constructionСтроительство и реконструкцияBuilding and Reconstruction2073-7416Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева10.33979/2073-7416-2025-120-4-82-90construction-947Research ArticleБЕЗОПАСНОСТЬ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙBUILDING AND STRUCTURE SAFETYОценка выносливости подкрановой балки при коррозии арматурных канатовAssessment of the endurance of a crane beam in corrosion of reinforcement ropesМацеевичТ. А.MatseevichT. A.

Мацеевич Татьяна Анатольевна - д-р ф.-м. наук, профессор. 

 г. Москва

Matseevich Tatiana A. - Doctor of Physical and Mathematical Sciences, Professor Moscow

MatseevichTA@mgsu.ruАндреевИ. Ф.AndreevI. F.

Андреев Илья Федорович - аспирант

 г. Москва

Andreev Ilia F. - Postgraduate Student

 Moscow 

yfyfyt@gmail.comФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет»National Research Moscow State University of Civil Engineering202504092025048290Copyright © Мацеевич Т.А., Андреев И.Ф., 20252025Мацеевич Т.А., Андреев И.Ф.Matseevich T.A., Andreev I.F.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/947

В статье исследуется влияние коррозии арматурных канатов на усталостную выносливость железобетонных подкрановых балок типа БК 12-7 К7Т. Рассмотрены основные механизмы коррозии, включая хлоридную, карбонизацию бетона и гальваническую коррозию, которые наиболее актуальны для промышленных сооружений. Предложена методика оценки остаточного ресурса балок с учетом потери сечения арматурных канатов, дополненная вероятностной моделью плотности тока коррозии, что повышает точность прогнозирования. Проведены расчеты числа циклов до разрушения для различных степеней коррозии (5%, 10%, 20%), показавшие, что при 20% коррозии ресурс балки сокращается в 2,5 раза. Результаты исследования демонстрируют значительное снижение усталостной долговечности конструкции при увеличении степени коррозии, что подчеркивает необходимость учета коррозионных факторов при проектировании и эксплуатации подкрановых балок. Методика может быть полезна для инженеров и специалистов, занимающихся оценкой состояния и ремонтом промышленных сооружений.

The article examines the effect of corrosion in prestressing strands on the fatigue endurance of reinforced concrete crane beams of type BK 12-7 K7T. The main corrosion mechanisms are discussed, including chloride-induced corrosion, carbonation of concrete, and galvanic corrosion, which are most relevant for industrial structures. A methodology is proposed for assessing the residual service life of beams, taking into account the loss of cross-sectional area in the prestressing strands, supplemented by a probabilistic model of corrosion current density, which improves prediction accuracy. Calculations of the number of cycles to failure were performed for different degrees of corrosion (5%, 10%, 20%), showing that at 20% corrosion, the beam's service life decreases by 2.5 times. The study results demonstrate a significant reduction in fatigue durability with increasing corrosion levels, highlighting the need to account for corrosion factors in the design and operation of crane beams. The proposed methodology can be useful for engineers and specialists involved in condition assessment and repair of industrial structures.

