concconcЖелезобетонные конструкцииReinforced concrete structures2949-16222949-1614Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет10.22227/2949-1622.2024.1.15-26concconc-40Research ArticleТЕОРИЯ БЕТОНА И ЖЕЛЕЗОБЕТОНАTHEORY OF CONCRETE AND REINFORCED CONCRETEПрогнозирование остаточного срока эксплуатации железобетонных конструкцийPrediction of the Remaining Service Life of Reinforced Concrete StructuresТереховИ. А.TerekhovI. A.

Иван Александрович Терехов, кандидат технических наук, доцент

127994, Россия, Москва, ул. Образцова, д. 9, стр. 9

Ivan A. Terekhov, Associate Professor

9 bldg. 9, st. Obraztsova, Moscow, 127994

terekhov-i@mail.ruТрекинН. Н.TrekinN. N.

Николай Николаевич Трекин, доктор технических наук, профессор кафедры железобетонных и каменных конструкций

129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26

Nikolay N. Trekin, Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department "Reinforced Concrete and Stone Structures"

129337, Moscow, Yaroslavskoe shosse, 26

otks@yandex.ruКодышЭ. Н.KodyshE. N.

Эмиль Наумович Кодыш, доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник

127238 Москва, Дмитровское шоссе, д.46, корп. 2

Emil N. Kodysh, Doctor of Technical Sciences, Professor, Chief Researcher

Moscow 127238, Dmitrovskoe shosse, 46, building 2

otks@yandex.ruРоссийский университет транспорта (МИИТ)РоссияRussian University of Transport (MIIT)Russian FederationНациональный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)РоссияNational Research Moscow State University of Civil Engineering (NRU MGSU)Russian FederationАО «Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт промышленных зданий и сооружений – ЦНИИПромзданий»РоссияJSC "Central Research and Design Experimental Institute of Industrial Buildings and Structures - Tsniipromzdanii"Russian Federation202408022024511526Copyright © Терехов И.А., Трекин Н.Н., Кодыш Э.Н., 20242024Терехов И.А., Трекин Н.Н., Кодыш Э.Н.Terekhov I.A., Trekin N.N., Kodysh E.N.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.g-b-k.ru/jour/article/view/40

Основными показателями долговечности, которые характеризуют время работы конструкции до наступления аварийного состояния, являются общий срок службы и остаточный срок эксплуатации, определение которых позволяет более обоснованно подойти к вопросу планирования текущего или капитального ремонта в здании.

Рассмотрены наиболее распространенные инженерные методики, которые позволяют прогнозировать для железобетонных конструкций остаточный срок эксплуатации: по нормативным срокам и объектам-аналогам, по внешним признакам, на основе изменения коэффициентов запаса и по критерию прочности. Для ряда методик приведены их модификации. По результатам анализа методик были установлены их основные преимущества и недостатки.

В качестве предложения по совершенствованию существующих подходов предложена методика, в которой за остаточный срок эксплуатации принят интервал между визуальными обследованиями.

The main indicators of durability, which characterize the time of operation of the structure before the onset of an emergency condition, are the total service life and the remaining service life, the determination of which allows a more reasonable approach to the issue of planning current or major repairs in the building. The most common engineering techniques that allow predicting the remaining service life for reinforced concrete structures are considered: according to standard terms and analogous objects, according to external signs, based on changes in reserve coefficients and strength criteria. Their modifications are given for a number of techniques. Based on the results of the analysis of the methods, their main advantages and disadvantages were established. As a proposal to improve the existing approaches, a methodology is proposed in which the interval between visual examinations is taken for the remaining period of operation.

