concconcЖелезобетонные конструкцииReinforced concrete structures2949-16222949-1614Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет10.22227/2949-1622.2024.2.54-63concconc-51Research ArticleКОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В СТРОИТЕЛЬСТВЕCOMPUTER MODELLING IN CONSTRUCTIONРасчет железобетонных рам на особую расчетную ситуацию с учетом дискретного моделирования трещинCalculation of Reinforced Concrete Frames for a Special Design Situation with Discrete Crack Modelinghttps://orcid.org/0000-0002-6697-3388СавинС. Ю.SavinS. Yu.

Сергей Юрьевич Савин, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры железобетонных и каменных конструкций

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

Scopus: 57052453700, ResearcherID: M-8375-2016

Sergei Yu. Savin, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Reinforced Concrete and MasonryStructures

26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337

Scopus: 57052453700, ResearcherID: M-8375-2016

suwin@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6885-588XИльющенкоТ. А.IliushchenkoT. A.

Татьяна Александровна Ильющенко, кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры промышленного и гражданского строительства

305000, г. Курск, ул. Радищева, 29

Scopus: 57213811914, ResearcherID: AAJ-6459-2021

Tatiana A. Iliushchenko, Candidate of Technical Sciences, Senior Lecturer of the Department of Industrial and Civil Engineering

29 Radishcheva St., Kursk, 305000

Scopus: 57213811914, ResearcherID: AAJ-6459-2021

tatkhalina93@yandex.ruНациональный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)РоссияMoscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU)Russian FederationКурский государственный университет (КГУ)РоссияKursk State UniversityRussian Federation202428062024625463Copyright © Савин С.Ю., Ильющенко Т.А., 20242024Савин С.Ю., Ильющенко Т.А.Savin S.Y., Iliushchenko T.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.g-b-k.ru/jour/article/view/51

Предложена методика расчета железобетонных каркасов зданий на особую расчетную ситуацию, вызванную начальными локальными разрушениями, с учетом нарушения сплошности бетонной матрицы при трещинообразовании. Выполнена верификация предложенной методики путем сопоставления с результатами экспериментальных данных для П-образной железобетонной рамы с затяжкой. Изгибающие моменты в раме, определенные с использованием предложенной методики расчета, практически полностью совпали со значениями, полученными экспериментально. В результате трещинообразования произошло перераспределение изгибающих моментов в ригеле рамы: уменьшение моментов в конструктивных узлах на 148 % и увеличение в пролете на 37,5 % по сравнению с результатами, полученными с помощью традиционного подхода метода конечных элементов. На основе результатов расчета железобетонной 3-этажной рамы по предложенной методике выявлено увеличение продольных растягивающих усилий в опорных сечения ригеля над зоной локального разрушения при отказе колонны среднего ряда по сравнению с традиционным подходом к моделированию. Выявленный эффект может привести к усилению влияния продольного изгиба для колонны крайнего ряда, к которой примыкает ригель.

The methodology of calculation of reinforced concrete frames of buildings for a special design situation caused by initial local failures, taking into account the violation of the continuity of the concrete matrix during crack formation, is proposed. The verification of the proposed methodology is carried out by comparing it with the results of experimental data for a U-shaped reinforced concrete frame with prestressing. The bending moments in the frame, determined by the proposed calculation method, are in practically complete agreement with the values found experimentally. As a result of cracking, there was a redistribution of bending moments in the beam of the frame: the moments in the structural nodes decreased by 148 % and increased in the span by 37.5 % compared to the results obtained using the traditional finite element method approach. On the basis of the results of the calculation of the reinforced concrete 3-storey frame by the proposed method, the increase of longitudinal tensile forces in the beam support sections above the zone of local failure at failure of the middle row column is revealed in comparison with the traditional approach to modeling. The revealed effect may lead to an increase in the influence of longitudinal bending for the outermost row column to which the beam is adjacent.

