constructionСтроительство и реконструкцияBuilding and Reconstruction2073-7416Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева10.33979/2073-7416-2025-118-2-65-80construction-883Research ArticleБЕЗОПАСНОСТЬ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙBUILDING AND STRUCTURE SAFETYЭкспериментально-теоретическое исследование несущей способности длительно нагруженных железобетонных сжатых элементов при динамическом воздействииExperimental and theoretical study of the performance of long-term loaded reinforced concrete members in compression under dynamic actionСавинС. Ю.SavinS. Yu.

Савин Сергей Юрьевич - кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры железобетонных и каменных конструкций.

Москва

Savin Sergey Yu. - candidate of technical science, associate professor of the department of Reinforced Concrete and Masonry Structures.

Moscow

savinsyu@mgsu.ruШариповM. З.SharipovM. Z.

Шарипов Манонходжа Зарифходжаевич - аспирант кафедры железобетонных и каменных конструкций.

Москва

Sharipov Manonkhodja Z. - Post graduate student of the department of Reinforced Concrete and Masonry Structures.

Moscow

manonkhoja.sh@bk.ruМосковцеваВ. С.MoskovtsevaV. S.

Московцева Виолетта Сергеевна - кандидат технических наук, преподаватель кафедры инженерной графики и компьютерного моделирования.

Москва

Moskovtseva Violetta S. - candidate of technical science, lecturer of the Department of Engineering Graphics and Computer Modeling.

Moscow

lyavetka1@mail.ruНИУ «Московский государственный строительный университет»Moscow State University of Civil Engineering202513052025026580Copyright © Савин С.Ю., Шарипов M.З., Московцева В.С., 20252025Савин С.Ю., Шарипов M.З., Московцева В.С.Savin S.Y., Sharipov M.Z., Moskovtseva V.S.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/883

Исследуется влияние предыстории нагружения на несущую способность длительно нагруженных сжатых и внецентренно сжатых железобетонных элементов эксплуатируемых зданий и сооружений, подверженных динамическому догружению в результате аварийных воздействий, с учетом изменения прочности и деформативности бетона. С использованием равновесных билинейных диаграмм деформирования бетона получено аналитическое выражение для оценки несущей способности внецентренно сжатых железобетонных элементов при различных режимах нагружения. Для проверки достоверности предложенной аналитической зависимости выполнены экспериментальные исследования несущей способности длительно нагруженных сжатых железобетонных элементов при динамическом воздействии вследствие аварийной ситуации. Сопоставлением с экспериментальными данными показано, что в области малых эксцентриситетов, близких к случайным, рассчитанные значения предельных изгибающих моментов меньше, чем по зависимостям из СП 63.13330.2018, и при этом ближе к результатам экспериментальных исследований.

This study investigates the effect of loading history on the performance of long-term loaded members in compression subjected to dynamic action as a result of accidental situation. In addition, it considers changes in the strength and deformability of concrete. Analytical expressions have been developed to estimate the load-bearing capacity of reinforced concrete members in compression under different loading modes using equivalent bilinear diagrams of concrete deformation. To verify the reliability of the proposed analytical relations, experimental studies of the load-bearing capacity of long- term loaded compressed reinforced concrete members have been carried out under dynamic action which models accidental situation. Comparison of calculation results with experimental data shows that in the region of small eccentricities, close to accidental ones, the ultimate bending moments are smaller than calculated according to the relations presented in SP 63.13330.2018, and at the same time closer to the results of experimental studies.