железобетонные конструкцииостаточный срок эксплуатацииобследованиекатегория технического состояниядефектreinforced concrete structuresremaining service lifeexaminationcategory of technical conditiondefectReferencesБондаренко В.М., Колчунов В.И. Концепция и направления развития теории конструктивной безопасности зданий и сооружений при силовых и средовых воздействиях // Промышленное и гражданское строительство. 2013. № 2. С. 28-31.Bondarenko V.M., Kolchunov V.I. The concept and directions of development of the theory of structural safety of buildings and structures under the influence of force and environmental factors. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. 2013. No. 2. S. 28-31.Казачек В.Г. Проблемы нормирования сроков службы зданий и сооружений // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия F: Строительство. Прикладные науки. 2010. № 6. С. 56–71.Kazachek V.G. Normalization problems of life cycles of buildings and constructions. Vestnik Polockogo gosudarstvennogo universiteta. Serija F: Stroitel'stvo. Prikladnye nauki. 2010. No. 6. S. 56–71.Карпенко Н.И., Карпенко С.Н., Ярмаковский В.Н., Ерофеев В.Т. О современных методах обеспечения долговечности железобетонных конструкций // Academia. Архитектура и строительство. 2015. № 1. С. 93–102.Karpenko N.I., Karpenko S.N., Yarmakovskiy V.N., Erofeev V.T. The modern methods for ensuring of the reinforced concrete structures durability. Academia. Arhitektura i stroitel'stvo. 2015. No. 1. P. 93–102.Zheng Y., Zhang Y., Zhuo J., Zhang Y., Wan C. A review of the mechanical properties and durability of basalt fiber-reinforced concrete // Construction and Building Materials. 2022. Vol. 359. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.129360 .Zheng Y., Zhang Y., Zhuo J., Zhang Y., Wan C. A review of the mechanical properties and durability of basalt fiber-reinforced concrete. Construction and Building Materials. 2022. Vol. 359. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.129360 .Alexander M., Beushausen H. Durability, service life prediction, and modelling for reinforced concrete structures – review and critique // Cement and Concrete Research. 2019. Vol. 122. Pp. 17-29. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2019.04.018.Alexander M., Beushausen H. Durability, service life prediction, and modelling for reinforced concrete structures – review and critique. Cement and Concrete Research. 2019. Vol. 122. Pp. 17-29. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2019.04.018.Селяев В.П., Бондаренко В.М., Селяев П.В. Прогнозирование ресурса железобетонных изгибаемых элементов, работающих в агрессивной среде, по первой стадии предельных состояний // Региональная архитектура и строительство. 2017. № 2 (31). С. 14–24.Selyaev V.P., Bondarenko V.M., Selyaev P.V. Forecasting the service life (resource) of reinforced concrete bending elements working in aggressive environment at the first stage of limit states. Regional'naja arhitektura i stroitel'stvo. 2017. No. 2 (31). pp. 14–24.Тамразян А.Г. Методология анализа и оценки надежности состояния и прогнозирование срока службы железобетонных конструкций // Железобетонные конструкции. 2023. Т. 1. № 1. С. 5–18.Tamrazyan A.G. Methodology for the analysis and assessment of the reliability of the state and prediction the service life of reinforced concrete structures. Zhelezobetonnye konstrukcii. 2023. V. 1. No. 1. S. 5–18.Травуш В.И., Мамин А.Н., Кодыш Э.Н., Бобров В.В., Долгова Т.В. Техническое состояние несущих конструкций Останкинской телевизионной башни после 50 лет эксплуатации // Промышленное и гражданское строительство. 2021. № 3. С. 31-36.Travush V.I., Mamin A.N., Kodysh E.N., Bobrov V.V., Dolgova T.V. Technical condition of the bearing structures of the ostankino tv tower after 50 years of operation. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. 2021. No. 3. S. 31-36.Torres Martín J.E., Rebolledo Ramos N., Chinchón-Payá S., Otero García F., de Haan L. Durability of a reinforced concrete structure exposed to marine environment at the Málaga dock // Case Studies in Construction Materials. 2022. Vol. 17, e01582. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2022.e01582.Torres Martín J.E., Rebolledo Ramos N., Chinchón-Payá S., Otero García F., de Haan L. Durability of a reinforced concrete structure exposed to marine environment at the Málaga dock. Case Studies in Construction Materials. 