykh konstruktsiy i osnovaniy [General principles of ensuring the reliability and structural safety of buildings, structures of structures and foundations]. Kiev. Minregionstroy Ukrainy, 2009. 43 p. (ukr)Клюева Н.В., Кореньков П.А. Методика экспериментального определения параметров живучести железобетонных рамно-стержневых конструктивных систем // Промышленное и гражданское строительство. 2016. No 2. С. 44-48.Klyueva N.V., Koren'kov P.A. Metodika eksperimental'nogo opredeleniya parametrov zhivuchesti zhelezobetonnyh ramno-sterzhnevyh konstruktivnyh system [Method of experimental determination of parameters of survivability of reinforced concrete frame-bar structural systems] // Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. 2016. No2. S.44-48. (rus)Колчунов В.И., Осовских Е.В., Алькади С.А. Деформирование и разрушение железобетонных рамно-стержневых пространственных конструктивных систем многоэтажных зданий в запредельных состояниях // Промышленное и гражданское строительство. 2017. №. 8. С. 73-77.Kolchunov V.I., Osovskih E.V., Al'kadi S.A. Deformirovanie i razrushenie zhelezobetonnyh ramno-sterzhnevyh prostranstvennyh konstruktivnyh sistem mnogoetazhnyh zdanij v zapredel'nyh sostoyaniyah [Deformation and destruction of reinforced concrete frame-bar spatial structural systems of multi-storey buildings in extreme states] //Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. 2017. №. 8. S. 73-77. (rus)Fedorova N.V., Ngoc V.T. Deformation and failure of monolithic reinforced concrete frames under special actions // Journal of Physics: Conference Series. 2019. (1425). C. 012-033.Fedorova N.V., Ngoc V.T. Deformation and failure of monolithic reinforced concrete frames under special actions //Journal of Physics: Conference Series. - IOP Publishing. 2019. Т. 1425. №. 1. С. 012033Y. Xiao, Y.B. Zhao, F.W. Li, S. Kunnath, H.S. Lew, Collapse test of a 3-story half-scale RC frame structure, Struct. Congr. 2013, American Society of Civil Engineers, Reston, VA, 2013. Pp. 11-19.Y. Xiao, Y.B. Zhao, F.W. Li, S. Kunnath, H.S. Lew, Collapse test of a 3-story half-scale RC frame structure, Struct. Congr. 2013, American Society of Civil Engineers, Reston, VA, 2013. Pp. 11-19.H.M. Elsanadedy, T.H. Almusallam, Y.A. Al-Salloum, H. Abbas, Investigation of precast RC beamcolumn assemblies under column-loss scenario, Constr. Build. Mater. 142 (2017) 552-571.H.M. Elsanadedy, T.H. Almusallam, Y.A. Al-Salloum, H. Abbas, Investigation of precast RC beamcolumn assemblies under column-loss scenario // Constr. Build. Mater. 142 (2017) 552-571.Huynh C.T., Park J., Kim J. and Hyunhoon Progressive Collapse Resisting Capacity of Reinforced Concrete Beam-Column Sub-Assemblage // Magazine of Concrete Research. 2011. Vol. 63. Issue 4. Pp. 297-310.Huynh C. T., Park, J., Kim J. and Hyunhoon Progressive Collapse Resisting Capacity of Reinforced Concrete Beam-Column Sub-Assemblage // Magazine of Concrete Research. 2011. Vol. 63. Issue 4. Pp. 297-310.Yu J., Gan Y.P., Liu J. Numerical study of dynamic responses of reinforced concrete infilled frames subjected to progressive collapse // Advances in Structural Engineering. 2020. С. 1369433220965273Yu J., Gan Y. P., Liu J. Numerical study of dynamic responses of reinforced concrete infilled frames subjected to progressive collapse //Advances in Structural Engineering. 2020. С. 1369433220965273Y.-L. Fan, J. Wang, and H.-L. Wang, Experimental study on collapse performance of one-story reinforced concrete frames using external prestressing tendons // Journal of Central South University. 2018. Vol. 49. N. 5. P. 1244-1253.Y.-L. Fan, J. Wang, and H.-L. Wang, Experimental study on collapse performance of one-story reinforced concrete frames using external prestressing tendons // Journal of Central South University. 2018. Vol. 49. No. 5. P. 1244-1253.Yi W. J., He Q. F., Xiao Y., Kunnath S. K.: Experimental study on progressive collapse resistant behavior of reinforced concrete frame structures. ACI, 105(4), 2008. Pp. 433.Yi, W. J., He, Q. F., Xiao, Y., Kunnath, S. K.. Experimental study on progressive collapse resistant behavior of reinforced concrete frame structures // ACI, 105(4), 2008. Pp. 433.Yang T., Chen W., Han Z. Experimental Investigation of Progressive Collapse of Prestressed Concrete Frames after the Loss of Middle Column //Advances in Civil Engineering. 