Живучесть сборно-монолитных железобетонных рам при особых воздействиях

Рассматривается задача оценки живучести сборно-монолитных железобетонных рам и рамных каркасов зданий при особых аварийных воздействиях. Живучесть определяется как способность системы перераспределять нагрузку между несущими элементами после выключения из конструктивной системы одного из элементов без наступления ее геометрической изменяемости. Методика базируется на двухуровневой расчётной схеме: сначала рассматривается пространственная рама всего здания в целом, затем фрагмент каркаса в зоне возможного локального разрушения. Расчёт включает определение напряжённо-деформированного состояния при эксплуатационных нагрузках, оценку динамических догружений после удаления элемента и вычисление параметра живучести конструктивной системы. Используются трёхлинейные диаграммы деформирования «момент кривизна» и «сдвигающая сила угол сдвига», учитывающие образование нормальных и сдвиговых трещин, а также податливость шва между сборной и монолитной частями ригелей. Установлено, что до образования трещин сдвига между сборной и монолитной частями ригелей рам сечение ригеля работает как монолитное, а после образования трещин от сдвига как составная конструкция. Полученные результаты могут быть использованы при оценке живучести сборно-монолитных рамных и рамно-связевых железобетонных конструктивных систем при особых и аварийных воздействиях.

1. Кодыш, Э. Н. Защита многоэтажных зданий от прогрессирующего обрушения / Э. Н. Кодыш, Н. Н. Трекин, Д. А. Чесноков // Промышленное и гражданское строительство. – 2016. – № 6. – С. 8-13.

2. Determination of the Criteria of Deformation in a Special Limiting State / N. N. Trekin, E. N. Kodysh, S. D. Shmakov [et al.] // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. – 2021. – Vol. 17, No. 1. – P. 108-116. – DOI 10.22337/2587-9618-2021-17-1-108-116.

3. Mechanical safety of reinforced concrete structures at all stages of the life cycle / I. A. Terekhov, N. N. Trekin, E. N. Kodysh, S. D. Shmakov // E3S Web of Conferences : XXVI International Scientific Conference “Construction the Formation of Living Environment” (FORM-2023), Tashkent, 26–28 апреля 2023 года. Vol. 410. – EDP Sciences: EDP Sciences, 2023. – P. 02012. – DOI 10.1051/e3sconf/202341002012.

4. Колчунов, В. И. Экспозиция живучести в решении задачи защиты зданий от прогрессирующего обрушения / В. И. Колчунов, Н. В. Федорова, С. Ю. Савин // Сборник трудов, посвященных памяти академиков РААСН В.М. Бондаренко и Г.Л. Осипова : Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения академика РААСН В.М. Бондаренко и Материалы Международной научной конференции, посвященной памяти академика РААСН Г.Л. Осипова, Москва, 01–03 июля 2025 года. – Москва: Российская академия архитектуры и строительных наук, 2025. – С. 14-18.

5. Савин, С. Ю. Живучесть и техническое состояние железобетонных конструкций каркаса здания в результате особого воздействия / С. Ю. Савин // Строительство и реконструкция. – 2025. – № 4(120). – С. 91-102. – DOI 10.33979/2073-7416-2025-120-4-91-102.

6. V.I. Travush, N.V. Fedorova. Survivability Parameter Calculation for Framed Structural Systems // Russian journal of building construction and architecture. – 2017. – Vol. 33. – № 1. – P. 6–14.

7. Kabantsev, O.V. Deformation and Power characteristics Monolithic Reinforced Concrete Bearing Systems in the Mode of Progressive Collapse / O.V. Kabantsev, B. Mitrovic. // MATEC Web of Conferences. – 2018. – Vol. 251. – P. 02047.

8. N.V. Fedorova, N.T. Vu. Deformation Criteria for Reinforced Concrete Frames under Accidental Actions // Magazine of Civil Engineering. – 2022. – Вып. 1 (109). – № 10902.

9. В.О. Алмазов, А.И. Плотников, Б.С. Расторгуев. Проблемы сопротивления зданий прогрессирующему разрушению // Вестник МГСУ. – 2011. – № 2-1. – P. 16–20.

10. O.V. Kabantsev, M.G. Kovalev. Failure Mechanisms and Parameters of Elastoplastic Deformations of Anchorage in a Damaged Concrete Base under Seismic Loading // Buildings. – 2022. – Vol. 12, № 1.

