К ПОСТРОЕНИЮ ДЕФОРМАЦИОННЫХ КРИТЕРИЕВ ОСОБОГО ПРЕДЕЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ВНЕЦЕНТРЕННО-СЖАТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КАРКАСОВ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

При аварийных ситуациях, вызванных внезапным удалением из каркаса здания одного из несущих элементов, в сечениях внецентренно сжатых конструктивных элементов (колонны, пилоны, раскосы и пояса ферм и т.д.) вследствие резкого роста эксцентриситетов приложения нагрузок может быть реализовано напряженно-деформированное состояние более невыгодное по сравнению с их НДС на стадии нормальной эксплуатации от действия основных и особых сочетаний нагрузок. В тех случаях, когда догружаемые в результате аварийной ситуации внецентренно сжатые элементы конструктивной системы обладают «изящным» сечением, либо приобрели средовые (коррозия) или механические (сколы, погиби) повреждения в процессе эксплуатации, в качестве возможного сценария исчерпания их несущей способности может стать потеря устойчивости формы. В работе предложен подход к построению деформационных критериев для оценки особого предельного состояния внецентренно сжатых стержневых элементов железобетонных каркасов зданий, основанный на использовании комбинации нелинейного деформационного расчета и нелинейного расчета на устойчивость формы. Показано, что предельные значения деформаций для рассмотренного железобетонного элемента могут определяться критериями прочности или устойчивости в зависимости от соотношения размеров и структуры сечений элементов конструктивной системы, а также соотношения усилий, действующих в сечениях конструктивного элемента.

железобетон, каркас, внецентренное сжатие, особое предельное состояние, устойчивость, деформационный критерий

1. Wang H., Zhang A., Li Y., Yan W. A Review on Progressive Collapse of Building Structures // The Open Civil Engineering Journal. 2014. 8 (1). Pp. 183-192. doi:10.2174/1874149501408010183

2. Qiao H., Yang Y., Zhang J. Progressive Collapse Analysis of Multistory Moment Frames with Varying Mechanisms // Journal of Performance of Constructed Facilities. 2018. 32 (4). Pp. 04018043. doi:10.1061/(ASCE)CF.1943-5509.0001192

3. Adam J.M., Parisi F., Sagaseta J., Lu X. Research and practice on progressive collapse and robustness of building structures in the 21st century // Engineering Structures. 2018. 173 (March). Pp. 122-149. doi:10.1016/j.engstruct.2018.06.082

4. Kabantsev O, Mitrovic B. Deformation and power characteristics monolithic reinforced concrete bearing systems in the mode of progressive collapse // MATEC Web of Conferences 2018. 251. 02047

5. Sasani M, Sagiroglu S. Progressive collapse resistance of Hotel San Diego // J Struct Eng 2008. 134(3). Pp. 478-88

6. Sasani M. Response of a reinforced concrete infilled-frame structure to removal oftwo adjacent columns. Eng Struct 200. 30. Pp. 2478-91

7. Sasani M, Sagiroglu S. Gravity load redistribution and progressive collapse resistance of 20-story reinforced concrete structure following loss of interior column.ACI Struct J 2010;107(6):636-44

8. Nataliya Fedorova, Vitaliy Kolchunov, Vu Ngoc Tuyen, Phan Dinh Quoc, Mihail Medyankin The dynamic effect in a structural adjustment of reinforced concrete structural system // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2020. 869. 052078. doi:10.1088/1757-899X/869/5/052078

9. Fedorova N.V., Vu N T Deformation and failure of monolithic reinforced concrete frames under special actions // J. Phys.: Conf. Ser. 2019. 1425. 012033

10. Демьянов А.И., Алькади С.А. Экспериментально-теоретические исследования статико-динамического деформирования пространственной железобетонной рамы со сложнонапряженными ригелями сплошного и составного сечения // Промышленное и гражданское строительство. 2018. № 6. С. 68-75

11. Tamrazyan A., Avetisyan L. Behavior of compressed reinforced concrete columns under thermodynamic influences taking into account increased concrete deformability // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. 365. Pp. 052034

12. Tamrazyan А.G., Fedorov V.S., Kharun M. The effect of increased deformability of columns on the resistance to progressive collapse of buildings // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2019. 675. 012004. doi:10.1088/1757-899X/675/1/012004

13. Kolchunov V.I., Savin S.Yu. Survivability criteria for reinforced concrete frame at loss of stability // Magazine of Civil Engineering. 2018. 80. Pp. 73-80

14. Fedorova N., Savin S., Kovalev V. Buckling of Compressed-Bent RC Elements of Frame-Bracing Structural System at “Unknown” Accidental Impacts // E3S Web of Conferences. 2019. 97. pp. 04035. doi:10.1051/e3sconf/20199704035

15. Колчунов В.И., Прасолов Н.О., Кожаринова Л.В. Экспериментально - теоретические исследования живучести железобетонных рам при потере устойчивости отдельного элемента // Вестник МГСУ. 2011. 3-2. С. 109

16. Трекин Н.Н., Кодыш Э.Н. Особое предельное состояние железобетонных конструкций и его нормирование // Промышленное и гражданское строительство. 2020. № 5. С. 4-9

17. СП 385.1325800.2018 «Защита зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения. Правила проектирования» (с изм. №1). М.: Минстрой России, 2020

18. Гордон В.А., Колчунов В.И. К расчету на устойчивость эволюционно поврежденного железобетонного элемента с «деградирующими» условиями опирания // Строительная механика и расчет сооружений. 2006. №4. С. 33-38

19. Гениев Г А., Киссюк В.Н., Тюпин Г.А. Теория пластичности бетона и железобетона. Москва: Стройиздат, 1974. 316 с

20. Гениев Г.А., Колчунов В.И., Клюева Н.В. Прочность и деформативность железобетонных конструкций при запроектных воздействиях: монография. М.: Издательство АСВ, 2005. 215 с

21. Водопьянов Р.Ю. Применение системы «Инженерная нелинейность 2» ПК ЛИРА-САПР для расчета панельных зданий совместно с конструкциями каркаса нижних нежилых этажей // Жилищное строительство. 2019. №3. С. 22-28

22. Fedorova N.V, Savin S.Y., Kolchunov V.I. Affecting of the Long-Term Deformation to the Stability of RC Frame-Bracing Structural Systems under Special Accidental Impacts // IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 2020. Т. 753. С. 032005

23. Kolchunov V., Androsova N., Savin S. Cross section structure influence to deformation of construction at accidental impacts // MATEC Web Conf. 2018. Т. 251. С. 02029

24. СП 63.13330.2018 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. СНиП 52-01-2003 (с Изменением N 1). М.:Минстрой России, 2019