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. 

Рассматриваются характерные фрагменты железобетонных каркасов зданий в зоне возможного локального разрушения. Для оценки их сопротивления в запредельных состояниях предложена аналитическая расчетная модель. В качестве основы для валидации рассмотренной расчетной модели сопротивления приняты результаты 22 испытаний характерных фрагментов монолитных и сборных каркасов зданий, представленные в работах различных исследователей. С использованием предложенной аналитической модели выполнено параметрическое исследование влияния на сопротивление в запредельных состояниях следующих факторов: отношение высоты поперечного сечения ригелей к пролету, отношение рабочей высоты сечения к полной высоте.

Выполнен краткий обзор зарубежных и отечественных теорий или критериев прочности бетона, современных авторских и ©тяжелыхª программно-вычислительных комплексов (ПВК) для решения задач железобетона в объемной нелинейной постановке. Перечислены критерии прочности бетона, которые в них используются. Подробно рассмотрена теория пластического течения бетона Menetrey-Willam с учетом возможности нелинейного упрочнения при сжатии, линейного и нелинейного разупрочнения при растяжении и дилатации (УРД). Проведено численное моделирование трех разных фрагментов плитных железобетонных конструкций с помощью метода конечных элементов (МКЭ) в ПВК ANSYS 2024 R2с варьированием: размеров КЭ, критериев прочности, способа армирования и параметров УРД, площади арматуры. Подробно описаны результаты расчетов плит с указанием количественных и качественных характеристик расчетных моделей. Предлагаются пути совершенствования МКЭ для расчета плитных ЖБК.

В статье представлены варианты усиления и восстановления несущих железобетонных конструкций зданий, поврежденных в процессе эксплуатации. Эффективность использования сталефибробетона для усиления конструкций обусловлена повышенными прочностными и деформационными характеристиками материала по сравнению с железобетоном. Кроме того, многочисленные теоретические и экспериментальные исследования подтвердили повышенную в 3–5 раз трещиностойкость сталефибробетонных конструкций по сравнению с железобетонными. Определены оптимальные характеристики сталефибробетона для использования в качестве арматуры. На основе теоретических и экспериментальных исследований сформулированы предпосылки и методика расчета изгибаемых, сжато-криволинейных и обжатых железобетонных конструкций с зонным армированием из стальной фибры, работающих при статических и кратковременных динамических нагрузках. Разработанный метод расчета прочности нормальных и наклонных сечений реализует нелинейную модель деформирования, основанную на реальных диаграммах деформирования материалов. Для возможности практического применения этих исследований были разработаны алгоритм и компьютерная расчетная программа, которые позволяют инженеру подбирать оптимальные параметры сталефиброармирования, бетона и арматуры для усиления и восстановления поврежденных железобетонных конструкций путем вариантного расчета. В процессе расчета определяется процент перегрузки конструкции, необходимый уровень усиления с учетом требуемого коэффициента запаса и выбирается вариант усиления с необходимыми параметрами.

В работе предложены методики расчета механической безопасности конструкций и конструктивных систем зданий и сооружений при чрезвычайных ситуациях, особых и запроектных воздействиях. Предлагаемая система демпфирования нацелена на разработку и внедрение технологических инноваций — систем активного и пассивного управления средствами гашения колебаний — и обеспечение технологического лидерства Российской Федерации в области гарантированной безопасности зданий и сооружений при критических природных и техногенных воздействиях. Повышение безопасности зданий и сооружений предлагается осуществлять за счет разработки и развития эффективных способов демпфирования колебаний в результате применения трех систем тросовых связей, оборудованных гидроцилиндрами одностороннего действия. Эти три отдельных системы демпфирования в сумме образуют интегральную систему снижения уровня колебаний пространственного железобетонного каркаса производственного здания. Строится и численно апробируется алгоритм поиска безопасного включения колонн и балок (ферм) в работу демпфируемой системы связи ± каркас за счет снижения уровня размахов колебаний каркаса. Из цикла решений дифференциальных уравнений движения демпфируемой системы с вариациями сопротивления движению и/или параметров колонн подбираются оптимальные для данных возмущений параметры демпферов, механические характеристики колонн и балок, а также параметры преднатяжения. Исследуются перекрестные тросовые (гибкие) системы связей с гидроцилиндрами одностороннего действия, демпфирующие горизонтальные колебания и тросовые гидравлические связи, демпфирующие вертикальные колебания несущих конструкций покрытия. На основе численных экспериментов определяются параметры перекрестных ленточно-тросовых горизонтальных и вертикальных гидравлических систем связей для каркасов одноэтажных промышленных зданий: предварительного натяжения, характеристик тросов, характеристик гидроцилиндров, а также уточненных механических характеристик железобетонного каркаса. Разрабатывается и исследуется математическая модель демпфирования колебаний железобетонных каркасов с тросовыми связями, оборудованными гидроцилиндрами одностороннего действия, а также методы, алгоритмы и программный комплекс. 

В статье представлено обоснование значений частных коэффициентов надежности, используемых при проектировании зданий и сооружений из крупногабаритных железобетонных модулей (КЖМ). Актуальность исследования обусловлена необходимостью учета особенностей изготовления железобетонных конструкций из КЖМ, а также возможностями современных численных методов расчета. Выполнены расчетные исследования отдельных крупногабаритных железобетонных модулей и зданий пилонной (каркасной) и стеновой конструктивных схем. Расчеты проводились в линейной, нелинейной динамической и вероятностной постановках с использованием программных комплексов ЛИРА-САПР, ANSYS/LS-DYNA и языка программирования Python. На основе метода статистических испытаний получены значения вероятности отказа и индекса надежности для зданий из крупногабаритных железобетонных модулей. Показано, что для исследуемых конструктивных схем расчетные значения индекса надежности превышают целевые уровни, установленные в нормативных документах по надежности строительных конструкций. Полученные результаты позволяют обосновать возможность уточнения отдельных частных коэффициентов надежности при сохранении требуемого уровня надежности зданий и сооружений из крупногабаритных железобетонных модулей.

В данной обзорно-аналитической статье выполнена систематизация и критический анализ современного состояния исследований по применению машинного обучения для расчета железобетонных конструкций. В работе рассмотрены основные разновидности используемых моделей машинного обучения, проанализированы количественные метрики для оценки качества их предсказаний, а также обсуждены проблемы, связанные с интерпретируемостью результатов, оценкой ошибок и выявлением нелинейных зависимостей. Отдельное внимание уделено существующим пробелам в научном знании в области расчета железобетонных конструкций с использованием моделей машинного обучения, нормативным коллизиям и ограничениям, препятствующим практическому внедрению технологий ИИ в проектирование. На основе проведенного анализа сформулированы перспективные направления дальнейших исследований.