Structural Mechanics of Engineering Constructions and BuildingsStructural Mechanics of Engineering Constructions and BuildingsСтроительная механика инженерных конструкций и сооружений1815-52352587-8700Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)1691610.22363/1815-5235-2017-5-34-42ArticlesСтатьиResearch ArticleRELIABILITY ANALYSIS OF REINFORCED CONCRETE BEAMS WITH SHEAR CRACKS ON REBAR STRENGTHРАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ БАЛОК ПО КРИТЕРИЮ ПРОЧНОСТИ ПОПЕРЕЧНОЙ АРМАТУРЫ ПРИ ОБРАЗОВАНИИ НАКЛОННЫХ ТРЕЩИНUTKINV SУТКИНВЛАДИМИР СЕРГЕЕВИЧ

Doctor of science in engineering, Professor of civil engineering department of Vo- logda State University, email: utkinvogtu@mail.ru

УТКИН В.С., доктор технических наук, профессор кафедры ПГС, Вологодский государственный университет, заслуженный работник высшей школы Российской Федерации

utkinvogtu@mail.ruSOLOVYEVS AСОЛОВЬЕВСЕРГЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

post-graduate student of civil engineering department of Vologda State University, email: ser6sol@yandex.ru

аспирант кафедры ПГС, Вологодский государственный университет, email: ser6sol@yandex.ru , тел. 8(8172)518396

ser6sol@yandex.ruVologda State University, VologdaВологодский государственный университет151020175NO5 (2017)№5 (2017)344209102017Copyright ©; 2017, Utkin V.S., SOLOVYEV S.A.Copyright ©; 2017, УТКИН В.С., СОЛОВЬЕВ С.А.2017Utkin V.S., SOLOVYEV S.A.УТКИН В.С., СОЛОВЬЕВ С.А.http://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://journals.rudn.ru/structural-mechanics/article/view/16916

The article describes methods for reliability analysis of reinforced concrete beams with shear cracks by the criterion of the rebar strength. Reliability analysis is conducted on the basis of the provisions of reliability theory and fuzzy set theory to account for the limited statistical information on con- trolled parameters. We considered two design cases with different numbers of fuzzy variables in the design mathematical models of a limit state. Numerical examples of reliability analysis are given. The proposed methods may in some cases contribute to accidents prevention in reinforced concrete beams, and in other cases get the economic effect from the rejection of strengthening or replacement of beams, even when the crack width exceeds the ultimate value

В статье предложены методы расчета надежности железобетонных балок по критерию прочности поперечной арматуры при образовании наклонных трещин в бе- тоне. Для учета ограниченности статистической информации о контролируемых па- раметрах расчет надежности проводится на основе положений теории надежности и теории нечетких множеств. Рассмотрено два расчетных случая с различным коли- чеством нечетких переменных в расчетных математических моделях предельного со- стояния. Приведены численные примеры расчета надежности. Предлагаемые методы могут в одних случаях поспособствовать предотвращению аварий железобетонных балок, а в других случаях получить экономический эффект от отказа от усиления или замены балки, даже при ширине раскрытия трещины больше нормативного значения