подкрановая балкакоррозияарматурный канатвыносливостьжелезобетонные конструкцииoverhead crane beamcorrosionreinforcing ropeendurancereinforced concrete structuresReferencesТамразян А.Г., Мацеевич Т.А. Анализ надежности железобетонной плиты с корродированной арматурой // Строительство и реконструкция. 2022. № 1 (99). С. 89-98.Tamrazyan A.G., Matseevich T.A. Reliability Analysis of Reinforced Concrete Slabs with Corroded Reinforcement. Building and Reconstruction. 2022. 1(99), 89-98. (in Russian)Федосов С.В., Румянцева В.Е., Красильников И.В., Красильникова И.А. Развитие математических моделей, описывающих процессы коррозии в бетонных и железобетонных конструкциях // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Материалы. Конструкции. Технологии. 2020. №3. С. 85-93.Fedosov S.V., Rumyantseva V.E., Krasilnikov I.V., Krasilnikova I.A. (2020). Development of Mathematical Models Describing Corrosion Processes in Concrete and Reinforced Concrete Structures. Bulletin of Volga State Technological University. Series: Materials. Structures. Technologies. 2020. 3, 85-93. (in Russian)Stewart M. G., & Mullard J. A. Spatial time-dependent reliability analysis of corrosion damage and the timing of first repair for RC structures // Engineering Structures. 2007. 29(7), 1457-1464.Stewart, M. G., & Mullard, J. A. (2007). Spatial time-dependent reliability analysis of corrosion damage and the timing of first repair for RC structures. Engineering Structures. 2007. 29(7), 1457-1464.Тамразян А.Г. Методология анализа и оценки надежности состояния и прогнозирование срока службы железобетонных конструкций // Железобетонные конструкции. 2023. Т. 1. № 1. С. 5-18.Tamrazyan A.G. Methodology for Analysis and Reliability Assessment of Reinforced Concrete Structures' Condition and Service Life Prediction. Reinforced Concrete Structures. 2023. 1(1), 5-18. (in Russian)Андреев И.Ф., Мацеевич Т.А. Надежность арматурного каната К-7 при корреляции коррозии между проволоками. В сборнике: Инновации в строительстве. материалы международной научно-практической конференции. Брянск, 2024. С. 213-216.Andreev I.F., Matseevich T.A. Reliability of K-7 Reinforcement Rope with Corrosion Correlation Between Wires. In: Innovations in Construction: Proceedings of International Scientific-Practical Conference. Bryansk, 2024. pp. 213-216. (in Russian)Bertolini L., Elsener B., Pedeferri P., Polder R. Corrosion of Steel in Concrete: Prevention, Diagnosis, Repair (2nd ed.). Wiley-VCH. 2013.Bertolini L., Elsener B., Pedeferri P., Polder R. Corrosion of Steel in Concrete: Prevention, Diagnosis, Repair (2nd ed.). Wiley-VCH. 2013.Tuutti K. Corrosion of Steel in Concrete. Swedish Cement and Concrete Research Institute (CBI). 1982.Tuutti K. Corrosion of Steel in Concrete. Swedish Cement and Concrete Research Institute (CBI). 1982.Селяев В.П., Селяев П.В., Кечуткина Е.Л., Бабушкина Д.Р., Грязнов С.Ю. Моделирование работы железобетонных консрукций с учетом совместного действия механических нагрузок и агрессивных сред // Эксперт: теория и практика. 2021. № 1(10). С. 19-24.Selyaev V.P., Selyaev P.V., Kechutkina E.L., Babushkina D.R., Gryaznov S.Yu. Modeling of Reinforced Concrete Structures Performance Considering Combined Mechanical Loads and Aggressive Environments. Expert: Theory and Practice. 2021. 1(10), 19-24. (in Russian)Смоляго Г.А., Демин В.О., Фролов Н.В., Дрокин С.В. Оценка остаточного срока службы железобетонных перекрытий с коррозионными поверждениями // Строительство и архитектура. 2023. Т. 11. №3. С. 17.Smolyago G.A., Demin V.O., Frolov N.V., Drokin S.V. Residual Service Life Assessment of Reinforced Concrete Floors with Corrosion Damage. Construction and Architecture. 2023. 11(3), Pp. 17. (in Russian)Melchers R. E. Structural Reliability Analysis and Prediction (3rd ed.). Wiley. 2018.Melchers R. E. Structural Reliability Analysis and Prediction (3rd ed.). Wiley. 2018.Колчунов В.И., Андросова Н.Б. Прочнось корродирующего бетона при одновременном проявлении силовых и средовых воздействий // Строительство и реконструкция. 2013. № 5 (49). С. 3-9.Kolchunov V.I., Androsova N.B. Strength of Corroding Concrete Under Simultaneous Mechanical and Environmental Impacts. Building and Reconstruction. 2013. 5(49), Pp. 3-9. (in Russian)Тамразян А.Г., Попов Д.С. Напряженно-деформированное состояние коррозионно-поврежденных железобетонных элементов при динамическом нагружении // Промышленное и гражданское строительство. 2019. № 2. С.19-26.Tamrazyan A.G., Popov D.S. Stress-strain state of corrosion-damaged reinforced concrete elements under dynamic loading. Industrial and civil engineering. 2019. No. 2. P. 19-26.Овчинников И.И., Чэнь Т., Овчинников И.Г. Вероятностное моделирование поведения армированных мостовых конструкций в агрессивных условиях // Транспортные сооружения. 2017. Т. 4. № 4. С. 3.Ovchinnikov I.I., Chen T., Ovchinnikov I.G. Probabilistic Modeling of Reinforced Bridge Structures Behavior in Aggressive Conditions. Transport Structures. 2017. 4(4), Pp. 3. (in Russian)СП 63.13330.2018 «СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения».Russian Federation. (2018). SP 63.13330.2018 "SNiP 52-01-2003 Concrete and Reinforced Concrete Structures. Basic Provisions". (in Russian)Травуш В.И., Волков Ю.С. Вопросы применения Еврокодов в строительном проектировании в РФ // Вестник НИЦ «Строительство». 2021;30(3):117-123.Travush V.I., Volkov Yu.S. Issues of Eurocodes Application in Construction Design in Russian Federation. Bulletin of Scientific Research Center "Construction". 2021. 30(3), Pp. 117-123. (in Russian)Eurocode 2: Design of Concrete Structures - Part 1: General Rules and Rules for Buildings, CEN.European Committee for Standardization. (2004). Eurocode 2: Design of Concrete Structures - Part 1: General Rules and Rules for Buildings.

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