concconcЖелезобетонные конструкцииReinforced concrete structures2949-16222949-1614Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет10.22227/2949-1622.2026.3.5-14concconc-98Research ArticleТЕОРИЯ БЕТОНА И ЖЕЛЕЗОБЕТОНАTHEORY OF CONCRETE AND REINFORCED CONCRETEРасчет несущей способности коррозионно-поврежденных сжатых железобетонных элементов при сейсмическом воздействииCalculation of the Bearing Capacity of Corrosion-Damaged Compressed Reinforced Concrete Elements under Seismic Actionhttps://orcid.org/0000-0003-0569-4788ТамразянА. Г.TamrazyanA. G.

Ашот Георгиевич Тамразян, член-корреспондент РААСН, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой железобетонных и каменных конструкций

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

Scopus: 55975413900, ResearcherID: T-1253-2017

Ashot G. Tamrazyan, Corresponding Member of RAACS, Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of Department of Reinforced Concrete and Masonry Structures

26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337

Scopus: 55975413900, ResearcherID: T-1253-2017

Tamrazian@mail.ruКудрявцевМ. В.KudryavtsevM. V.

Максим Владимирович Кудрявцев, кандидат технических наук, преподаватель кафедры железобетонных и каменных конструкций

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

Maxim V. Kudryavtsev, Candidate of Technical Sciences (Ph.D.), Lecturer at the Department of Reinforced Concrete and Masonry Structures

26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337

KudryavtsevMV@mgsu.ruНациональный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)РоссияMoscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU)Russian Federation202628082026153514Copyright © Тамразян А.Г., Кудрявцев М.В., 20262026Тамразян А.Г., Кудрявцев М.В.Tamrazyan A.G., Kudryavtsev M.V.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/98

Актуальность исследования обусловлена необходимостью оценки сейсмостойкости зданий с дефектами, вызванными коррозией арматуры, для предотвращения их разрушения при сейсмических воздействиях. Наиболее распространенным дефектом железобетонных конструкций являются коррозионные повреждения рабочей арматуры, которые не только снижают несущую способность, но и изменяют динамические характеристики конструкций. Цель работы — разработка методики расчета несущей способности коррозионно-поврежденных сжатых железобетонных элементов при знакопеременном малоцикловом нагружении. В качестве материалов и методов использовались аналитический обзор, экспериментальные исследования образцов колонн с различной степенью коррозии арматуры, а также численное моделирование в программном комплексе LS-DYNA. Результаты включают разработанную методику расчета огибающей гистерезиса, экспериментальные данные по снижению прочности, жесткости и диссипативных свойств колонн, а также верификацию предложенного метода. Выводы подтверждают, что коррозия арматуры приводит к значительному снижению динамических и прочностных характеристик элементов, а предложенная методика позволяет с достаточной точностью оценивать их несущую способность при сейсмических воздействиях. 

The relevance of the study is due to the need to assess the seismic resistance of buildings with defects caused by reinforcement corrosion to prevent their destruction under seismic impacts. The most common defect in reinforced concrete structures is corrosion damage of the working reinforcement, which not only reduces the bearing capacity but also changes the dynamic characteristics of structures. The aim of the work is to develop a method for calculating the bearing capacity of corrosion-damaged compressed reinforced concrete elements under alternating low-cycle loading. Materials and methods include an analytical review, experimental studies of column samples with varying degrees of reinforcement corrosion, and numerical simulation in the LSDYNA software package. The results include a developed method for calculating the hysteresis envelope, experimental data on the reduction of strength, stiffness, and dissipative properties of columns, as well as verification of the proposed method. The conclusions confirm that reinforcement corrosion leads to a significant decrease in the dynamic and strength characteristics of elements, and the proposed method makes it possible to assess their bearing capacity under seismic actions with sufficient accuracy.

