Несущая способность железобетонных внецентренно сжатых элементов каркасов зданий при коррозионных повреждениях в условиях особых воздействий

Воздействия агрессивных сред и, соответственно, коррозионное повреждение бетона и арматурной стали, нарушение сцепления между ними на отдельных участках приводят к изменению значений предельной высоты сжатой зоны, определяющих пластический или хрупкий механизм разрушения конструкций колонн железобетонных каркасов зданий. Целью представленного исследования являлась оценка влияния глубины коррозионного повреждения на предельную высоту сжатой зоны сечения внецентренно сжатых элементов железобетонных каркасов зданий, а также оценка несущей способности указанных элементов. В статье приведены аналитические зависимости для оценки предельного значения высоты сжатой зоны сечения коррозионно поврежденного железобетонного элемента каркаса здания при двухлинейной аппроксимации диаграммы состояния бетона. Установлено, что рост глубины коррозионного повреждения приводит к снижению высоты сжатой зоны сечения относительно части рабочей высоты сечения, сохранившей ресурс силового сопротивления, а также к снижению несущей способности внецентренно сжатых железобетонных элементов вследствие уменьшения эффективной рабочей высоты сечения и увеличения их гибкости. Увеличении гибкости элементов приводит к снижению величины предельной продольной силы, воспринимаемой внецентренно сжатыми железобетонными элементами. При этом увеличение относительной глубины коррозионного повреждения усиливает этот эффект вследствие увеличения эффективной гибкости таких элементов по сравнению с элементами без повреждений.

1. UFC 4-023-03 (Including Change 3, 2016) Unified facilities criteria. Design of buildings to resist progressive collapse. URL: https://wbdg.org/FFC/DOD/UFC/ufc_4_023_03_2009_c3.pdf (дата обращения 18.10.2022)

2. BS 8110-1:1997 Structural use of concrete. URL: https://crcrecruits.files.wordpress.com/2014/04/bs8110-1-1997-structural-use-of-concrete-design-construction.pdf (дата обращения 18.10.2022)

3. EN 1992-1-1-2009 Eurocode 2: Design of concrete structures. URL: https://www.phd.eng.br/wp-content/up-loads/2015/12/en.1992.1.1.2004.pdf (дата обращения 18.10.2022)

4. EN 1991-1-7-2009 General Actions – Accidental Actions. URL: https://www.phd.eng.br/wp-content/up-loads/2015/12/en.1991.1.7.2006.pdf (дата обращения 18.10.2022)

5. ДБН В.1.2-14:2018 Общие принципы обеспечения надежности и конструктивной безопасности зданий, сооружений строительных конструкций и оснований. Киев: Министерство регионального развития, строительства и жилищно-коммунального хозяйства, 2018. URL: https://armis.com.ua/blog/library/dbn/155-dbn-v-1-2-14-2018 (дата обращения 18.10.2022)

6. SP 296.1325800.2017 Buildings and structures. Accidental actions. Moscow: Minstroy RF, 2017. URL: https://docs.cntd.ru/document/555600219 (дата обращения 18.10.2022)

7. SP 385.132580.2018 Protection of buildings and structures against progressive collapse. Design code. Basic statements. Moscow: Minstroy RF, 2018. URL: https://docs.cntd.ru/document/551394640 (дата обращения 18.10.2022)

8. Phama A.T., Tana K.H., Jun Yu J. Numerical investigations on static and dynamic responses of reinforced concrete sub-assemblages under progressive collapse // Engineering Structures. 2017. Vol. 149. Pp. 2-20. doi: 10.1016/j.eng-struct.2016.07.042

9. Al-Salloum Y. A., Abbas H., Almusallam T. H., Ngo T., Mendis P. Progressive collapse analysis of a typical RC highrise tower // Journal of King Saud University - Engineering Sciences. 2017. Vol. 29. Pp. 313-320. doi: 10.1016/j.jksues.2017.06.005

10. Dinua F., Marginean I., Dubina D., Kovacs A., Ghicioi E. Experimental testing and numerical modeling of steel frames under close-in detonations // Procedia Engineering. 2017. Vol. 210, pp. 377-385. Doi: 10.1016/j.proeng.2017.11.091

11. Goel M. D., Agrawal D., Choubey A. Collapse Behavior of RCC Building under Blast Load // Procedia Engineering. 2017. Vol. 173, pp. 1943-1950. Doi: 10.1016/j.proeng.2016.12.256

12. Elsanadedy H. M., Almusallam T. H., Alharbi Y. R., Al-Salloum Y. A., Abbas H. Progressive collapse potential of a typical steel building due to blast attacks // Journal of Constructional Steel Research. 2014. Vol. 101, pp. 143-157. Doi: 10.1016/j.jcsr.2014.05.005

13. Шапиро Г.И., Обухова Л.В., Эйсман Ю.А., Сиротина Е.В. Защита от прогрессирующего обрушения жилых домов первого периода индустриального домостроения серий 1-510, 1-511, 1-515 // Промышленное и гражданское строительство. 2006. No4. С.32-35.

14. Kolchunov V.I., Savin S.Y. Dynamic effects in a composite two-component rods which appear when local fracture of the matrix is occurred // Journal of Applied Engineering Science. 2017. Vol 15, No 3, pp: 325-331. doi:10.5937/jaes15-14602

15. Бондаренко В.М., Клюева Н.В. К расчету сооружений, меняющих расчетную схему вследствие коррозионного повреждения. Известия вузов. Строительство. 2008. No1, С. 4-12.

16. Бондаренко В.М., Колчунов В.И. Экспозиция живучести железобетона // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2007. No5, С. 4-8.

17. Селяев В. П., Селяев П. В., Алимов М. Ф., Сорокин Е. В. Оценка остаточного ресурса железобетонных изгибаемых элементов, подверженных действию хлоридной коррозии // Строительство и реконструкция. 2017. No6. С. 49-58.

18. Чупичев О.Б. Модели расчета силового сопротивления поврежденного коррозией железо-бетонного элемента // Строительство и реконструкция. 2010. No 1. С. 55–59.

19. СП 63.13330.2018 "СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Москва: Минстрой РФ, 2020. 150 с.

20. ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения. М.: ОАО «НИЦ «Строительство»», 2019. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200115736 (дата обращения 18.10.2022)