11. Alekseytsev, A.V. Mechanical safety of reinforced concrete frames under complex emergency actions // Magazine of Civil Engineering. - 2021. - Vol. 103. - № 10306.

12. F. Kiakojouri, V. De Biagi, B. Chiaia, M. Sheidaii. Progressive collapse of framed building structures: Current knowledge and future prospects // Eng Struct. - 2020. - Vol. 206. - P. 110061.

13. O.A. Mohamed, M.S. Keshawarz. Modeling for Progressive Collapse Mitigation Using Nonlinear Static Analysis Procedures // Proceedings of the Ninth International Conference on Computational Structures Technology. 2009.

14. Alanani, M. Progressive collapse assessment of precast prestressed reinforced concrete beams using applied element method / M. Alanani, M. Ehab, H. Salem. // Case Studies in Construction Materials. Elsevier Ltd., 2020. Vol.13. P. e00457.

15. Bažant, Z.P. Mechanics of Progressive Collapse: Learning from World Trade Center and Building Demolitions / Z.P. Bažant, M. Verdure. // J Eng Mech. - 2007. - Vol. 133. - № 3. - P. 308–319.

16. J.M. Adam, M. Buitrago, E. Bertolesi, J. Sagaseta, J.J. Moragues. Dynamic performance of a real-scale reinforced concrete building test under a corner-column failure scenario // Eng Struct. 2020. Vol. 210. 110414.

17. С. Ю. Савин, Н. В. Федорова, С. Г. Емельянов. Анализ живучести сборно-монолитных каркасов многоэтажных зданийиз железобетонных панельно-рамных элементов при аварийных воздействиях, вызванных потерей устойчивости одной из колонн // Жилищное строительство. 2018. № 12. С. 3-7.

18. А. Е. Белкин, И. Д. Бирюков. Определение сдвиговой жесткости заполнителя трехслойного стержня по известным значениям прогибов или частот собственных колебаний // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2025. № 2(779). С. 12-22.

19. Gangfeng Y, Youzhen F, Xueyu X. Seismic performance of various precast concrete beam-to-column joints: A review and test data-based investigation // Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 2026. Vol. 207. 110328.

20. Jiongfeng Liang, Haitao Yao, Caisen Wang, Youzhen Fang, Li Xin. Experimental study on shear behavior of prefabricated partially encased concrete beam // Journal of Building Engineering. 2025. Vol. 116. 114670.

21. Shun-Tao Li, Wang-Xi Zhang, Yi-Bo Zhou, Xiang-Dong Cai, Yong-Qiang Liang, Wei-Jian Yi. Seismic behavior of precast concrete corner joints under bidirectional cyclic loading: Experimental and numerical study // Engineering Structures. 2026. Vol. 361. 122823.

22. Колчунов В.И. Живучесть зданий и сооружений при запроектных воздействиях / В.И.Колчунов, Н.В.Клюева, Н.Б.Андросова, А.С. Бухтиярова. – М.: АСВ, 2014.

23. Колчунов, В. И. Некоторые проблемы живучести железобетонных конструктивных систем при аварийных воздействиях / В. И. Колчунов, Н. В. Федорова // Вестник НИЦ Строительство. 2018. № 1(16). С. 115-119. – EDN YNSGER.

24. Kolchunov V. I. Progressive Collapse Behavior of a Precast Reinforced Concrete Frame System with Layered Beams / V. I. Kolchunov, N. V. Fedorova, S. Y. Savin, P. A. Kaydas // Buildings. – 2024. – Vol. 14, No. 6. – P. 1776. – DOI 10.3390/buildings14061776. – EDN YCLTNL.

25. СП 63.13330.2018. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения / – М. : Стандартинформ, Россия. 2020. –124 С.

26. Милейковский И. Е. Неординарный смешанный метод расчета рамных систем с элементами сплошного и составного сечения / И. Е. Милейковский, В. И. Колчунов // Изв. вузов. Строительство. – 1995. – №7–8. –С. 32–37.

27. П. А. Кореньков, Н. В. Федорова, П. А. Кайдас. Методика экспериментального определения параметров живучести сборно-монолитного железобетонного каркаса // Строительство и реконструкция. 2022. № 5(103). С. 45-56.