железобетонраматрещиныаварийное воздействиеметод конечных элементовreinforced concreteframecracksaccidental impactfinite element methodИсследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 24-49-10010, URL: https://rscf.ru//project/24-49-10010/This work was supported by the Russian Science Foundation grant No. 24-49-10010, URL: https://rscf.ru//project/24-49-10010/ReferencesAdam J.M. et al. Research and practice on progressive collapse and robustness of building structures in the 21st century // Eng Struct. Elsevier. 2018. Vol. 173. № March. Pр. 122–149.Adam J.M. et al. Research and practice on progressive collapse and robustness of building structures in the 21st century. Eng Struct. Elsevier. 2018. Vol. 173. No. March. Pр. 122-149.Wang H. et al. A Review on Progressive Collapse of Building Structures // The Open Civil Engineering. 2014. Vol. 8. Pр. 183–192.Wang H. et al. A Review on Progressive Collapse of Building Structures. The Open Civil Engineering. 2014. Vol. 8. Pр. 183-192.Abdelwahed B. A review on building progressive collapse, survey and discussion // Case Studies in Construction Materials. 2019. Vol. 11.Abdelwahed B. A review on progressive building collapse, survey and discussion. Case Studies in Construction Materials. 2019. Vol. 11.Fedorova N.V., Savin S.Yu. Progressive Collapse Resistance Of Facilities Experienced To Localized Structural Damage : an Analytical Review // Building and reconstruction. 2021. Vol. 95. No. 3. Pр. 76–108.Fedorova N.V., Savin S.Yu. Progressive Collapse Resistance Of Facilities Experienced To Localized Structural Damage : An Analytical Review. Building and reconstruction. 2021. Vol. 95. No. 3. Pр. 76-108.Kiakojouri F. et al. Experimental studies on the progressive collapse of building structures : a review and discussion on dynamic column removal techniques // Structures. Elsevier Ltd, 2023. Vol. 57.Kiakojouri F. et al. Experimental studies on the progressive collapse of building structures : a review and discussion on dynamic column removal techniques. Structures. 2023. Vol. 57.Колчунов В.И., Колчунов Вл.И., Федорова Н.В. Деформационные модели железобетона при особых воздействиях // Промышленное и гражданское строительство. 2018. № 8. С. 54–60.Kolchunov V.I., Kolchunov Vl.I., Fedorova N.V. Deformation models of reinforced concrete under special influences. Industrial and civil engineering. 2018. No. 8. Pр. 54-60.Колчунов В.И. и др. Живучесть зданий и сооружений при запроектных воздействиях. М. : Издательство АСВ, 2014. 208 с.Kolchunov V.I. et al. Survivability of buildings and structures under beyond-design influences. Moscow : ASV Publishing House, 2014. 208 p.Тамразян А.Г. Концептуальные подходы к оценке живучести строительных конструкций, зданий и сооружений // Железобетонные конструкции. 2023. № 3. С. 62–74Tamrazyan A.G. Conceptual approaches to assessing the survivability of building structures, buildings and structures. Reinforced concrete structures. 2023. No. 3. Pр. 62-74.Almusallam T. et al. 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. No 12. Pр. 1616–1634.Almusallam T. et al. Development limitations of compressive arch and catenary actions in reinforced concrete special moment resisting frames under column-loss scenarios. Structure and Infrastructure Engineering. 2020. Vol. 16. No. 12. Pр. 1616-1634.Yu J., Tan K.H. Analytical model for the capacity of compressive arch action of reinforced concrete subassemblages // Magazine of Concrete Research. 2014. Vol. 66. No 3. Pр. 109–126.Yu J., Tan K.H. Analytical model for the capacity of compressive arch action of reinforced concrete subassemblages. Magazine of Concrete Research. 2014. Vol. 66. No. 3. Pр. 109-126.Bažant Z.P., Verdure M. Mechanics of Progressive Collapse: Learning from World Trade Center and Building Demolitions // J Eng Mech. 2007. Vol. 133. No 3. Pр. 308–319.Bažant Z.P., Verdure M. Mechanics of Progressive Collapse: Learning from World Trade Center and Building Demolitions. J Eng Mech. 2007. Vol. 133. No. 3. Pр. 308-319.Pham A.T. et al. Blast-induced dynamic responses of reinforced concrete structures under progressive collapse // Magazine of Concrete Research. 2022. Vol. 74. No 16. Pр. 850–863.Pham A.T. et al. Blast-induced dynamic responses of reinforced concrete structures under progressive collapse. Magazine of Concrete Research. 2022. Vol. 74. No. 16. Pр. 850-863.Alanani M., Ehab M., Salem H. Progressive collapse assessment of precast prestressed reinforced concrete beams using applied element method // Case Studies in Construction Materials. Elsevier Ltd., 2020. Vol. 13. P. e00457.Alanani M., Ehab M., Salem H. Progressive collapse assessment of precast prestressed reinforced concrete beams using applied element method. Case Studies in Construction Materials. 2020. Vol. 13. P. e00457.Кодыш Э.Н., Мамин А.Н. Разработка дискретно-связевой модели для определения напряженнодеформированного состояния плоскостных конструкций // Известия вузов. Строительство. 2003. Т. 540. № 12. С. 13–20.Kodysh E.N., Mamin A.N. Development of a discrete-connection model for determining the stress-strain state of planar structures. News of universities. Construction. 2003. Vol. 540. No. 12. Pp. 13-20.Savin S. Numerical Analysis Of Reinforced Concrete Beam-Column Joint Under Accidental Impact // J Serbian Soc Comput Mech. 2021. Vol. 15. No 1. Pр. 149–166.Savin S. Numerical Analysis Of Reinforced Concrete Beam-Column Joint Under Accidental Impact. J Serbian Soc Comput Mech. 2021. Vol. 15. No. 1. Pр. 149-166.Savin S.Yu., Fedorova N. V. Comparison of methods for analysis of structural systems under sudden removal of a member // Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2022. Vol. 18. No 4. Pр. 329–340.Savin S.Yu., Fedorova N.V. Comparison of methods for analysis of structural systems under sudden removal of a member. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2022. Vol. 18. No. 4. Pр. 329-340.Бондаренко В.М., Колчунов В.И. Расчетные модели силового сопротивления железобетона. М. : Издательство АСВ, 2004. 472 с.Bondarenko V.M., Kolchunov V.I. Calculation models of force resistance of reinforced concrete. Moscow : ASV Publishing House, 2004. 472 p.

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