Численный анализ нелинейного поведения поврежденной конструктивной системы на основе имитационного моделирования

В современной проектной практике численный метод проверки живучести повреждённых конструктивных систем, основанный на имитационном моделировании, получает всё более широкое применение. При этом применяют основные принципы макромоделирования, в соответствии с которыми упругое поведение конструктивной системы обусловлено работой линейно-упругих стержней и пластин, а нелинейное поведение полностью определяется поведением точечных и/или линейных пластических шарниров. Таким образом, адекватное описание диаграмм для пластических шарниров представляет собой важный элемент моделирования. В статье представлены предложения по описанию параметрических точек пластических шарниров изгиба, среза и осевого растяжения, что позволяет описать работу повреждённой конструктивной системы на всех стадиях её работы. Предложено выполнять ограничение предельных углов поворота при изгибе с учётом критерия разрушения при срезе. Выполнено сравнение результатов расчёта, полученных с применением имитационной конечно-элементной модели с опытными данными.

1. Живучесть зданий при особых воздействиях: монография [В.И. Колчунов, В.В. Тур, Н.В. Фёдорова и др.]; Министерство образования Российской Федерации, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, кафедра промышленного и гражданского строительства. - Москва: Издательство МИСИ-МГСУ, 2026 (Библиотека научных разработок и проектов НИУ МГСУ). -264 с.

2. Московцева В.С. Расчёт параметра живучести железобетонных рам со сложнонапряженными элементами/В.С. Московцева // Строительство и реконструкция. – 2024-№1-С.88-98. - URL: https//doi.org/1033979/2073-7416-2024-111-1-88-98 (дата обращения: 12.10.2025. - Текст электронный

3. Колчунов В.И. Направления проектирования конструктивных систем в особых расчётных ситуациях/В.И. Колчунов, В.В. Тур // Промышленное и гражданское строительство. – 2023. - №7. – С.5-15. – Текст электронный.

4. E. Brunesi, R. Nascimbene, F. Parisi, N. Augenti, Progressive collapse fragility of reinforced concrete framed structures through incremental dynamic analysis. Engineering Structures, 104, 65–79 (2015).

5. Бетонные и железобетонные конструкции: СП 5.03.01-20. – Введ. 20.06.20 (с отменой на территории РБ СНБ 5.03.01-2002 и СНиП 2.03.01-84*). – Минск: Стройтехнорм, 2020. – 274 с.

6. ASCE 41-17 Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Buildings/ American Society of Civil Engineers-2017.- https// lccn.loc.gov/2017047777.

7. Тур, В. В. Расчет железобетонных конструкций при действии перерезывающих сил: моногр. / В. В. Тур, А. А. Кондратчик. – Брест: БрГТУ, 2000. – 397 с.

8. Cavagnis, F. Shear in reinforced concrete without transverse reinforcement: from refined experimental measurements to mechanical models: Thesis Doctor of Philosophy / F. Cavagnis. – Structural concrete laboratory (IBETON), École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), 2017. – 201 p.

9. Muttoni, A. Shear strength of members without transverse reinforcement as function of critical shear crack width / A. Muttoni, M. Fernández Ruiz //ACI Structural Journal. – 2008. – Vol. 105, iss. 2. – P. 163–172.

10. Fernández Ruiz, M. Shear strength of concrete members without transverse reinforcement: a mechanical approach to consistently account for size and strain effects / M. Fernández Ruiz, A. Muttoni, J. Sagaseta // Engineering Structures. – 2015. – Vol. 99. – P. 360–372.

11. Muttoni A., Sambos J.T. Shear and punching according to the Critical Shear Crack Theory: Background, Recent development and integration in codes/ Irbacon Structures and Materials Journal. -vol.3.-no. 3.-2023.

12. Tur A., Tur V., Derechennik S., Lizahub A. An innovative approach to a safety format for the estimation of structural robustness //Budownictwo i Architektura. 2020. №4 (19). С. 67-84.

13. fib Model Code for Concrete Structures 2020 / CEB-FIP Committee. – Lausanne, 2023. – 389 p.

14. fib Bulletin 43 Structural connection for precast concrete buildings// Guide to good practice prepared by Task Group 6.2. – February. - 2008. – 369 p.

15. fib Bulletin 72 Bond and anchorage of embedded reinforcement. Background of the fib Model Code 2010/Technical report prepared by Task Group 4.5- May, 2014 – p.156.

16. Building code requirements for structural concrete (ACI 318-14) and commentary (ACI 318R-14) / ACI Committee 318, American Concrete Institute. – Farmington Hills, 2014. – 524 p.

17. F. Parisi, M. Scalvenzi, Progressive collapse assessment of gravity-load designed European buildings under multi-column loss scenarios. Engineering Structures, 238, 112259 (2021).

18. E. Brunesi, R. Nascimbene, F. Parisi, N. Augenti, Progressive collapse fragility of reinforced concrete framed structures through incremental dynamic analysis. Engineering Structures, 104, 65–79 (2015).

19. J. M. Russee, J. S. Owen, Experimental investigation on the dynamic response of RC flat slabs after sudden column loss. Engineering Structures, 99, 28–41 (2015).