Экспериментальные исследования сопротивления узлов железобетонных рам при статическом и динамическом нагружении

Разработана комплексная методика экспериментального исследования узлового соединения железобетонных рам при статико-динамическом нагружении. В качестве объекта исследования выбрана крестообразная модель узла рамного каркаса многоэтажного здания. Для испытаний предложено использовать специально разработанную нестандартную установку копрового типа, интегрированную в гидравлическую систему, которая позволяет моделировать как статические, так и динамические воздействия. Экспериментальными исследованиями, с использованием современных измерительных систем, включая тензометрические розетки и высокоскоростную видеосъемку цифровой видеокамерой, получены деформации бетона и арматуры, параметры трещинообразования и разрушения для опытных конструкций узлов рам. Полученные экспериментальные данные о статическом и динамическом сопротивлении узла железобетонной рамы позволят верифицировать создаваемые расчетные модели железобетонных конструкций рамных каркасов зданий.

1. Fedorova N. V., Savin S. Yu. Progressive collapse resistance of facilities experienced to localized structural damage - an analytical review // Building and Reconstruction. – 2021. – No. 3(95). – P. 76-108.

2. Колчунов В. И., Тур В. В. Направления проектирования конструктивных систем в особых расчетных ситуациях // Промышленное и гражданское строительство. – 2023. – № 7. – C. 5-15.

3. Колчунов В. И., Ильющенко Т. А., Федорова Н. В. [и др.] Живучесть конструктивных систем зданий и сооружений: аналитический обзор исследований // Строительство и реконструкция. – 2024. – № 3(113). – С. 31-71.

4. Azim I, Yang J, Bhatta S et al. Factors influencing the progressive collapse resistance of RC frame structures. J Build Eng. 27, 100986 (2019). https://doi.org/10.1016/j.jobe.2019.100986.

5. Ali B.H., Mete Güneyisi E., Bigonah M. Assessment of Different Retrofitting Methods on Structural Performance of RC Buildings against Progressive Collapse. Appl. Sci. 12, 1045 (2022). https://doi.org/10.3390/app12031045

6. Fei-Fan Feng, Hyeon-Jong Hwang, Yun Zhou, Jing-Ming Sun, Hu-Zhi Zhang, Jun-Ho Roh, Su-Min Kang, Wei-Jian Yi. Effect of three-dimensional space on progressive collapse resistance of reinforced concrete frames under various column removal scenarios// Journal of Building Engineering. 90 (2024) https://doi.org/10.1016/j.jobe.2024.109405

7. Qiang H., Yang J., Feng P., Qin W. Kinked rebar configurations for improving the progressive collapse behaviours of RC frames under middle column removal scenarios. Eng. Struct. 211, 110425 (2020).

8. Fedorova N., Medyankin M., Fedorov S., Savin S. Experimental and Theoretical Studies of the Concrete Static-Dynamic Stress–Strain Curves / // Lecture Notes in Civil Engineering. – 2022. – Vol. 170. – P. 151-161. – DOI 10.1007/978-3-030-79983-0_14.

9. Vu N. T., Fedorova N. V. Concrete Delayed Failure Time // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. – 2024. – Vol. 20, No. 2. – P. 118-131. – DOI 10.22337/2587-9618-2024-20-2-118-131.

10. Ву Н. Т., Федорова Н. В. Динамический отклик железобетонного каркаса здания при сценарии удаления колонны // Строительство и реконструкция. – 2024. – № 5(115). – С. 82-94. – DOI 10.33979/2073-7416-2024-115-5-82-94.

11. Korenkov P. A., Meliksetyan S. R. Influence of Compliance of the Connection of Reinforced Concrete Structures in the Analysis of Progressive Collapse Hazard // E3S Web Conf. 533 02004 (2024). https://doi.org/10.1051/e3sconf/202453302004

12. Ali B.H., Mete Güneyisi E., Bigonah M. Assessment of Different Retrofitting Methods on Structural Performance of RC Buildings against Progressive Collapse. Appl. Sci. 12, 1045 (2022). https://doi.org/10.3390/app12031045

13. Fei-Fan Feng, Hyeon-Jong Hwang, Yun Zhou, Jing-Ming Sun, Hu-Zhi Zhang, Jun-Ho Roh, Su-Min Kang, Wei-Jian Yi. Effect of three-dimensional space on progressive collapse resistance of reinforced concrete frames under various column removal scenarios// Journal of Building Engineering. 90 (2024) https://doi.org/10.1016/j.jobe.2024.109405

14. Qiang H., Yang J., Feng P., Qin W. Kinked rebar configurations for improving the progressive collapse behaviours of RC frames under middle column removal scenarios. Eng. Struct. 211, 110425 (2020).