2022. Vol. 17, e01582. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2022.e01582.Demis S., Papadakis V.G. Durability design process of reinforced concrete structures - Service life estimation, problems and perspectives // Journal of Building Engineering. 2019. Vol. 26. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2019.100876.Demis S., Papadakis V.G. Durability design process of reinforced concrete structures - Service life estimation, problems and perspectives. Journal of Building Engineering. 2019. Vol. 26. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2019.100876.Моисеенко Р.П. Новый вариант расчета долговечности конструкций // Строительная механика и расчет сооружений. 2015. № 3 (260). С. 12–17.Moiseenko R.P. A new way for calculating structural durability. Stroitel'naya mekhanika i raschet sooruzhenii. 2015. No. 3 (260). pp. 12–17.Пшеничкина В.А., Сухина К.Н., Бабалич В.С., Сухин К.А. Оценка остаточного ресурса несущих железобетонных конструкций эксплуатируемых промышленных зданий. М.: Изд-во АСВ, 2017. 176 с.Pshenichkina V.A., Sukhina K.N., Babalich V.S., Sukhin K.A. Assessment of the residual life of load-bearing reinforced concrete structures of operated industrial buildings. M.: Izd-vo ASV, 2017. 176 p.Taffese W.Z., Nigussie E., Isoaho J. Internet of Things based Durability Monitoring and Assessment of Reinforced Concrete Structures // Procedia Computer Science. 2019. Vol. 155. Pp. 672-679. https://doi.org/10.1016/j.procs.2019.08.096.Taffese W.Z., Nigussie E., Isoaho J. Internet of Things based Durability Monitoring and Assessment of Reinforced Concrete Structures. Procedia Computer Science. 2019. Vol. 155. Pp. 672-679. https://doi.org/10.1016/j.procs.2019.08.096.Taffese W.Z., Sistonen E. Machine learning for durability and service-life assessment of reinforced concrete structures: Recent advances and future directions // Automation in Construction. 2017. Vol. 77. Pp. 1-14. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2017.01.016.Taffese W.Z., Sistonen E. Machine learning for durability and service-life assessment of reinforced concrete structures: Recent advances and future directions. Automation in Construction. 2017. Vol. 77. Pp. 1-14. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2017.01.016.Wang Z., Jin W., Dong Y., Frangopol D.M. Hierarchical life-cycle design of reinforced concrete structures incorporating durability, economic efficiency and green objectives // Engineering Structures. 2018. Vol. 157. Pp. 119-131. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2017.11.022.Wang Z., Jin W., Dong Y., Frangopol D.M. Hierarchical life-cycle design of reinforced concrete structures incorporating durability, economic efficiency and green objectives. Engineering Structures. 2018. Vol. 157. Pp. 119-131. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2017.11.022.Перельмутер А.В. Избранные проблемы надежности и безопасности строительных конструкций. М.: Изд-во АСВ, 2007. 256 с.Perelmuter A.V. Selected problems of reliability and safety of building structures. M.: Izd-vo ASV, 2007. 256 p.Смоляго Г.А., Фролов Н.В. Прикладной способ прогнозирования коррозионных повреждений и остаточного ресурса изгибаемых железобетонных элементов с учетом опыта эксплуатации объектов-аналогов // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2019. № 2. С. 49-54.Smolyago G.A., Frolov N.V. Applied method for predicting corrosion damages and remaining resource of bendable reinforced concrete elements taking into account operating experience of similar projects. Vestnik Belgorodskogo gosudarstvennogo tehnologicheskogo universiteta im. V.G. Shuhova. 2019. No. 2. S. 49-54.Рекомендации по оценке надежности строительных конструкций зданий и сооружений по внешним признакам. М.: ФГУП ЦПП, 2001. 100 с.Recommendations for assessing the reliability of building structures of buildings and structures by external signs. M.: FGUP TsPP, 2001. 100 p.Добромыслов А.Н. Оценка надежности зданий и сооружений по внешним признакам. М.: АСВ, 2008. 72 с.Dobromyslov A.N. Assessment of the reliability of buildings and structures by external signs. M.: ASV, 2008. 72 p.Келасьев, Н.Г. Кодыш Э.Н., Трекин Н.Н., Терехов И.А., Шмаков Д.С., Чаганов А.Б. Определение срока службы конструкций, зданий и сооружений // Промышленное и гражданское строительство. 