constructionСтроительство и реконструкцияBuilding and Reconstruction2073-7416Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева10.33979/2073-7416-2022-103-5-45-56construction-518Research ArticleБЕЗОПАСНОСТЬ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙBUILDING AND STRUCTURE SAFETYМЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЖИВУЧЕСТИ СБОРНО-МОНОЛИТНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО КАРКАСАRESISTANCE OF THE PRECAST - CAST-IN-SITU REINFORCED CONCRETE FRAMES OF CIVIL BUILDINGS UNDER SPECIAL EMERGENCY IMPACTКореньковПавел АнатолиевичKorenkovPavel An.korenkovpa@mgsu.ruФедороваНаталия ВитальевнаFedorovаNatalya V.fedorovanv@mgsu.ruКайдасПавел АнатольевичKaydasPavel An.kaydaspa@mgsu.ruФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ)Moscow State University of Civil Enginieerig202221112022054556Copyright © Кореньков П.А., Федорова Н.В., Кайдас П.А., 20222022Кореньков П.А., Федорова Н.В., Кайдас П.А.Korenkov P.A., Fedorovа N.V., Kaydas P.A.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/518

Приведена методика проведения экспериментальных и численных исследований железобетонных рам-фрагментов сборно-монолитной железобетонной конструктивной системы многоэтажных зданий. Целью проведенных исследований являлось определение характера изменения параметров статико-динамического деформирования и силового сопротивления предлагаемой конструктивной системы как на стадии эксплуатации, так и при аварийном воздействии, вызванным выключением из работы одного из элементов - угловой колонны первого этажа. Для повышения сопротивляемости исследуемой системы к локальному или прогрессирующему обрушению предложены новые конструктивные решения ригелей сборно-монолитной рамы, позволяющие повысить ее сопротивляемость при внезапном изменении силовых потоков в рассматриваемой конструктивной системе. Предложены аналитические зависимости для определения параметров межсредовой зоны контакта в сборно-монолитной конструкции ригеля. Решение рассматриваемых задач выполнено с использованием программного комплекса ЛИРА-САПР с учетом диаграмм работы материала, учитывающих статико-динамический характер нагружения конструкций. Приведено обоснование принятых конструктивных решений опытных конструкции рам-фрагментов для разработки программы проведения экспериментальных исследований рассматриваемой конструктивной системы при особых воздействиях.

The article presents a technique for carrying out experimental and numerical studies of reinforced concrete frame-fragments of a prefabricated monolithic reinforced concrete structural system of multi-storey buildings. The purpose of the research was to determine the nature of the change in the parameters of static-dynamic deformation and force resistance of the proposed structural system both at the stage of operation and during an emergency impact caused by the shutdown of one of the elements - the corner column of the first floor. To increase the resistance of the system under study to local or progressive collapse, new design solutions for the crossbars of the prefabricated monolithic frame are proposed, which make it possible to increase its resistance to a sudden change in power flows in the structural system under consideration. Analytical dependencies are proposed to determine the parameters of the intermedium contact zone in the prefabricated-monolithic structure of the crossbar. The solution of the problems under consideration was carried out using the LIRA-SAPR software package, taking into account material operation diagrams that take into account the static-dynamic nature of the loading of structures. The substantiation of the adopted design solutions for experimental designs of frame fragments for developing a program for conducting experimental studies of the structural system under consideration under special effects is given.