reliabilitysafetyreinforced concrete beamshear cracksstrength criterionpossibility theoryfuzzy setsнадежностьбезопасность эксплуатациижелезобетонная балканаклонные трещиныстадия эксплуатациикритерий прочноститеория возмож- ностейUtkin, V.S., Solov'ev, S.A. (2016). Reliability analysis of reinforced concrete beams with taking into account opening of cracks in concrete under failure actions. Sovremennye problemy rascheta zhelezobetonnyh konstrukcij, zdanij i sooruzhenij na avarijnye vozdejstvija. Pod redakciej A.G. Tamrazjana, D.G. Kopanicy, pp. 472—477 (in Russ.)Уткин В.С., Соловьев С.А. Расчет надежности железобетонных балок по раскрытию трещин в бетоне при аварийных воздействиях // Современные проблемы расчета железобетонных конструкций, зданий и сооружений на аварийные воздействия. Под редакцией А.Г. Тамразяна, Д.Г. Копаницы. 2016. С. 472-477.Shahnewaz, M., Machial ,R.,Shahira, Alam M. (2016). Optimized shear design equation for slender concrete beams reinforced with FRP bars and stirrups using Genetic Algorithm and reliability analysis. Engineering Structures, Vol. 107. 151—165.Shahnewaz M., Machial R.,Shahira Alam M. Optimized shear design equation for slender concrete beams reinforced with FRP bars and stirrups using Genetic Algorithm and reliability analysis. Engineering Structures. 2016. Vol. 107. Pp. 151-165.Utkin, V.S., Solov'ev, S.A. (2015). The determination of bearing capacity of reinforced concrete beams with cracks in the concrete. Vestnik Grazhdanskih Inzhenerov, 53(6), 58—64 (in Russ.)Уткин В.С., Соловьев С.А. Определение несущей способности железобетонных балок при наличии трещин в бетоне // Вестник гражданских инженеров. 2015. № 6(53). С. 58-64.Utkin, V.S., Solov'ev, S.A. (2016). An analysis of reliability of the exploited reinforces beam under criteria of the length of the crack in the concrete. Vestnik MGSU, (1), 68—79 (in Russ.)Уткин В.С., Соловьев С.А. Расчет надежности железобетонной балки на стадии эксплуатации по критерию длины трещины в бетоне// Вестник МГСУ. 2016. №1. С. 68-79.Al-Ansari, M. (2015) Reliability and flexural behavior of triangular and T-reinforced concrete beams. International Journal of Advanced Structural Engineering, Vol. 7, Issue 10, 377—386.Al-Ansari M. Reliability and flexural behavior of triangular and T-reinforced concrete beams. International journal of advanced structural engineering. 2015. Vol. 7. Issue 10. Pp. 377-386.Sharvil, A.F., Nikil, N., Shiddhartha, G. (2016). Reliability of a corroded RC beam based on Bayesian updating of the corrosion model. Engineering Structures, Vol. 126. 457—468.Sharvil A.F., Nikil N., Shiddhartha G. Reliability of a corroded RC beam based on Bayesian updating of the corrosion model. Engineering Structures. 2016. Vol. 126. Pp. 457- 468.Garbusenko, V.V. (2016). Failures, Defects, and Strengthening of Reinforced Concrete and Stone Structures. Moscow: ASV. 104 (in Russ.)Гарбусенко В.В. Аварии, дефекты и усиление железобетонных и каменных кон- струкций. М.: АСВ, 2016. 104 с.Grozdov, V.T. (2000). Priznaki Avarijnogo Sostojanija Nesushhih Konstrukcij Zdanij i So-Oruzhenij [The Symptoms of Failure Condition of Bearing Structures of Buildings and Erections], Saint-Petersburg: Izd. Dom KN+. 48 (in Russ.)Гроздов В.Т. Признаки аварийного состояния несущих конструкций зданий и со- оружений. СПб: Издательский дом КН+, 2000. 48 с.Bedov, A.I., Saprykin, V.F. (1995). Obsledovanie i Rekonstrukciya Zhelezobetonnih i Kamennyh Konstrukcij Ekspluatiruemyh Zdanij i Sooruzhenij [The Inspection and Reconstruction of Reinforced Concrete and Stone Structures of exploited Buildings and Erections]. Moscow: Izd-vo ASV, 191 p.Бедов А.И., Сапрыкин В.Ф. Обследование и реконструкция железобетонных и каменных конструкций эксплуатируемых зданий и сооружений. М.: Изд-во АСВ, 1995. 191 с.Bajkov, V.N., Sigalov, E.E. (1991). Zhelezobetonnye Konstrukcii (Obschij Kurs) [Reinforced Concrete Structures], Moscow: Stroyizdat. 767 (in Russ.)Байков В. Н., Сигалов Э. Е. Железобетонные конструкции (Общий курс). М.: Стройиздат, 1991. 767 с.Dubois, D., Prade, H. (2001). Possibility Theory, Probability Theory and Multiple-valued Logics: A Clarification. Annals of Mathematics and Artificial Intelligence, No, 32. 35—66.Dubois D., Prade H. Possibility Theory, Probability Theory and Multiple-valued Logics: A Clarification. Annals of Mathematics and Artificial Intelligence. 2001. No. 32. Pp 35-66.Zadeh, L. A. (1965). Fuzzy sets. Information and Control, No 3, 338—353.Zadeh L. A. Fuzzy sets. Information and Control. 1965. No. 3. Pp. 338-353.Utkin, V.S., Solov'ev, S.A. (2016). Raschet nadezhnosti zhelezobetonnoj balki po kriteriyu dliny treshchiny v betone. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings, No 5, 24—33 (in Russ.)Уткин В.С., Соловьев С.А. Расчет надежности железобетонной балки по критерию длины трещины в бетоне // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2016. № 5. С. 24-33.Utkin, V.S., Solov'ev, S.A., Kaberova, A.A. (2015). Znachenie urovnja sreza (riska) pri raschete nadezhnosti nesushchih elementov vozmozhnostnym metodom. Stroitel'naja Mehanika i Raschet Sooru-zhenij, No 6, 63—67 (in Russ.)Уткин В.С., Соловьев С.А., Каберова А.А. Значение уровня среза (риска) при расчете надежности несущих элементов возможностным методом // Строительная механика и расчет сооружений. 2015. № 6. С. 63-67.Augusti, G., Baratta, A., Kashiati, F. (1988). Veroyatnostnye Metody v Stroitel'nom Proektiro-vanii [Variational Methods in Building Design], Moscow: Stroyizdat, 584 (in Russ.)Аугусти Г., Баратта А., Кашиати Ф. Вероятностные методы в строительном проектировании. М.: Стройиздат, 1988. 584 с.Kozachek, V.G., Nechaev, N.V., Notenko, S.N. etc. (2004). Obsledovanie i Ispytanie Zdanij i Sooruzhenij. Moscow: Vysshaya shkola, 447 (in Russ.)Козачек В.Г., Нечаев Н.В., Нотенко С.Н. и др. Обследование и испытание зданий и сооружений. М.: Высшая школа, 2004. 447 с.