2020. № 2. С. 12–17.Kelasiev, N.G. Kodysh E.N., Trekin N.N., Terekhov I.A., Shmakov D.S., Chaganov A.B. Determining the service life of structures, buildings and facilities. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. 2020. No. 2. P. 12–17.Методика оценки остаточного ресурса несущих конструкций зданий и сооружений [Электронный ресурс]. — ФАУ «ФЦС», 2018. 50 с. https://www.faufcc.ru/upload/methodical_materials/mp34_2018.pdfMethodology for assessing the residual resource of the supporting structures of buildings and structures [Electronic resource]. - FAU "FTsS", 2018. 50 p. https://www.faufcc.ru/upload/methodical_materials/mp34_2018.pdfСборники укрупненных показателей восстановительной стоимости зданий и сооружений для переоценки основных фондов [Электронный ресурс] / УПВС Онлайн – Электронная версия [сайт]. 2022. Режим доступа: https://upvs-online.ru/Collections of aggregated indicators of the replacement cost of buildings and structures for the revaluation of fixed assets [Electronic resource] / UPVS Online - Electronic version [website]. 2022. Access mode: https://upvs-online.ru/Гаврильев И.М., Корольков Д.И., Гравит М.В. Модифицированная методика расчета остаточного ресурса с использованием экспоненциального распределения // Вестник Евразийской науки, 2019 №2, https://esj.today/PDF/49SAVN219.pdfGavriliev I.M., Korolkov D.I., Gravit M.V. Modified method for calculating residual resource using exponential distribution. Vestnik Evrazijskoj nauki, 2019 No. 2, https://esj.today/PDF/49SAVN219.pdfСмоляго Г.А., Фролов Н.В. Современные подходы к расчету остаточного ресурса изгибаемых железобетонных элементов с коррозионными повреждениями // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2019. Т. 21. № 6. С. 88-100.Smolyago G.A., Frolov N.V. Modern approaches to residual life calculation of flexural steel concrete elements with corrosion damage. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arhitekturno-stroitel'nogo universiteta. 2019. V. 21. No. 6. S. 88-100.Шматков С. Б. Расчет остаточного ресурса строительных конструкций зданий и сооружений // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2007. № 22 (94). С. 56–57.Shmatkov S. B. Calculation of the residual resource of building structures of buildings and structures. Vestnik Juzhno-Ural'skogo gosudarstvennogo universiteta. Serija: Stroitel'stvo i arhitektura. 2007. No. 22 (94). pp. 56–57.Методика расчетного прогнозирования срока службы железобетонных пролетных строений автодорожных мостов. М.: ГП «Информавтодор», 2002. 140 с.Methods of calculation forecasting of the service life of reinforced concrete superstructures of road bridges. M.: GP "Informavtodor", 2002. 140 p.Трекин Н.Н., Кодыш Э.Н., Терехов И.А., Шмаков С.Д., Щедрин О.С. Методика определения эксплуатационной безопасности зданий и их конструкций // Academia. Архитектура и строительство. 2022. № 4. С. 152-159.Trekin N.N., Kodysh E.N., Terekhov I.A., Shmakov S.D., Shchedrin O.S. Methodology for determining the operational safety of buildings and their structures. Academia. Arhitektura i stroitel'stvo. 2022. No. 4. S. 152-159.Федоров В.С., Трекин Н.Н., Кодыш Э.Н., Терехов И.А. Критерии для оценки категории технического состояния железобетонных колонн, ригелей, балок и ферм // Строительство и реконструкция. 2023. № 3 (107). С. 58-69.Fedorov V.S., Trekin N.N., Kodysh E.N., Terekhov I.A. Criteria for assessing the category of technical condition of reinforced concrete columns, crossbars, beams and trusses. Stroitel'stvo i rekonstrukcija. 2023. No. 3 (107). pp. 58-69.Терехов И.А. Критерии оценки технического состояния железобетонных плит при коррозии арматуры // Строительство и реконструкция. 2022. № 6 (104). С. 128-139.Terekhov I.A. Criteria for assessing the technical condition of reinforced concrete slabs during reinforcement corrosion. Stroitel'stvo i rekonstrukcija. 2022. No. 6 (104). pp. 128-139.Ефремов А.М., Бойко Д.В., Сергеевцев Е.Ю., Трекин Н.Н., Кодыш Э.Н., Терехов И.А., Шмаков С.Д. Учет совместного влияния дефектов на несущую способность конструкций // Промышленное и гражданское строительство. 2022. № 8. С. 11–18.Efremov A.M., Boyko D.V., Sergeevtsev E.Yu., Trekin N.N., Kodysh E.N., Terekhov I.A., Shmakov S.D. taking into account the joint effect of defects on the bearing capacity of structures. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. 2022. No. 8. P. 11–18.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.