СИЛОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КАРКАСОВ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ С КОСВЕННЫМ АРМИРОВАНИЕМ В ЗАПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЯХ

Приведены результаты исследований монолитных железобетонных каркасов многоэтажных зданий и железобетонных рам, моделирующих фрагменты таких каркасов в запредельных состояниях, вызванных особыми воздействиями. Рассмотрено два варианта армирования ригелей рам: с двойным армированием, обеспечивающем работу ригеля при изменении в раме силовых потоков и соответственно знака момента; варианта с двойным армированием и установкой дополнительного косвенного армирования в приопорных зонах ригелей на всю высоту сечения. Первичные и вторичные расчетные схемы были построены с использованием объемных конечных элементов для бетона и стержневых элементов арматуры.
Полученные расчетные параметры деформаций, картин трещин и схем разрушения рам для всех вариантов сопоставлены между собой и с результатами испытаний физических моделей этих конструкций. Для оценки влияния смешанного армирования на предельные деформации сжатого бетона в запредельных состояниях, на основе теории пластичности бетона и железобетона Г.А. Гениева, построены деформационные зависимости для характерного железобетонного элемента, армированного стержнями одного направления и сетками в двух других при одноосном сжатии и объемной деформации.
Установлено, что использование косвенного армирования в сочетании с двойной продольной арматурой в изгибаемых элементах при статико-динамическом режиме нагружении значительно увеличивает предельные деформации. Этот вариант армирования является одним из эффективных способов защиты монолитных железобетонных каркасов многоэтажных зданий от прогрессирующего обрушения при особых воздействиях.

1. Бондаренко В.М., Колчунов В.И., Воробьев Е.Д., Осовских Е.В., Доценко В.Н.. Конструкционная безопасность каркасов жилых зданий // БСТ: Бюллетень строительной техники. 2004. №. 1. С. 8-11.

2. Бондаренко В. М., Клюева Н. В., Колчунов В. И., Андросова Н. Б. Некоторые результаты анализа и обобщения научных исследований по теории конструктивной безопасности и живучести //Строительство и реконструкция. 2012. №. 4. С. 3-16.

3. Травуш В.И., Колчунов В. И., Леонтьев Е. В. Защита зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения в рамках законодательных и нормативных требований // Промышленное и гражданское строительство. 2019. №. 2. С. 46-54.

4. Fedorova N.V., Savin S.Y. Progressive collapse resistance of facilities experienced to localized structural damage-an analytical review // Build. Reconstr. 2021. Т. 95. №. 3. С. 76-108.

5. Травуш В.И., Шапиро Г.И., Колчунов В.И., Леонтьев Е.В., Федорова Н.В. Проектирование защиты крупнопанельных зданий от прогрессирующего обрушения // Жилищное строительство. 2019. №. 3. С. 40-46.

6. СП 385. 1325800. 2018. Защита зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения. Правила проектирования. Основные положения / 385. 1325800. 2018. СП – М.: Минстрой России, 2018.– 33c. (Building Code of RF SP 385. 1325800. 2018 Protection of buildings and structures against progressive collapse. Design code. Basic statements. Moscow: Ministry of Construction of RF, 2018. 26 p. (in Russian)

7. Unified Facilities Criteria. Design of buildings to resist progressive collapse (UFC 4-023-03). Washington, DC: Department of Defence (DoD), 2009

8. CEN Comite Europeen de Normalisation. EN 1991-1-7: eurocode 1 – actions on structures – part 1–7: general actions – accidental actions. Brussels (Belgium): CEN, 2006

9. Australian Building Codes Board (ABCB). National construction code (NCC). Council of Australian Governments. 2016

10. China Association for Engineering Construction Standardization (CECS). Code for anti-collapse design of building structures, CECS 392: 2014. Beijing (China), 2014

11. Y.-L. Fan, J. Wang, and H.-L. Wang, Experimental study on collapse performance of one-story reinforced concrete frames using external prestressing tendons // Journal of Central South University. 2018. Vol. 49. No. 5. P. 1244–1253.

12. Kang S.B., Tan K.H. Progressive collapse resistance of precast concrete frames with discontinuous reinforcement in the joint // Journal of Structural Engineering. 2017. Т. 143. №. 9. С. 04017090.

13. Yang T., Chen W., Han Z. Experimental Investigation of Progressive Collapse of Prestressed Concrete Frames after the Loss of Middle Column // Advances in Civil Engineering. 2020. Т. 2020.

14. Клюева Н.В., Кореньков П.А. Методика экспериментального определения параметров живучести железобетонных рамно-стержневых конструктивных систем // Промышленное и гражданское строительство. 2016. No2. С. 44-48.

15. Fedorova N.V., Ngoc V.T. Deformation and failure of monolithic reinforced concrete frames under special actions // Journal of Physics: Conference Series. 2019. (1425). C. 012033.

16. Федорова Н.В., Фан Д.К., Нгуен Т.Ч. Экспериментальные исследования живучести железобетонных рам с ригелями, усиленными косвенным армированием // Строительство и реконструкция. 2020. №. 1. С. 92-100.

17. Kolchunov V., Iliushchenko T., Savin S. Deformation and Failure of Prestressed Reinforced Concrete Frames in Ultimate States // Proceedings of MPCPE 2021. Springer, Cham, 2022. С. 41-53.

18. Расторгуев Б.С., Ванус Д.С. Расчет изгибаемых железобетонных элементов с косвенным сетчатым армированием сжатой зоны // Промышленное и гражданское строительство. 2010. №. 12. С. 58.

19. Krishan A.L., Sabirov R.R., Krishan M.A. Strength calculation of compressed reinforced concrete elements with indirect reinforcement with nets //Architecture Building Education. 2014. Т. 1. №. 3. С. 215-224.

20. Тамразян А.Г., Манаенков И.К. К расчету изгибаемых железобетонных элементов с косвенным армированием сжатой зоны // Промышленное и гражданское строительство. 2016. №. 7. С. 41-44.

21. Vu N. S., Yu B., Li B. Stress-strain model for confined concrete with corroded transverse reinforcement // Engineering Structures. 2017. Т. 151. С. 472-487.

22. Демьянов А.И., Алькади С.А. Статико-динамическое деформирование железобетонных элементов пространственной рамы при их сложном сопротивлении // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2018. №. 11. С. 20-33.

23. Гениев Г.А., Киссюк В.Н., Тюпин Г.А. Теория пластичности бетона и железобетона. 1974.

24. СП 63.13330.2018 «СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения»