ISSN 2541-7592

НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ
СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ

Русский 
English 
    
» О журнале     » Журнал в базах данных     » Редколлегия     » Архив выпусков     » Об издателе     » Контакты 
 

Правила написания
и оформления статей

Правила
рецензирования

Памятка рецензента


Публикационная
этика 




Нашли ошибку на сайте?

Сообщите нам:   





 

Архив выпусков

Выпуск 4 (64), 2021


Анализ нелинейного статико-динамического деформирования железобетонных рам в запредельных состояниях


Федорова Н. В., Ву Нгок Туен, Медянкин М. Д.

 

Федорова Н. В., д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой архитектурно-строительного проектирования, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, Россия, г. Москва, e-mail: fenavit@bk.ru

Ву Нгок Туен, канд. техн. наук, преп. кафедры архитектурно-строительного проектирования, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, Россия, г. Москва, e-mail: ngoctuyennd91@gmail.com

Медянкин М. Д., аспирант кафедры железобетонных и каменных конструкций, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, Россия, г. Москва, e-mail: 412125453@mail.ru

 
 
Постановка задачи. Приводятся расчетная модель, алгоритм расчетного анализа и результаты расчета нелинейного статико-динамического деформирования железобетонных рам в запредельных состояниях, вызванных внезапным удалением одной из несущих конструкций.
Результаты. Для создания численной модели режима статико-динамического нагружения конструктивной системы использован программный комплекс LS-DYNA с применением детальной 3Д-модели, реализующей явный метод конечных элементов. При проведении расчетного анализа были приняты физико-механические характеристики деформирования материалов в трех вариантах: полученные по опытным данным Г. А. Гениева, по опытным данным Н. В. Федоровой, М. Д. Медянкина при статико-динамическом одноосном режиме испытаний ограниченного числа стандартных образцов призм и по СП 385.1325800.2018.
Выводы. Численным анализом статико-динамического деформирования железобетонной рамно-стержневой системы каркаса многоэтажного здания установлено, что дифференцированный учет количественного значения модуля вязкости бетона и соответственно времени и уровня статико-динамического догружения конструкции позволяет более строго определять критерии особого предельного состояния элементов железобетонных конструктивных систем зданий и сооружений.
 
Ключевые слова: железобетон, прогрессирующее обрушение, живучесть, особое предельное состояние, нелинейный динамический анализ, статико-динамическое деформирование.


DOI: 10.36622/VSTU.2021.64.4.001


Финансирование: работа поддержана проектом № 3.1.7.1 Плана фундаментальных исследований Российской архитектурно-строительной академии на 2021—2023 гг. и Министерства строительства и коммунального хозяйства Российской Федерации. Исследования, результаты которых изложены в данной работе, проводились с использованием оборудования ЦКП имени проф. Ю. М. Борисова ВГТУ, при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ, проект № 075-15-2021-662.

 

Библиографический список

1. Бондаренко, В. М. Экспозиция живучести железобетона / В. М. Бондаренко, В. И. Колчунов // Известия вузов. Строительство. — 2007. — № 5 — С. 4—8.
2. Ву, Нгок Туен. Исследование живучести железобетонной конструктивно нелинейной рамно-стержневой системы каркаса многоэтажного здания в динамической постановке / Ву Нгок Туен // Строительство и реконструкция. — 2020. — Т. 90, № 4. — С. 73—84.
3. Гениев, Г. А. Вариант деформационной теории пластичности бетона / Г. А. Гениев // Бетон и железобетон. — 1969. — Т. 2. — С. 18—19.
4. Гениев, Г. А. Метод определения динамических пределов прочности бетона / Г. А. Гениев // Бетон и железобетон. — 1998. — Т. 1. — С. 18—19.
5. Колчунов, В. И. Живучесть зданий и сооружений при запроектных воздействиях / В. И. Колчунов, Н. В. Клюева, Н. Б. Андросова, А. С. Бухтиярова. — М.: АСВ, 2014. — 208 c.
6. Кодыш, Э. Н. Проектирование защиты зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения с учетом возникновения особого предельного состояния / Э. Н. Кодыш // Промышленное и гражданское строительство. — 2018. — Т. 10. — С. 95—101.
7. Федорова, Н. В. Экспериментальное определение параметров статико-динамического деформирования бетона при режимном нагружении / Н. В. Федорова, М. Д. Медянкин, О. Б. Бушова // Строительство и реконструкция. — 2020. — № 3. — С. 72—81.
8. Федорова, Н. В. Определение параметров статико-динамического деформирования бетона / Н. В. Федорова, М. Д. Медянкин, О. Б. Бушова // Промышленное и гражданское строительство. — 2020. — № 1. — С. 4—11.
9. Федорова, Н. В. Критерий прочности плосконапряженного железобетонного элемента при особом воздействии / Н. В. Федорова, Ву Нгок Туен, И. А. Яковенко // Вестник МГСУ. — 2020. — Т. 15, № 11. — С. 1513—1522.
10. Alogla, K. A new mitigation scheme to resist progressive collapse of RC structures / K. Alogla, L. Weekes, L. Augusthus-Nelson // Construction and Building Materials. — 2016. — Vol. 125. — P. 533—545.
11. Fedorova, N. The dynamic effect in a structural adjustment of reinforced concrete structural system / N. Fedorova, V. Kolchunov, V. N. Tuyen, P. Dinh Quoc, M. Medyankin // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. — 2020. — Vol. 869. — P. 052078.
12. Fedorova, N. V. Dynamic additional loading of the frame of a multi-story building after the failure of one of the structures / N. V. Fedorova, N. T. Vu, T. A. Iliushchenko // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. — 2020. — Vol. 896, № 1. — P. 012040.
13. Fedorova, N. Determination of stiffness parameters of reinforced concrete structures using the decomposition method for calculating their survivability / N. Fedorova, V. Kolchunov, N. Tuyen Vu, T. Iliushchenko // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. — 2021. — Vol. 1030, № 1. — P. 012078. — DOI: 10.1088/1757-899X/1030/1/012078.
14. Fialko, S. Elasto-plastic progressive collapse analysis based on the integration of the equations of motion / S. Fialko, O. Kabantsev, A. Perelmuter // Magazine of Civil Engineering. — 2021. — Vol. 102, № 2. — P. 10214—10214. — DOI: 10.34910/MCE.102.14.
15. GSA. Alternate path analysis and design guidelines for progressive collapse resistance. — Washington D. C., 2016. — 203 р.
16. Hallquist, J. O. LS-DYNA Theory manual / J. O. Hallquist. — Livermore (USA), 2006. — 1576 p.
17. Izzuddin, B. A. Mitigation of progressive collapse in multi-storey buildings / B. A. Izzuddin // Advances in Structural Engineering. — 2012. — Vol. 15, № 9. — P. 1505—1520. — DOI: 10.1260/1369-4332.15.9.1505.
18. Qian, K. Impact of two columns missing on dynamic response of RC flat slab structures / K. Qian, Y. H. Weng, B. Li // Engineering Structures. — 2018. — Vol. 177. — P. 598—615. — DOI: 10.1016/J.ENGSTRUCT.2018.10.011.
19. Tamrazyan, A. Reduce the impact of dynamic strength of concrete under fire conditions on bearing capacity of reinforced concrete columns / A. Tamrazyan // Applied Mechanics and Materials. — 2014. — Vol. 475—476. — P. 1563—1566. — DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.475-476.1563.
20. UFC 4-023-03. Design of Buildings to Resist Progressive Collapse, Department of Defense USA, 2010. — 176 p.

 
 

Ссылка для цитирования

Федорова, Н. В. Анализ нелинейного статико-динамического деформирования железобетонных рам в запредельных состояниях / Н. В. Федорова, Ву Нгок Туен, М. Д. Медянкин // Научный журнал строительства и архитектуры. - 2021. - № 4 (64). - С. 11-24. - DOI: 10.36622/VSTU.2021.64.4.001.

 
 
 
 

English version 

 

Analysis of Nonlinear Static-Dynamic Deformation of Reinforced Concrete Frames in out-of-Limit States

Fedorova N. V., Vu Ngoc Tuyen, Medyankin M. D.
 
 

Fedorova N. V., D. Sc. in Engineering, Prof. of the Dept. of Architectural and Construction Design, Moscow State University of Civil Engineering, Russia, Moscow, e-mail: fenavit@mail.ru

Vu Ngoc Tuyen, PhD in Engineering, Lecturer of the Dept. of Architectural and Construction Design, Moscow State University of Civil Engineering, Russia, Moscow, e-mail: ngoctuyennd91@gmail.com

Medyankin M. D., PhD student of the Dept. of Reinforced Concrete and Masonry Structures, Moscow State University of Civil Engineering, Russia, Moscow, e-mail: 412125453@mail.ru


 
Statement of the problem. The article presents a computational model, an algorithm for computational analysis and the results of calculating the nonlinear static-dynamic deformation of reinforced concrete frames in out-of-limit states caused by the sudden removal of one of the supporting structures.
Results. To design a numerical model of the static-dynamic loading mode of a structural system, the LS-DYNA software package was used that makes use of a detailed 3D model implementing an explicit finite element method. During the computational analysis, the physical and mechanical characteristics of the deformation of materials were taken in three variants: those obtained based on the experimental data by G. A. Geniev, the experimental data by N. V. Fedorova and M. D. Medyankin under the static-dynamic uniaxial testing mode of a limited number of standard samples of prisms and according to the Russian standards SP (СП) 385.1325800.2018.
Conclusions. Numerical analysis of the static-dynamic deformation of the reinforced concrete frame-rod system of a multi-storey building has established that the differentiated accounting of the quantitative value of the concrete viscosity modulus and, accordingly, the time and level of static-dynamic loading of the structure allows one to identify the criteria for the special limit state of the elements of reinforced concrete structural systems of buildings and structures in a more rigid manner.
 
Keywords: reinforced concrete, progressive collapse, survivability, special limit state, nonlinear dynamic analysis, static-dynamic deformation. 