железобетонсжатый элементэкспериментально-теоретическое исследованиестатико-динамическое нагружениенесущая способностьreinforced concretemember in compressionexperimental-theoretical studystatic- dynamic loadingbearing capacityИсследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 24-49-10010, https://rscf.ru//project/24-49-10010/ReferencesТамразян А.Г. К устойчивости внецентренно сжатых железобетонных элементов с малым эксцентриситетом с учетом реологических свойств бетона // Железобетонные конструкции. 2023. № 2(2). С. 48– 57.Tamrazyan A.G. K ustojchivosti vnecentrenno szhatyh zhelezobetonnyh elementov s malym ekscentrisitetom s uchetom reologicheskih svojstv betona [On the Stability of Eccentrically Compressed Reinforced Concrete Elements with a Small Eccentricity, Taking into Account the Rheological Properties of Concrete]. Reinforced concrete structures. 2023. No.2(2). Pp. 48-57. (rus.).Тамразян А.Г. К безопасному значению длительного нагружения сжатых железобетонных элементов // Строительство и реконструкция. 2023. № 2(106). С. 80–89.Tamrazyan A.G. K bezopasnomu znacheniyu dlitel'nogo nagruzheniya szhatyh zhelezobetonnyh elementov [To the safe value of long-term loading of compressed reinforced concrete elements] // Building and Reconstruction. 2023. No.2(106). Pp. 80–89. (rus).Кабанцев О.В., Дзюба П.В. Расчет прочности железобетонной колонны на двукратный продольный удар // Вестник ТГАСУ. 2004. № 1. C. 51–54.Kabancev O.V., Dzyuba P.V. Raschet prochnosti zhelezobetonnoj kolonny na dvukratnyj prodol'nyj udar [Calculation of the strength of a reinforced concrete column on a twofold longitudinal impact] // Vestnik TGASU. 2004. No.1. Pp. 51–54. (rus).Белов Н. Н., Югов Н. Т., Копаница Д. Г., Кабанцев О. В., Югов А. А., Овечкина А. Н. Анализ прочности моделей бетонных и железобетонных колонн при двукратном продольном ударе расчетно- экспериментальным методом // Вестник ТГАСУ. 2006. № 1. C. 10–19.Belov N. N., YUgov N. T., Kopanica D. G., Kabancev O. V., YUgov A. A., Ovechkina A. N. Analiz prochnosti modelej betonnyh i zhelezobetonnyh kolonn pri dvukratnom prodol'nom udare raschetno-eksperimental'nym metodom [Strength analysis of concrete and reinforced concrete column models under double longitudinal impact by design-experimental method] // Vestnik TGASU. 2006. No. 1. Pp. 10–19. (rus).Колчунов В.И., Савин С.Ю. Устойчивость железобетонных каркасов зданий к начальному локальному разрушению // Известия вузов. Строительство. 2024. № 10. C. 50–64.Kolchunov V.I., Savin S.YU. Ustojchivost' zhelezobetonnyh karkasov zdanij k nachal'nomu lokal'nomu razrusheniyu [Stability of reinforced concrete building frames to initial localized failure] // Izvestiya vuzov. Construction. 2024. No 10. Pp. 50–64. (rus).Savin S. Kolcunov V., Fedorova N., Tuyen V. Experimental and Numerical Investigations of RC Frame Stability Failure under a Corner Column Removal Scenario // Buildings. 2023. Vol. 13, № 4. P. 908.Savin S. Kolcunov V., Fedorova N., Tuyen V. Experimental and Numerical Investigations of RC Frame Stability Failure under a Corner Column Removal Scenario // Buildings. 2023. Vol. 13, № 4. P. 908.Sasani M., Sagiroglu S. Progressive Collapse Resistance of Hotel San Diego // Journal of Structural Engineering. 2008. Vol. 134, № 3. P. 478–488.Sasani M., Sagiroglu S. Progressive Collapse Resistance of Hotel San Diego // Journal of Structural Engineering. 2008. Vol. 134, № 3. P. 478–488.Adam J.M. Buitrago M., Bertolesi E., Sagaseta J., Mora J.J. Dynamic performance of a real-scale reinforced concrete building test under a corner-column failure scenario // Engineering Structures. 2020. Vol. 210. P. 110414.Adam J.M. Buitrago M., Bertolesi E., Sagaseta J., Mora J.J. Dynamic performance of a real-scale reinforced concrete building test under a corner-column failure scenario // Engineering Structures. 2020. Vol. 210. P. 110414.Гениев Г.А. О динамических эффектах в стержневых системах из физических нелинейных хрупких материалов // Промышленное и гражданское строительство. 1999. № 9. P. 23–24.Geniev G.A. O dinamicheskih effektah v sterzhnevyh sistemah iz fizicheskih nelinejnyh hrupkih materialov [On dynamic effects in rod systems made of physical non-linear brittle materials] // Industrial and civil engineering. 1999. No. 9. Pp. 23–24. (rus).Колчунов В.И, Клюева Н.В., Андросова Н.Б., Бухтиярова А.С. Живучесть зданий и сооружений при запроектных воздействиях. М.: Издательство 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 non-design impacts]. Moscow: АСВ, 2014. 208 p. (rus).Алмазов В.О., Као З.К. Динамика прогрессирующего разрушения монолитных многоэтажных каркасов. Москва: Издательство АСВ, 2014. 128 p.Almazov V.O., Kao Z.K. Dinamika progressiruyushchego razrusheniya monolitnyh mnogoetazhnyh karkasov. [Dynamics of progressive failure of monolithic multistory frames] Moscow: АСВ, 2014. 128 p. (rus).Алмазов В.О., Плотников А.И., Расторгуев Б.