В статье представлены результаты статистического анализа несущей способности сталежелезобетонных перемычек с внешним листовым армированием монолитных связевых стен высотного здания высотой более 500 м, выполненного на основании экспериментальных исследований 159 натурных образцов ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко. Для статистической обработки отобрана выборка из 41 годного испытания трех серий с единым конструктивным решением. Действующий СП 266.1325800.2016 «Конструкции сталежелезобетонные. Правила проектирования» не содержит частного коэффициента условий работы для рассматриваемых конструкций. По результатам обработки нормированный коэффициент несущей способности подчиняется нормальному закону, что подтверждено критериями Колмогорова–Смирнова и Шапиро–Уилка; коэффициент вариации составил 8,5%. Расчетное значение коэффициента условий работы по 5%-ному квантилю равно 1,15. В работе определено место предложенного коэффициента в действующей нормативной иерархии (СП 266 / СП 63 / СП 16 / ГОСТ 27751) и выполнено сопоставление с аналогичными коэффициентами по нормам Eurocode и AISC. Полученное значение обеспечивает требуемый уровень надежности рассматриваемых конструкций и может быть рекомендовано к включению в профильный раздел СП 266.

В статье представлен инструментарий создания расчетных моделей сопротивления железобетона, основанный на понятиях «представительный объем» и «характерная зона». В основу инструментария положена идея моделирования характерных по виду напряженного состояния зон конструкции в виде составной полоски-призмы, которые описываются представительным для рассматриваемого вида напряженного состояния объемом, в том числе при изменяемых в процессе нагружения силовых потоках из-за раскрытия-закрытия трещин, сдвигов берегов трещин, а также изменения расстояний между магистральными трещинами и, соответственно, изменения жесткостей представительного объема по трем направлениям координатных осей. Предлагаемая модель позволяет определять сопротивление железобетонной конструкции с различными видами напряженного состояния в характерных зонах деформируемого пространства с учетом вида бетона, классов арматуры и удельных весов их площадей, а также с учетом установленного автором деформационного эффекта при раскрытии трещин на основе функционала механики разрушения с использованием двухконсольного элемента (ДКЭ).

В современной проектной практике численный метод проверки живучести повреждённых конструктивных систем, основанный на имитационном моделировании, получает всё более широкое применение. При этом применяют основные принципы макромоделирования, в соответствии с которыми упругое поведение конструктивной системы обусловлено работой линейно-упругих стержней и пластин, а нелинейное поведение полностью определяется поведением точечных и/или линейных пластических шарниров. Таким образом, адекватное описание диаграмм для пластических шарниров представляет собой важный элемент моделирования. В статье представлены предложения по описанию параметрических точек пластических шарниров изгиба, среза и осевого растяжения, что позволяет описать работу повреждённой конструктивной системы на всех стадиях её работы. Предложено выполнять ограничение предельных углов поворота при изгибе с учётом критерия разрушения при срезе. Выполнено сравнение результатов расчёта, полученных с применением имитационной конечно-элементной модели с опытными данными.

В данном исследовании устанавливаются и оцениваются три формата безопасности для нелинейного конечно-элементного анализа, применяемого к задаче прогрессирующего разрушения железобетонной рамной конструкции в сценарии внезапного удаления несущей колонны. Рассматриваемые форматы включают: метод частных коэффициентов, метод оценки коэффициента вариации и метод общего коэффициента сопротивления. Данные форматы применяются в рамках общей методики оценки сопротивления для определения расчётной несущей способности конструкции. Три метода применяются к железобетонной рамной конструкции для сравнительного и критического анализа результатов прогнозирования несущей способности. Результаты показывают существенные различия между методами. Метод частных коэффициентов и метод общего коэффициента сопротивления, требующие единственного нелинейного конечно-элементного анализа, обеспечивают консервативную оценку несущей способности конструкции, что подтверждается полным разрушением рассматриваемой рамы в обоих случаях. Метод оценки коэффициента вариации, основанный на двух нелинейных конечно-элементных анализах со средними и характеристическими значениями прочности материалов, позволяет более детально учесть изменчивость свойств материалов. Полученные результаты демонстрируют существенное различие в перемещениях конструкции в зависимости от уровня прочности материалов

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.

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.

В статье предложена локальная феноменологическая модель динамического поведения вязкоупругого вибродемпфирующего материала на основе микроячеистого полиуретанового эластомера. Актуальность исследования связана с необходимостью корректного задания частотно-зависимых динамических характеристик материалов при расчёте систем виброизоляции зданий, инженерного оборудования, элементов верхнего строения пути и конструкций, чувствительных к структурной вибрации. В качестве экспериментальной основы использованы частотные зависимости динамического модуля упругости и коэффициента механических потерь, полученные методом динамического механического анализа в диапазоне 1–1000 Гц. Рассмотрена модифицированная двухветвевая модель дробного стандартного линейного твёрдого тела с дополнительным фоновым уровнем механических потерь. Показано, что введение фонового параметра потерь позволяет физически обоснованно описать ненулевой уровень диссипации в низко- и среднечастотной области без искусственного завышения вклада релаксационных ветвей. Идентификация параметров выполнена методом взвешенных наименьших квадратов с мультистарт-оптимизацией. Полученная модель воспроизводит экспериментальные значения динамического модуля и коэффициента потерь в инженерно значимом диапазоне частот и может быть использована как материаловая подмодель при расчёте виброизолирующих элементов при малых гармонических колебаниях около предварительно нагруженного состояния.

В статье рассмотрены процессы радиационно-конвективного теплопереноса в системе «железобетонная конструкция облицовочное покрытие». Облицовочные покрытия несущих ограждающих железобетонных конструкций могут быть выполнены из различных материалов и иметь различные конструктивные особенности, выполняя защитные и декоративные функции. Проанализированы случаи, когда покрытие имеет различную степень прозрачности. Проведено сравнение рассматриваемой системы с процессами термообработки железобетонных изделий с использованием солнечной энергии, при которой процесс радиационно-конвективного теплопереноса усложняется экзотермической реакцией гидратации цемента. Разработана модель радиационно-конвективного теплопереноса в системе «железобетонная конструкция облицовочное покрытие». Проанализировано влияние степени прозрачности, а также интенсивности объемного источника теплоты, распределенного по координате в соответствии с законом Бугера-Ламберта-Бера, на формирование одномерного температурного поля по толщине железобетонной конструкции.

Неавтоклавный пенобетон - экологичный и легкообрабатываемый материал, обладающий низкой стоимостью производства, возможностью изготовления в небольших цехах или на стройплощадке, а также хорошими теплоизоляционными свойствами и малым весом, что снижает нагрузку на фундамент и упрощает монтаж. Объектом исследования является нормативная база для производства неавтоклавного пенобетона в России. Целью исследования является всесторонний анализ нормативной базы для производства неавтоклавного пенобетона в России. Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи: оценить состояние сферы применения; выявить основные проблемы; определить направления развития. Проведен анализ современных подходов к проектированию неавтоклавных бетонных композиций и изделий из них. Были проанализированы нормативные источники за последние 45 лет, прослежена их эволюция с 1983 года. На основе тщательного и всестороннего анализа и обобщения этих материалов предлагаются поправки к действующей нормативной базе по теме исследования. Нормативная база по пенобетону, получаемому неавтоклавным способом, в России является зрелой, но все еще содержит значительные пробелы. Усовершенствования системы должны быть направлены на усиление контроля качества посредством обязательной сертификации, уточнение требований к новым технологиям и областям применения и приведение их в соответствие с международными стандартами для повышения конкурентоспособности и доверия к этому перспективному строительному материалу.