DOI: 10.36622/VSTU.2021.64.4.001

References

1. Bondarenko, V. M. Ekspozitsiya zhivuchesti zhelezobetona / V. M. Bondarenko, V. I. Kolchunov // Izvestiya vuzov. Stroitel'stvo. — 2007. — № 5 — S. 4—8.
2. Vu, Ngok Tuen. Issledovanie zhivuchesti zhelezobetonnoi konstruktivno nelineinoi ramno-sterzhnevoi sistemy karkasa mnogoetazhnogo zdaniya v dinamicheskoi postanovke / Vu Ngok Tuen // Stroitel'stvo i rekonstruktsiya. — 2020. — T. 90, № 4. — S. 73—84.
3. Geniev, G. A. Variant deformatsionnoi teorii plastichnosti betona / G. A. Geniev // Beton i zhelezobeton. — 1969. — T. 2. — S. 18—19.
4. Geniev, G. A. Metod opredeleniya dinamicheskikh predelov prochnosti betona / G. A. Geniev // Beton i zhelezobeton. — 1998. — T. 1. — S. 18—19.
5. Kolchunov, V. I. Zhivuchest' zdanii i sooruzhenii pri zaproektnykh vozdeistviyakh / V. I. Kolchunov, N. V. Klyueva, N. B. Androsova, A. S. Bukhtiyarova. — M.: ASV, 2014. — 208 c.
6. Kodysh, E. N. Proektirovanie zashchity zdanii i sooruzhenii ot progressiruyushchego obrusheniya s uchetom vozniknoveniya osobogo predel'nogo sostoyaniya / E. N. Kodysh // Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. — 2018. — T. 10. — S. 95—101.
7. Fedorova, N. V. Eksperimental'noe opredelenie parametrov statiko-dinamicheskogo deformirovaniya betona pri rezhimnom nagruzhenii / N. V. Fedorova, M. D. Medyankin, O. B. Bushova // Stroitel'stvo i rekonstruktsiya. — 2020. — № 3. — S. 72—81.
8. Fedorova, N. V. Opredelenie parametrov statiko-dinamicheskogo deformirovaniya betona / N. V. Fedorova, M. D. Medyankin, O. B. Bushova // Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. — 2020. — № 1. — S. 4—11.
9. Fedorova, N. V. Kriterii prochnosti ploskonapryazhennogo zhelezobetonnogo elementa pri osobom vozdeistvii / N. V. Fedorova, Vu Ngok Tuen, I. A. Yakovenko // Vestnik MGSU. — 2020. — T. 15, № 11. — S. 1513—1522.
10. Alogla, K. A new mitigation scheme to resist progressive collapse of RC structures / K. Alogla, L. Weekes, L. Augusthus-Nelson // Construction and Building Materials. — 2016. — Vol. 125. — P. 533—545.
11. Fedorova, N. The dynamic effect in a structural adjustment of reinforced concrete structural system / N. Fedorova, V. Kolchunov, V. N. Tuyen, P. Dinh Quoc, M. Medyankin // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. — 2020. — Vol. 869. — P. 052078.
12. Fedorova, N. V. Dynamic additional loading of the frame of a multi-story building after the failure of one of the structures / N. V. Fedorova, N. T. Vu, T. A. Iliushchenko // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. — 2020. — Vol. 896, № 1. — P. 012040.
13. Fedorova, N. Determination of stiffness parameters of reinforced concrete structures using the decomposition method for calculating their survivability / N. Fedorova, V. Kolchunov, N. Tuyen Vu, T. Iliushchenko // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. — 2021. — Vol. 1030, № 1. — P. 012078. — DOI: 10.1088/1757-899X/1030/1/012078.
14. Fialko, S. Elasto-plastic progressive collapse analysis based on the integration of the equations of motion / S. Fialko, O. Kabantsev, A. Perelmuter // Magazine of Civil Engineering. — 2021. — Vol. 102, № 2. — P. 10214—10214. — DOI: 10.34910/MCE.102.14.
15. GSA. Alternate path analysis and design guidelines for progressive collapse resistance. — Washington D. C., 2016. — 203 р.
16. Hallquist, J. O. LS-DYNA Theory manual / J. O. Hallquist. — Livermore (USA), 2006. — 1576 p.
17. Izzuddin, B. A. Mitigation of progressive collapse in multi-storey buildings / B. A. Izzuddin // Advances in Structural Engineering. — 2012. — Vol. 15, № 9. — P. 1505—1520. — DOI: 10.1260/1369-4332.15.9.1505.
18. Qian, K. Impact of two columns missing on dynamic response of RC flat slab structures / K. Qian, Y. H. Weng, B. Li // Engineering Structures. — 2018. — Vol. 177. — P. 598—615. — DOI: 10.1016/J.ENGSTRUCT.2018.10.011.
19. Tamrazyan, A. Reduce the impact of dynamic strength of concrete under fire conditions on bearing capacity of reinforced concrete columns / A. Tamrazyan // Applied Mechanics and Materials. — 2014. — Vol. 475—476. — P. 1563—1566. — DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.475-476.1563.
20. UFC 4-023-03. Design of Buildings to Resist Progressive Collapse, Department of Defense USA, 2010. — 176 p.

 


  
Контакты · Поиск · Карта сайта
Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура, все права защищены.
Работает на: Amiro CMS