живучестьсборно-монолитный каркасособое предельное состояниефизическая нелинейностьsurvivabilityprecast-monolithic framespecial limiting statematerial nonlinearityReferencesAdam J.M., Parisi F., Sagaseta J., Lu X. Research and practice on progressive collapse and robustness of building structures in the 21st century. Eng. Struct. 2018. 173. Pp. 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. Eng. Struct. 2018. 173. Pp. 122-149Мониторинг объемов жилищного строительства. https://minstroyrf.gov.ru/trades/zhilishnaya-politika/8/Мониторинг объемов жилищного строительства. https://minstroyrf.gov.ru/trades/zhilishnaya-politika/8/Мажанская Е.В. Экономические факторы, влияющие на стоимость строительства / Е.В. Мажанская, А.С. Пасечник, Д.А. Калинина [и др.] // Экономические науки. 2020. № 184. С. 58-61. doi:10.14451/1.184.58Мажанская Е.В. Экономические факторы, влияющие на стоимость строительства / Е.В. Мажанская, А.С. Пасечник, Д.А. Калинина [и др.] // Экономические науки. 2020. № 184. С. 58-61. doi:10.14451/1.184.58Зенин С.А., Шарипов Р.Ш., Кудинов О.В., Шапиро Г.И., Гасанов А.А. Расчеты крупнопанельных зданий на устойчивость против прогрессирующего обрушения методами предельного равновесия и конечного элемента // ACADEMIA. Архитектура и строительство. 2016. № 4. С. 109-111Зенин С.А., Шарипов Р.Ш., Кудинов О.В., Шапиро Г.И., Гасанов А.А. Расчеты крупнопанельных зданий на устойчивость против прогрессирующего обрушения методами предельного равновесия и конечного элемента // ACADEMIA. Архитектура и строительство. 2016. № 4. С. 109-111Krentowski J.R., Knyziak P., Mackiewicz M. Durability of interlayer connections in external walls in precast residential buildings // Engineering Failure Analysis. 2021. Vol. 121, 105059. ISSN 1350-6307. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2020.105059Krentowski J.R., Knyziak P., Mackiewicz M. Durability of interlayer connections in external walls in precast residential buildings // Engineering Failure Analysis. 2021. Vol. 121, 105059. ISSN 1350-6307. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2020.105059Sokolov B.S. Construction of Deformation Diagrams of Concrete Under Shear Based on the Author’s Theory of Anisotropic Materials Power Resistance to Compression and Deformation Theory of Plasticity // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2019. No. 15. Pp. 149-160Sokolov B.S. Construction of Deformation Diagrams of Concrete Under Shear Based on the Author’s Theory of Anisotropic Materials Power Resistance to Compression and Deformation Theory of Plasticity // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2019. No. 15. Pp. 149-160Baran E., Mahamid M., Baran M., Kurtoglu M., Torra-Bilal I. Performance of a moment resisting beam-column connection for precast concrete construction // Engineering Structures. 2021. 246, 113005Baran E., Mahamid M., Baran M., Kurtoglu M., Torra-Bilal I. Performance of a moment resisting beam-column connection for precast concrete construction // Engineering Structures. 2021. 246, 113005Barański J., Berkowski P.Computer Modelling of Precast Large-panel Buildings with Degraded Horizontal Joints // Procedia Engineering. 2015. 111. Pp. 89-96Barański J., Berkowski P.Computer Modelling of Precast Large-panel Buildings with Degraded Horizontal Joints // Procedia Engineering. 2015. 111. Pp. 89-96Xia K., Hu X. & Xue W. Experimental studies on in-plane connections of composite beam-precast concrete shear wall under reversed cyclic loading // Structures. 2021. 34. 1961-1972Xia K., Hu X. & Xue W. Experimental studies on in-plane connections of composite beam-precast concrete shear wall under reversed cyclic loading // Structures. 2021. 34. 1961-1972Kolchunov V.I., Fedorova N.V., Savin S.Yu., Kovalev V.V., Iliushchenko T.A. Failure simulation of a RC multi-storey building frame with prestressed girders // Magazine of Civil Engineering. 2019. No. 8. Pp. 155-162Kolchunov V.I., Fedorova N.V., Savin S.Yu., Kovalev V.V., Iliushchenko T.A. Failure simulation of a RC multi-storey building frame with prestressed girders // Magazine of Civil Engineering. 2019. No. 8. Pp. 155-162Савин С.Ю., Федорова Н.В., Емельянов С.Г. Анализ живучести сборно-монолитных каркасов многоэтажных зданий из железобетонных панельно-рамных элементов при аварийных воздействиях, вызванных потерей устойчивости одной из колонн // Жилищное строительство. 2018. № 12. С. 3-7Савин С.Ю., Федорова Н.В., Емельянов С.