Живучесть и техническое состояние железобетонных конструкций каркаса здания в результате особого воздействия

Риски, связанные с особыми, в том числе аварийными, воздействиями на здания и сооружения, приводят к необходимости предусматривать при проектировании мероприятия по защите от прогрессирующего обрушения. При этом актуальной задачей является оценка достаточности и эффективности конструктивных мероприятий по защите как вновь проектируемых, так и реконструируемых зданий и сооружений для предотвращения их обрушения в аварийной ситуации. Решение этой задачи возможно с использованием критериев и мер живучести. Предложен вариант относительного индекса живучести, учитывающего степень повреждения элементов конструктивной системы здания в процессе длительной эксплуатации и уровень действующей нагрузки. Рассмотрена связь между относительной мерой живучести и техническим состоянием конструкций. Приведены результаты оценки живучести железобетонного многоэтажного каркаса здания с плоскими безбалочными плитами перекрытий, в которых в качестве конструктивного мероприятия по защите от прогрессирующего обрушения предусмотрены периметрические, продольные и поперечные внутренние связи, подобранные по методу связевых усилий. Продемонстрирована эффективность использования системы дополнительных связей для обеспечения защиты от прогрессирующего обрушения. Показано, что при проектном уровне нагрузки наименьший относительный индекс живучести соответствует аварийной ситуации, вызванной потерей несущей способности угловой колонны здания, а наибольший – средней колонны. В результате снижения прочности бетона и арматуры на 30% (или эквивалентного снижения эффективных размеров сечений в результате действия агрессивной среды) отмечено снижение относительного индекса живучести до RRI = 0,65 при действии постоянных и длительных нормативных нагрузках и принятых нормативных характеристиках материалов конструкций.

1. Тамразян А.Г. Методология анализа и оценки надежности состояния и прогнозирование срока службы железобетонных конструкций // Железобетонные конструкции. 2023. Vol. 1, № 1. P. 5–18.

2. Тамразян А.Г. Концептуальные подходы к оценке живучести строительных конструкций, зданий и сооружений // Железобетонные конструкции. 2023. № 3. С. 62–74.

3. Тамразян А.Г., Мацеевич Т.А., Савин С.Ю. Оценка технического состояния несущих конструкций зданий на основе прогнозирования риска аварии // Строительство и реконструкция. 2024. № 6. С. 82–91.

4. FIB Model Code 2010. CEB and FIP, 2011.

5. Starossek U., Haberland M. Approaches to measures of structural robustness // Structure and Infrastructure Engineering. 2011. Vol. 7, № 7–8. P. 625–631.

6. Kolchunov V.I., Moskovtseva V.S. Robustness of reinforced concrete frames with elements experiencing bending with torsion // Eng Struct. 2024. Vol. 314. P. 118309.

7. Adam J.M., Parisi F., Sagaseta J., Lu, X. Research and practice on progressive collapse and robustness of building structures in the 21st century // Eng Struct. Elsevier, 2018. Vol. 173, № March. P. 122–149.

8. Lim N.S., Tan K.H., Lee C.K. A simplified model for alternate load path assessment in RC structures // Eng Struct. 2018. Vol. 171. Pp. 696–711.

9. Federal Emergency Management Agency FEMA 356 / November 2000 Prestandard and Commentary for the Seismic Rehabilitation of Buildings.

10. Колчунов В.И., Ильющенко Т.А., Федорова Н.В., Савин С.Ю., Тур В.В., Лизогуб А.А. Живучесть конструктивных систем зданий и сооружений: аналитический обзор исследований // Строительство и реконструкция. 2024. Vol. 113, № 3. P. 31–71.

11. Almusallam T., Al-Salloum Y., Elsanadedy H., Tuan N., Mendis P., Abbas H. Development limitations of compressive arch and catenary actions in reinforced concrete special moment resisting frames under column-loss scenarios // Structure and Infrastructure Engineering. Taylor & Francis, 2020. Vol. 16, № 12. P. 1616–1634.

12. Kolchunov V.I., Savin S.Yu. Resistance of Reinforced Concrete Frames to Progressive Collapse at Catenary Action of Beams // Reinforced concrete structures. 2024. Vol. 6, № 2. P. 43–53.

13. Lu X., Lin K., Li C., Li Y. New analytical calculation models for compressive arch action in reinforced concrete structures // Eng Struct. 2018. Vol. 168. P. 721–735.

14. Szyniszewski S. Dynamic energy-based method for progressive collapse analysis // Proceedings of the 2009 Structures Congress - Don’t Mess with Structural Engineers: Expanding Our Role. 2009. P. 1259–1268.

15. Геммерлинг А.В. Несущая способность стержневых стальных конструкций. Москва: Госстройиздат, 1958. 216 p.

16. Голышев А.Б., Колчунов Вл.И. Сопротивление железобетонных конструкций. Киев: Основа, 2009. 432 p.

17. Савин С.Ю., Колчунов В.И. Устойчивость железобетонных каркасов зданий к начальному локальному разрушению // Известия вузов. Строительство. 2024. № 10. P. 50–64.

18. Fallon C.T., Quiel S.E., Naito C.J. Uniform Pushdown Approach for Quantifying Building-Frame Robustness and the Consequence of Disproportionate Collapse // Journal of Performance of Constructed Facilities. 2016. Vol. 30, № 6.

19. Колчунов В.И., Клюева Н.В., Андросова Н.Б., Бухтиярова А.С. Живучесть зданий и сооружений при запроектных воздействиях. М.: Издательство АСВ, 2014. 208 p.

20. Fedorova N., Vu N.T. Deformation criteria for reinforced concrete frames under accidental actions // Magazine of Civil Engineering. 2022. Vol. 109, № 1.