15. Alogla K., Weekes L., Augusthus-Nelson L. A new mitigation scheme to resist progressive collapse of RC structures. Constr. Build. Mater.125, 533–545 (2016).

16. Cheng Y, Sun L, Liu J et al. Dynamic performance of a remaining RC frame with a central-column failure subjected to impact loads. Arab J SciEng. 47(10), 12479–96 (2024).https://doi.org/10.1007/s13369-021-06525-3

17. Ahmadi R., Rashidian O., Abbasnia R., Mohajeri Nav F., Usefi N. Experimental and numerical evaluation of progressive collapse behavior in scaled RC beam-column subassemblage. Shock. Vib. 2016, 1–17(2016).

18. Priti Patel, Atul Desai, Soumita Bid, Pranav Desai. An experimental study for effectiveness of steel fibre reinforced exterior beam-column joints under cyclic resistance. Construction and Building Materials. 411 (2024). https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.134511.

19. Noyan M. Experimental Study on the Behavior of RC Beam-Column Joint Retrofitted with Ferrocement Jacket Under Cyclic Loading. Thesis Submitted to Bangladesh University of Engineering and Technology. 79 (2014).

20. Karayannis C.G., Chalioris C.E., Sideris K.K. Effectiveness of RC beam–column connection repair using epoxy resin injections. J Earthq Eng. 2(2), 217 (1998). http://dx.doi.org/10.1080/13632469809350320

21. Obaidat Y.T., Abu-Farsakh G.A., Ashteyat A.M. Retrofitting of partially damaged reinforced concrete beam–column joints using various plate-configurations of CFRP under cyclic loading. Constr Build Mater. 198, 313–22 (2019). http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.11.267

22. Ma C, Wang D, Wang Z. Seismic retrofitting of full-scale RC interior beam–column-slab subassemblies with CFRP wraps. ComposStruct. 159, 397–409 (2017). http://dx.doi.org/10.1016/j.compstruct.2016.09.094

23. Yintong Bao, Kang Hai Tan. Performance of precast concrete beam-column joint with a hidden corbel under progressive collapse scenarios // Engineering Structures. Volume 267. 2022. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0141029622007738

24. Zhong-Xian Li, Haokun Liu, Yanchao Shi. Experimental investigation on dynamic response behavior of PC beam-column sub-assemblages under middle-joint drop-weight loading // Journal of Building Engineering. Volume 2023. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352710223022647.

25. Design recommendations against progressive collapse in steel and steel-concrete buildings [Electronic resource] : CIB Report № 391 / ed. by D. A. Nethercot. — Electronic data. — Rotterdam : CIB, 2021. — 139 p.

26. Pham, A. T., & Tan, K. H. (2017). Experimental study on dynamic responses of reinforced concrete frames under sudden column removal applying concentrated loading. Engineering Structures, 139, 31–45. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2017.02.002

27. Патент № 2841155 C1 Российская Федерация, МПК G01M 99/00. Способ экспериментального определения динамических догружений в несущих конструктивных элементах монолитных железобетонных каркасов: заявл. 22.11.2024 : опубл. 03.06.2025 / В. И. Колчунов, П. А. Кореньков, И. М. Безгодов, С. Р. Меликсетян; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет".

28. Колчунов Вл. И., Яковенко И. А., Клюева Н. В. Метод физических моделей сопротивления железобетона // Промышленное и гражданское строительство. – 2013. – № 12. – С. 51-55.

29. Колчунов, Вл. И. Программа экспериментальных исследований сложно напряженных узлов железобетонных конструкций / Вл. И. Колчунов, П. А. Кореньков, Н. В. Федорова // Вестник МГСУ. – 2025. – Т. 20, № 8. – С. 1165-1177. – DOI 10.22227/1997-0935.2025.8.1165-1177. – EDN SDAPQS.

30. Al-Salloum Y., Almusallam T., Ibrahim S.M., Abbas H., Alsayed S. Rate dependent behavior and modeling of concrete based on SHPB experiments // Cement and Concrete Composites, 2015, No. 55, pp. 34-44. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2014.07.011.

31. Malvar L.J., Ross C.A. Review of strain rate effects for concrete in tension // ACI Materials Journal, 1998, No. 95(6), pp. 735739

32. Fu H.C., Erki M.A., Seckin M. Review of Effects of Loading Rate on Concrete in Compression // Journal of Structural Engineering, 1991, No. 117(12), pp. 3645-3659.