сейсмостойкостькоррозия арматурыжелезобетонные колоннынесущая способностьмалоцикловое нагружениегистерезисчисленное моделированиеLS-DYNAseismic resistancereinforcement corrosionreinforced concrete columnsbearing capacitylow-cycle loadinghysteresisnumerical simulationLSDYNAСоавтор статьи к.т.н. М.В. Кудрявцев выражает благодарность своему научному руководителю, д.т.н., профессору Ашоту Георгиевичу Тамразяну за ценные советы и указания, а также коллективу кафедры ЖБК НИУ МГСУ за оказанную поддержку и проведенные консультации. За профессиональную помощь и сотрудничество в проведении нестандартных, технически сложных испытаний выражаю благодарность директору НИИЭМ к.т.н. Александру Николаевичу Шувалову и коллективу лаборатории ЛИСМИиК.ReferencesТамразян А.Г., Кудрявцев М.В. Влияние коррозионных повреждений арматуры на динамическое состояние сжатых железобетонных конструкций // Строительство и реконструкция. 2025. № 2 (118). С. 81–93.Tamrazyan A.G., Kudryavtsev M.V. Influence of corrosion damage of reinforcement on the dynamic state of compressed reinforced concrete structures. Stroitel'stvo i rekonstruktsiya. 2025; 2(118):81-93. (In Russian).Берлинов М.В., Берлинова М.Н., Творогов А.В., Печкина Е.К. Учет коррозионных повреждений эксплуатируемых железобетонных конструкций в условиях трехосного напряженно-деформированного состояния // Строительство и архитектура. 2020. Т. 8. № 3. С. 40–46.Berlinov M.V., Berlinova M.N., Tvorogov A.V., Pechkina E.K. Accounting for corrosion damage of operated reinforced concrete structures under triaxial stress-strain state conditions. Stroitel'stvo i arkhitektura. 2020; 8(3):40-46. (In Russian).Берлинова М.Н. К расчету сжатых железобетонных колонн в случае одностороннего химкоррозионного повреждения // Системные технологии. 2023. № 3 (48). С. 42–47.Berlinova M.N. On the calculation of compressed reinforced concrete columns in the case of unilateral chemical corrosion damage. Sistemnye tekhnologii. 2023; 3(48):42-47. (In Russian).Бондаренко В.М., Творогова М.Н., Исаева Е.М. Практический расчет силового сопротивления сжатых железобетонных стержней, поврежденных коррозией // Вестник Отделения строительных наук Российской академии архитектуры и строительных наук. 2006. № 10. С. 52.Bondarenko V.M., Tvorogova M.N., Isaeva E.M. Practical calculation of the force resistance of compressed reinforced concrete rods damaged by corrosion. Vestnik Otdeleniya stroitel'nykh nauk Rossiiskoi akademii arkhitektury i stroitel'nykh nauk. 2006; 10:52. (In Russian).Мацеевич Т.А., Андреев И.Ф. Конечно-элементная модель диффузии хлорида в предварительно напряженной корродированной арматуре железобетонных конструкций // Вестник МГСУ. 2022. Т. 17. № 11. С. 1462–1470.Matseevich T.A., Andreev I.F. Finite element model of chloride diffusion in prestressed corroded reinforcement of reinforced concrete structures. Vestnik MGSU. 2022; 17(11):1462-1470. (In Russian).Попов Д.С. Экспериментальные исследования динамических свойств коррозионно-поврежденных сжатых железобетонных элементов // Строительство и реконструкция. 2022. № 2. С. 55–64.Popov D.S. Experimental studies of the dynamic properties of corrosion-damaged compressed reinforced concrete elements. Stroitel'stvo i rekonstruktsiya. 2022; 2:55-64. (In Russian).Савин С.Ю., Колчунов В.И., Федорова Н.В. Несущая способность железобетонных внецентренно сжатых элементов каркасов зданий при коррозионных повреждениях в условиях особых воздействий // Железобетонные конструкции. 2023. Т. 1. № 1. С. 46–54.Savin S.Yu., Kolchunov V.I., Fedorova N.V. Bearing capacity of reinforced concrete eccentrically compressed elements of building frames under corrosion damage under special actions. Zhelezobetonnye konstruktsii. 2023; 1(1):46-54. (In Russian).Смоляго Г.А., Фролов Н.В. Современные подходы к расчету остаточного ресурса изгибаемых железобетонных элементов с коррозионными повреждениями // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2019. № 6. С. 88–100.Smolyago G.A., Frolov N.V. Modern approaches to calculating the residual resource of bent reinforced concrete elements with corrosion damage. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. 2019; 6:88-100. (In Russian).Кудрявцев М.В. Численное моделирование коррозионно-поврежденных колонн при малоцикловом горизонтальном воздействии // Инженерный вестник Дона. 2025. № 6.Kudryavtsev M.V. Numerical modeling of corrosion-damaged columns under low-cycle horizontal loading. Inzhenernyi vestnik Dona. 2025; 6. (In Russian).Прокопович А.А. Сопротивление изгибу железобетонных конструкций с различными условиями сцепления продольной арматуры с бетоном. Самара : НВФ «Сенсоры, Модули, Системы», 2000. 296 с.Prokopovich A.A. Flexural resistance of reinforced concrete structures with various conditions of bond between longitudinal reinforcement and concrete. Samara, NVF "Sensory, Moduli, Sistemy", 2000; 296. (In Russian).Тамразян А.Г. Влияние перераспределения моментов на несущую способность изгибаемых железобетонных элементов при повреждении напрягаемой арматуры вследствие коррозии // Железобетонные конструкции. 