Г. Анализ живучести сборно-монолитных каркасов многоэтажных зданий из железобетонных панельно-рамных элементов при аварийных воздействиях, вызванных потерей устойчивости одной из колонн // Жилищное строительство. 2018. № 12. С. 3-7Savin S.Y., Fedorov S.S. Stability analysis of reinforced concrete building frames damaged by corrosion under static-dynamic loading // Journal of Physics: Conference Series. 2019. 1425, 012043Savin S.Y., Fedorov S.S. Stability analysis of reinforced concrete building frames damaged by corrosion under static-dynamic loading // Journal of Physics: Conference Series. 2019. 1425, 012043Elsanadedy H.M., Al-Salloum Y.A., Alrubaidi M.A., Almusallam T.H., Abbas H. Finite element analysis for progressive collapse potential of precast concrete beam-to-column connections strengthened with steel plates // Journal of Building Engineering. 2021. 34, 101875Elsanadedy H.M., Al-Salloum Y.A., Alrubaidi M.A., Almusallam T.H., Abbas H. Finite element analysis for progressive collapse potential of precast concrete beam-to-column connections strengthened with steel plates // Journal of Building Engineering. 2021. 34, 101875Fedorova N., Tamrazyan A., Korenkov P. Industrial constructive system of civil buildings of increased survivability // E3S Web of Conferences. 2019. Vol. 97. P. 04003Fedorova N., Tamrazyan A., Korenkov P. Industrial constructive system of civil buildings of increased survivability // E3S Web of Conferences. 2019. Vol. 97. P. 04003Колчунов В.И., Осовских Е.В., Фомичев С.И., Прочность железобетонных платформенных стыков жилых зданий с перекрестно-стеновой системой из панельных элементов // Жилищное строительство. 2009. № 12. С. 12-16Колчунов В.И., Осовских Е.В., Фомичев С.И., Прочность железобетонных платформенных стыков жилых зданий с перекрестно-стеновой системой из панельных элементов // Жилищное строительство. 2009. № 12. С. 12-16Соколов Б.С., Трошков Е.О. Сравнение результатов компьютерного моделирования и экспериментальных исследований штепсельных стыков сборных железобетонных колонн с плитами перекрытий// Жилищное строительство. 2017. № 7. С. 41-46Соколов Б.С., Трошков Е.О. Сравнение результатов компьютерного моделирования и экспериментальных исследований штепсельных стыков сборных железобетонных колонн с плитами перекрытий// Жилищное строительство. 2017. № 7. С. 41-46Трошков Е.О. Экспериментальные исследования штепсельных стыков второго типа на сдвиг // Долговечность, прочность и механика разрушения бетона, железобетона и других строительных материалов: Сборник докладов IX Академических чтений РААСН - Международной научной конференции. СПб.: СПбГАСУ, 2016. С. 85-90Трошков Е.О. Экспериментальные исследования штепсельных стыков второго типа на сдвиг // Долговечность, прочность и механика разрушения бетона, железобетона и других строительных материалов: Сборник докладов IX Академических чтений РААСН - Международной научной конференции. СПб.: СПбГАСУ, 2016. С. 85-90Ibrahim M.H. Alshaikh, Aref A. Abadel, Mohammed Alrubaidi. Precast RC structures’ progressive collapse resistance: Current knowledge and future requirements, Structures, 2022. Vol. 37. Pp. 338-352. ISSN 2352-0124. https://doi.org/10.1016/j.istruc.2021.12.086Ibrahim M.H. Alshaikh, Aref A. Abadel, Mohammed Alrubaidi. Precast RC structures’ progressive collapse resistance: Current knowledge and future requirements, Structures, 2022. Vol. 37. Pp. 338-352. ISSN 2352-0124. https://doi.org/10.1016/j.istruc.2021.12.086Johannes A.J. Huber, Hercend Mpidi Bita, Thomas Tannert, Sven Berg. Finite element analysis of alternative load paths to prevent disproportionate collapse in platform-type CLT floor systems // Engineering Structures. 2021. Vol. 240, 112362. ISSN 0141-0296. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2021.112362Johannes A.J. Huber, Hercend Mpidi Bita, Thomas Tannert, Sven Berg. Finite element analysis of alternative load paths to prevent disproportionate collapse in platform-type CLT floor systems // Engineering Structures. 2021. Vol. 240, 112362. ISSN 0141-0296. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2021.112362Yu J., Tan K.H. Structural Behavior of RC Beam-Column Subassemblages under a Middle Column Removal Scenario //j. Struct. Eng. 2013. Vol. 139. No. 2. Pp. 233-250Yu J., Tan K.H. Structural Behavior of RC Beam-Column Subassemblages under a Middle Column Removal Scenario //j. Struct. Eng. 2013. Vol. 139. No. 2. Pp. 233-250Kang S.B., Tan K.H., Yang E.H. Progressive collapse resistance of precast beam-column sub-assemblages with engineered cementitious composites // Eng. Struct. 