Обоснование границ технического состояния конструкций на основе метода предельных состояний

В статье рассмотрены теоретические предпосылки для установления количественных границ технического состояния железобетонных конструкций (ограниченно работоспособного и аварийного), выраженных в долях от проектной несущей способности. Отмечено отсутствие в действующих нормативных документах, включая ГОСТ 31937, прямых рекомендаций по допустимому снижению несущей способности из-за наличия дефектов. Выполнен анализ резервов, заложенных в коэффициентах надёжности по материалам, условиям работы и ответственности, а также в особенностях работы изгибаемых железобетонных элементов в особом предельном состоянии. Приведены результаты обобщения экспериментальных данных, подтверждающие наличие запаса по прочности до 30 % и по деформативности до 50 % при соблюдении нормативных требований проектирования. Выполнено аналитическое обоснование границ технических состояний на основе сравнения расчётного изгибающего момента по СП 63.13330 и предельного фактического момента, достигнутого при полной реализации криволинейной эпюры напряжений в сжатой зоне бетона. Получено отношение в диапазоне 0,7…0,77 при прямоугольной эпюре и 0,55…0,77 при треугольной. Предложены практические значения границ: для ограниченно работоспособного состояния 0,9 (снижение несущей способности на 10 % от проектной); для аварийного 0,75 (снижение на 25 %), что согласуется с выполненным анализом экспериментальных и теоретических данных.

1. Золина Т. В., Туснин А. Р. Увеличение срока эксплуатации промышленного объекта введением конструктивных мер // Вестник МГСУ. 2015. № 6. С. 41-49.

2. Беленцов Ю. А. Метод расчета строительных конструкций по уровню надежности // Строительные материалы. 2020. № 11. С. 54-60. DOI 10.31659/0585-430X-2020-786-11-54-60.

3. Салатов Е. К. Повышение достоверности результатов технического обследования зданий и сооружений // Вестник Московского информационно-технологического университета - Московского архитектурно-строительного института. 2024. № 2. С. 31-36. DOI 10.52470/2619046X_2024_2_31.

4. Новиков Н. С., Титков С. О. Общие вопросы проведения технического обследования зданий и сооружений // Вестник Донбасской национальной академии строительства и архитектуры. 2019. № 6(140). С. 47-52.

5. Тамразян А. Г. Расчет элементов конструкций при заданной надежности и нормальном распределении нагрузки и несущей способности // Вестник МГСУ. 2012. № 10. С. 109-115.

6. Себешев В. Г. Рациональная методика вероятностных расчетов параметров напряженно-деформированного состояния и показателей механической надежности сооружений и конструкций // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2025. № 5(797). С. 30-44. DOI 10.32683/0536-1052-2025-797-5-30-44.

7. Перельмутер А. В., Пичугин С. Ф. Об оценке уязвимости строительных конструкций // Инженерно-строительный журнал. 2014. № 5(49). С. 5-14. DOI 10.5862/MCE.49.1.

8. Мкртычев О. В., Щедрин О. С., Лохова Е. М. Определение коэффициентов надежности по ответственности для отдельных несущих элементов на основе вероятностного анализа // Вестник МГСУ. 2022. Т. 17. № 10. С. 1331-1346. DOI 10.22227/1997-0935.2022.10.1331-1346.

9. Завистовский В. Э., Коробов О. В. Надежность элементов конструкций с повреждениями // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия F. Строительство. Прикладные науки. 2011. № 8. С. 42-47.

10. Trekin N.N., Kodysh E.N., Shmakov S.D., Terekhov I.A., Kudyakov K.L. Determination of the criteria of deformation in a special limiting state // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2021. Vol 1. pp. 108-116. Режим доступа: https://ijccse.iasv.ru/index.php/ijccse/issue/view/51/62

11. Келасьев Н.Г., Трекин Н.Н., Кодыш Э.Н., Терехов И.А., Шмаков С.Д., Черепанов А.В. Повышение экономической эффективности железобетонных конструкций // Промышленное и гражданское строительство. 2025. № 6. С. 32-38.

12. Трекин Н. Н., Кодыш Э. Н. Особое предельное состояние железобетонных конструкций и его нормирование // Промышленное и гражданское строительство. 2020. № 5. С. 4-9. DOI 10.33622/0869-7019.2020.05.04-09.

13. Савин С. Ю., Федорова Н. В., Колчунов В. И. Устойчивость железобетонных каркасов зданий в запредельных состояниях // Academia. Архитектура и строительство. 2023. № 4. С. 127-137. DOI 10.22337/2077-9038-2023-4-127-137.

14. Федоров В. С., Шавыкина М. В., Юсупова Е. В. Прогибы железобетонных конструкций в предельном состоянии // Строительство и реконструкция. 2017. № 4(72). С. 80-86.

15. Кодыш Э. Н., Трекин Н. Н., Трекин Д. Н. Численные исследования прочности, трещиностойкости и деформаций изгибаемых и внецентренно сжатых элементов // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2014. № 11(190). С. 33-35.

16. Колчунов В. И., Яковенко И. А. Об использовании гипотезы плоских сечений в железобетоне // Строительство и реконструкция. 2011. № 6(38). С. 16-23.

17. Курнавина С. О., Цацулин И. В. Геометрическая гипотеза для нормальных сечений изгибаемых и внецентренно сжатых железобетонных элементов // Строительство и реконструкция. 2025. № 2(118). С. 33-43. DOI 10.33979/2073-7416-2025-118-2-33-43.

18. Столяров Я.В. Введение в теорию железобетона. М.: Стройиздат Наркомстроя, 1941. 447 с.

19. Берг О.Я. Физические основы теории прочности бетона и железобетона. М.: Госстройиздат, 1962. 96 с.

20. Ильин О. Ф. Исследование железобетонных балок из высокопрочного бетона при действии поперечных сил: дис. … канд. техн. наук. М., 1973. 117 с.