2025. № 12 (4). С. 5–17.Tamrazyan A.G. Influence of moment redistribution on the bearing capacity of bent reinforced concrete elements under damage of prestressed reinforcement due to corrosion. Zhelezobetonnye konstruktsii. 2025; 12(4):5-17. (In Russian).Тамразян А.Г., Кудрявцев М.В. Предпосылки расчета гистерезиса железобетонных колонн при сейсмическом воздействии // Актуальные вопросы техники, науки, технологии : сб. науч. тр. нац. конф. (Брянск, 13–15 февр. 2025 г.) / под общ. ред. Т.Э. Сергутиной. Брянск : БГИТУ, 2025. С. 463–466.Tamrazyan A.G., Kudryavtsev M.V. Prerequisites for calculating the hysteresis of reinforced concrete columns under seismic action. Issues of Engineering, Science, Technology : collection of scientific papers of the national conference (Bryansk, February 13–15, 2025). Ed. by T.E. Sergutina. Bryansk, BGITU, 2025; 463-466. (In Russian).ACI 374.2R-13. Guide for Testing Reinforced Concrete Structural Elements under Slowly Applied Simulated Seismic Loads. Farmington Hills (MI) : American Concrete Institute, 2013. 22 p.ACI 374.2R-13. Guide for Testing Reinforced Concrete Structural Elements under Slowly Applied Simulated Seismic Loads. Farmington Hills (MI), American Concrete Institute, 2013; 22.Айзенберг Я.М., Кодыш Э.Н., Никитин И.К., Смирнов В.И., Трекин Н.Н. Сейсмостойкие многоэтажные здания с железобетонным каркасом. М. : Изд-во Ассоциации строит. вузов, 2012. 264 с.Aizenberg Ya.M., Kodysh E.N., Nikitin I.K., Smirnov V.I., Trekin N.N. Earthquake-resistant multi-storey buildings with reinforced concrete frame. Moscow, Publishing House of the Association of Construction Universities, 2012; 264. (In Russian).Жарницкий В.И., Алипур М.А. Сейсмостойкость железобетонных конструкций с учетом процесса развития повреждений // Вестник МГСУ. 2011. № 2-1. С. 110–115.Zharnitsky V.I., Alipur M.A. Seismic resistance of reinforced concrete structures considering the process of damage development. Vestnik MGSU. 2011; 2-1:110-115. (In Russian).Кабанцев О.В., Умаров К.И. Особенности упругопластического деформирования рамносвязевых железобетонных каркасов при сейсмическом воздействии // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2020. № 1. С. 18–28.Kabantsev O.V., Umarov K.I. Features of elastic-plastic deformation of frame-braced reinforced concrete frames under seismic action. Seismostoikoe stroitel'stvo. Bezopasnost' sooruzhenii. 2020; 1:18-28. (In Russian).Колчунов В.И., Кореньков П.А., Фан Д.Г. Особое предельное состояние в железобетонных каркасах с узлами, усиленными косвенным армированием при аварийных воздействиях // Вестник МГСУ. 2021. Т. 16. № 11. С. 1462–1472.Kolchunov V.I., Korenkov P.A., Fan D.G. Special limit state in reinforced concrete frames with joints reinforced by indirect reinforcement under accidental loads. Vestnik MGSU. 2021; 16(11):1462-1472. (In Russian).Мкртычев О.В. Нелинейные динамические методы расчета при проектировании объектов для сейсмических районов // Промышленное и гражданское строительство. 2022. № 9. С. 36–41.Mkrtychev O.V. Nonlinear dynamic methods of calculation in the design of facilities for seismic regions. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. 2022; 9:36-41. (In Russian).Тамразян А.Г., Мацеевич Т.А. Оценка степени повреждения зданий при землетрясениях методом статистического моделирования // Железобетонные конструкции. 2024. Т. 7. № 3. С. 3–11.Tamrazyan A.G., Matseevich T.A. Assessment of the damage degree of buildings during earthquakes by statistical modeling method. Zhelezobetonnye konstruktsii. 2024; 7(3):3-11. (In Russian).Хачиян Э.Е., Мелкумян М.Г. Методика получения динамической зависимости «восстанавливающая сила – перемещения» // Доклады Академии наук Армянской ССР. 1982. Т. 74. № 2. С. 72–77.Khachiyan E.E., Melkumyan M.G. Methodology for obtaining the dynamic dependence "restoring force – displacement". Doklady Akademii nauk Armyanskoi SSR. 1982; 74(2):72-77. (In Russian).Tamrazyan A., Matseevich T. The criteria for assessing the safety of buildings with a reinforced concrete frame during an earthquake after a fire // Buildings. 2022. Т. 12. № 10. С. 1662.Tamrazyan A., Matseevich T. The criteria for assessing the safety of buildings with a reinforced concrete frame during an earthquake after a fire. Buildings. 2022; 12(10):1662.Тамразян А.Г., Кудрявцев М.В. Экспериментальное исследование поведения коррозионно-поврежденных колонн при знакопеременном малоцикловом нагружении // Системные технологии. 2025. No. 1 (54). С. 5–15.Tamrazyan A.G., Kudryavtsev M.V. Experimental study of the behavior of corrosion-damaged columns under alternating low-cycle loading. Sistemnye tekhnologii. 2025; 1(54):5-15. (In Russian).Tamrazyan A.G., Kudryavtsev M.V. Influence of Damage Level on Dynamic Characteristics of Reinforced Concrete Structures when Assessing their Seismic Resistance // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2024. № 3.Tamrazyan A.G., Kudryavtsev M.V. Influence of Damage Level on Dynamic Characteristics of Reinforced Concrete Structures when Assessing their Seismic Resistance. Stroitel'naya mekhanika inzhenernykh konstruktsii i sooruzhenii. 2024; 3.

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