2015Kang S.B., Tan K.H., Yang E.H. Progressive collapse resistance of precast beam-column sub-assemblages with engineered cementitious composites // Eng. Struct. 2015Forquin P., Chen W. An experimental investigation of the progressive collapse resistance of beam-column RC sub-assemblages // Constr. Build. Mater. 2017. Vol. 152. P. 1068-1084Forquin P., Chen W. An experimental investigation of the progressive collapse resistance of beam-column RC sub-assemblages // Constr. Build. Mater. 2017. Vol. 152. P. 1068-1084Han Q. et al. Experimental Investigation of Beam-Column Joints with Cast Steel Stiffeners for Progressive Collapse Prevention //j. Struct. Eng. 2019. Vol. 145. No. 5. P. 04019020Han Q. et al. Experimental Investigation of Beam-Column Joints with Cast Steel Stiffeners for Progressive Collapse Prevention //j. Struct. Eng. 2019. Vol. 145. No. 5. P. 04019020Колчунов В.И., Панченко Л.А. Расчет составных тонкостенных конструкций. М.: АСВ, 1999. 281 сКолчунов В.И., Панченко Л.А. Расчет составных тонкостенных конструкций. М.: АСВ, 1999. 281 сКолчин Я.Е., Колчунов В.И. Исследование закономерностей деформирования и разрушения зон контакта железобетонных составных конструкций // Строительство и реконструкция. 2010. № 2(28). С. 17-22Колчин Я.Е., Колчунов В.И. Исследование закономерностей деформирования и разрушения зон контакта железобетонных составных конструкций // Строительство и реконструкция. 2010. № 2(28). С. 17-22Колчунов В.И. Живучесть зданий и сооружений при запроектных воздействиях / В.И. Колчунов, Н.В. Клюева, Н.Б. Андросова, А.С. Бухтиярова. М. : АСВ, 2014. 208 сКолчунов В.И. Живучесть зданий и сооружений при запроектных воздействиях / В.И. Колчунов, Н.В. Клюева, Н.Б. Андросова, А.С. Бухтиярова. М. : АСВ, 2014. 208 сСП 385.1325800.2018 «Защита зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения. Правила проектирования». ЭС НТИ "Техэксперт", 2017. 35 сСП 385.1325800.2018 «Защита зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения. Правила проектирования». ЭС НТИ "Техэксперт", 2017. 35 сKorenkov P. Determination of the scale factor in the physical modeling of reinforced concrete structures exposed to emergency loads / P. Korenkov, V. Chemodurov, O. Korenkova, I. Manaenkov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering : 23, Construction - The Formation of Living Environment, 55 GiaiPhong Road, Hanoi, 23-26 сентября 2020 года. - 55 GiaiPhong Road, Hanoi, 2020. P. 052053. doi:10.1088/1757-899X/869/5/052053. EDN WSCSUYKorenkov P. Determination of the scale factor in the physical modeling of reinforced concrete structures exposed to emergency loads / P. Korenkov, V. Chemodurov, O. Korenkova, I. Manaenkov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering : 23, Construction - The Formation of Living Environment, 55 GiaiPhong Road, Hanoi, 23-26 сентября 2020 года. - 55 GiaiPhong Road, Hanoi, 2020. P. 052053. doi:10.1088/1757-899X/869/5/052053. EDN WSCSUYFedorova N.V., Ngoc V.T. Deformation and failure of monolithic reinforced concrete frames under special actions //j. Phys. Conf. Ser. 2020. Vol. 1425. № 1Fedorova N.V., Ngoc V.T. Deformation and failure of monolithic reinforced concrete frames under special actions //j. Phys. Conf. Ser. 2020. Vol. 1425. № 1Патент № 2642542 C1 Российская Федерация, МПК G01N 3/60. Устройство для экспериментального определения динамических догружений в рамно-стержневых конструктивных системах : № 2016130263 : заявл. 22.07.2016 :опубл. 25.01.2018 / Н.В. Клюева, П.А. Кореньков ; заявитель Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского". EDN QHFNGFПатент № 2642542 C1 Российская Федерация, МПК G01N 3/60. Устройство для экспериментального определения динамических догружений в рамно-стержневых конструктивных системах : № 2016130263 : заявл. 22.07.2016 :опубл. 25.01.2018 / Н.В. Клюева, П.А. Кореньков ; заявитель Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского". EDN QHFNGFКолчунов В.И., Колчунов Вл.И., Федорова Н.В. Деформационные модели железобетона при особых воздействиях // Промышленное и гражданское строительство. 2018. № 8. С. 54-60. EDN UWOAEPКолчунов В.И., Колчунов Вл.И., Федорова Н.В. Деформационные модели железобетона при особых воздействиях // Промышленное и гражданское строительство. 2018. № 8. С. 54-60. EDN UWOAEP

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