С. Проблемы сопротивления зданий прогрессирующему разрушению // Вестник МГСУ. 2011. № 2–1. P. 16–20.Almazov V.O., Plotnikov A.I., Rastorguev B.S. Problemy soprotivleniya zdanij progressiruyushchemu razrusheniyu [Problems of buildings resistance to progressive collapse] // Vestnik MGSU. 2011. No. 2–1. Pp. 16–20. (rus).Pham A.T. Brenneis C., Roller C., Tan K.H. Blast-induced dynamic responses of reinforced concrete structures under progressive collapse // Magazine of Concrete Research. 2022. Vol. 74, № 16. P. 850–863.Pham A.T. Brenneis C., Roller C., Tan K.H. Blast-induced dynamic responses of reinforced concrete structures under progressive collapse // Magazine of Concrete Research. 2022. Vol. 74, № 16. P. 850–863.Kolchunov V.I., Fedorova N.V., Savin S. Y., Kaydas P.A. Progressive Collapse Behavior of a Precast Reinforced Concrete Frame System with Layered Beams // Buildings. 2024. Vol. 14, № 6. P. 1776.Kolchunov V.I., Fedorova N.V., Savin S. Y., Kaydas P.A. Progressive Collapse Behavior of a PrecastФедорова Н.В., Московцева В.С., Савин С.Ю. Деформирование и разрушение железобетонных рам со сложнонапряженными элементами в запредельных состояниях // Сборник научных трудов РААСН. Российская академия архитектуры и строительных наук, 2022. Том 2. – С. 458-468.Reinforced Concrete Frame System with Layered Beams // Buildings. 2024. Vol. 14, № 6. P. 1776.Ильющенко Т.А., Колчунов В.И., Федоров С.С. Трещиностойкость преднапряженных железобетонных рамно-стержневых конструкций при особых воздействиях // Строительство и реконструкция. 2021. Vol. 93, № 1. P. 74–84.Fedorova N.V., Moskovtseva V.S., Savin S.Yu. Deformirovanie i razrushenie zhelezobetonnyh ram so slozhnonapryazhennymi elementami v zapredel'nyh sostoyaniyah [Deformation and destruction of reinforced concrete frames with complexly stressed elements in transcendent states]. Collection of scientific papers of the RAASN. Russian Academy of Architecture and Building Sciences. 2022. Vol. 2. Pp. 458-468. (rus).Прокопович И.Е., Кобринец В.М., Половец В.И., Твардовский И.А. Влияние режима приложения сжимающей нагрузки на длительное сопротивление бетона // Бетон и железобетон. 1991. № 6. С. 6–Il'yushchenko T.A., Kolchunov V.I., Fedorov S.S. Treshchinostojkost' prednapryazhennyh zhelezobetonnyh ramno-sterzhnevyh konstrukcij pri osobyh vozdejstviyah [Crack resistance of prestressed reinforced concrete frame-core structures under special influences]. Building and Reconstruction. 2021. No. 1(93). Pp. 74-84. (rus).Prokopovich I.E., Kobrinec V.M., Polovec V.I., Tvardovskij I.A. Vliyanie rezhima prilozheniya szhimayushchej nagruzki na dlitel'noe soprotivlenie betona [Effect of compressive load application mode on the long- term resistance of concrete] // Concrete and reinforced concrete. 1991. No. 6. Pp. 6–8. (rus).Prokopovich I.E., Kobrinec V.M., Polovec V.I., Tvardovskij I.A. Vliyanie rezhima prilozheniya szhimayushchej nagruzki na dlitel'noe soprotivlenie betona [Effect of compressive load application mode on the long- term resistance of concrete] // Concrete and reinforced concrete. 1991. No. 6. Pp. 6–8. (rus).Безгодов И.М. Длительная прочность и предельная деформативность высокопрочного старого бетона // Технологии бетонов. 2024. № 1(192). С. 27–31.Bezgodov I.M. Dlitel'naya prochnost' i predel'naya deformativnost' vysokoprochnogo starogo betona [Long-term strength and ultimate deformability of high-strength old concrete] // Concrete Technology. 2024. No 1. (192). Pp. 27–31. (rus).Цветков К.А., Баженова А.В., Безгодов И.М. Проблема построения диаграммы деформирования бетона при однократном динамическом воздействии с учетом влияния предварительных напряжений от действия статической нагрузки // Вестник МГСУ. 2012. № 7.С. 152–158.Cvetkov K.A., Bazhenova A.V., Bezgodov I.M. Problema postroeniya diagrammy deformirovaniya betona pri odnokratnom dinamicheskom vozdejstvii s uchetom vliyaniya predvaritel'nyh napryazhenij ot dejstviya staticheskoj nagruzki [The problem of construction of concrete deformation diagram under a single dynamic action taking into account the influence of pre-stresses from static loading] // Vestnik MGSU. 2012. No 7. Pp. 152–158. (rus).Savin S.Y., Sharipov M.Z. Nonlinear visco – elastic behavior of concrete under static-dynamic loading: Experimental and numerical studies // Structures. 2025. Vol. 74. P. 108496.Savin S.Y., Sharipov M.Z. Nonlinear visco – elastic behavior of concrete under static-dynamic loading: Experimental and numerical studies // Structures. 2025. Vol. 74. P. 108496.Levtchitch V. et al. Seismic performance capacities of old concrete // 13 th World Conference on Earthquake Engineering, Vancouver, B.C., Canada. 2004. P. 1–15Levtchitch V. et al. Seismic performance capacities of old concrete // 13 th World Conference on Earthquake Engineering, Vancouver, B.C., Canada. 2004. Pp. 1–15.

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