2020. Т. 2020.Yang T., Chen W., Han Z. Experimental Investigation of Progressive Collapse of Prestressed Concrete Frames after the Loss of Middle Column // Advances in Civil Engineering. 2020. Т. 2020.Qian K., Li Z. Z., Cen F. X., Li B. Strengthening RC Frames against Disproportionate Collapse by PostTensioning Strands //Structures Conference 2018: Blast, Impact Loading, and Response; and Research and Education. -Reston, VA: American Society of Civil Engineers, 2018. С. 283-290.Qian K., Li Z. Z., Cen F. X., Li B. Strengthening RC Frames against Disproportionate Collapse by PostTensioning Strands // Structures Conference 2018: Blast, Impact Loading, and Response; and Research and Education. - Reston, VA: American Society of Civil Engineers, 2018. С. 283-290.Qian K., Li B., Ma J. X. Load-carrying mechanism to resist progressive collapse of RC buildings // Journal of Structural Engineering. 2015. Т. 141. №. 2. С. 04014107Qian K., Li B., Ma J. X. Load-carrying mechanism to resist progressive collapse of RC buildings // Journal of Structural Engineering. 2015. Т. 141. №. 2. С. 04014107Fedorova N.V., Iliushchenko T.A. Influence of pre-stressing over parameters of diagram of staticdynamic deformation of RC elements // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. IOP Publishing, 2019. Т. 687. №. 3. С. 033033Fedorova N.V., Iliushchenko T.A. Influence of pre-stressing over parameters of diagram of staticdynamic deformation of RC elements // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - IOP Publishing, 2019. Т. 687. №. 3. С. 033033.Гениев Г.А., Колчунов В.И., Клюева Н.В. и др. Прочность и деформативность железобетонных конструкций при запроектных воздействиях: монография. М.: АСВ, 2004. 216 с.Geniev G.A., Kolchunov V.I., Klyueva N.V. i dr. Prochnost' i deformativnost' zhelezobetonnyh konstrukcij pri zaproektnyh vozdejstviyah [Strength and deformability of reinforced concrete structures under beyond design basis impacts]. M.. ASV, 2004. 216 s. (rus)Колчунов В.И., Клюева Н.В., Андросова Н.Б., Бухтиярова А.С. Живучесть зданий и сооружений при запроектных воздействиях. М.: АСВ, 2014. 208 с.Kolchunov V.I., Klyueva N.V., Androsova N.B., Buhtiyarova A.S. ZHivuchest' zdanij i sooruzhenij pri zaproektnyh vozdejstviyah [Survivability of buildings and structures under beyond design basis impact]. M.. ASV, 2014. 208 s. (rus)Гениев Г.А., Киссюк В.Н., Тюпин Г.А. Теория пластичности бетона и железобетона. М.: Стройиздат, 1974. 316 с.Geniev G.A., Kissyuk V.N., Tyupin G.A. Teoriya plastichnosti betona i zhelezobetona [The theory of plasticity of concrete and reinforced concrete]. M.. Strojizdat, 1974. 316 s. (rus)Kolchunov V.I., Iliushchenko T.A. Crack resistance criterion of plane stress RC elements with prestressed reinforcement // Journal of Physics: Conf. Series, 2020. Vol. 1425. 012095Kolchunov V.I., Iliushchenko, T.A. Crack resistance criterion of plane stress RC elements with prestressed reinforcement // Journal of Physics: Conf. Series, 2020. Vol. 1425. 012095СП 63.13330.2018 «СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения».SP 63.13330.2018. Betonnye i zhelezobetonnye konstrukcii. Osnovnye polozheniya [Concrete and reinforced concrete structures. Basic Provisions.]. M.. Standartinform, 2018. S. 152 (rus)Ильющенко Т.А., Колчунов В.И., Федоров С.С. Трещиностойкость преднапряженных железобетонных рамно-стержневых конструкций при особых воздействиях // Строительство и реконструкция. 2021. № 1(93). С. 74-84.Iliushchenko T.A., Kolchunov V.I., Fedorov S.S. Treshchinostojkost' prednapryazhennyh zhelezobetonnyh ramno-sterzhnevyh konstrukcij pri osobyh vozdejstviyah [Crack resistance of prestressed reinforced concrete frame-rod structures under special influences] // Stroitel'stvo i rekonstrukciya. 2021. № 1(93). S. 74-84. (rus)Гениев Г.А. Об оценке динамических эффектов в стрежневых системах из хрупких материалов // Бетон и железобетон. 1992. №9. С. 25-27.Geniev G.A. Ob ocenke dinamicheskih effektov v strezhnevyh sistemah iz hrupkih materialov [On the assessment of dynamic effects in rod systems made of brittle materials] // Beton i zhelezobeton. 1992. №9. S. 25-27. (rus)

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