Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Reinforced Concrete and Masonry Structures
кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры железобетонных и каменных конструкций
Graduate student, Department of Reinforced Concrete and Masonry Structures
магистрант, кафедра железобетонных и каменных конструкций
Graduate student, Department of Reinforced Concrete and Masonry Structures
магистрант, кафедра железобетонных и каменных конструкций
The effect of service life of a reinforced concrete building frame on its robustness parameters in the case of sudden failure of the outermost column has been investigated. The reinforced concrete frame of a philharmonic hall was chosen as the study subject. In order to evaluate its robustness, a relative robustness index, which is related to the parameters of the failure load for a system with and without initial local failure, has been utilized. Quasi-static modeling using the finite element method taking into account physical and geometric nonlinearity was performed as a part of the study. The physical nonlinearity of concrete, considering long-term operation of the structure, was accounted for by modified bilinear constitutive models of the material. Such models differed for elements with different stress-strain states in long-term operation. The parameters of the constitutive models were obtained using the integral deformation modulus proposed by Bondarenko. This approach has been employed to analyze the deformations and forces in the elements of the load-bearing system in the scenario of the outermost column failure. The curves for the percentage of destroyed elements of the load-bearing structure versus the parameters of the failure load have been plotted for the models with and without initial local failure of the outermost column, as well as for short-term and long-term operation. It is shown that the values of the failure load parameter and the relative robustness index decrease when the service life of the structure is accounted for.
Исследовано влияние длительности эксплуатации железобетонного каркаса здания на параметры его живучести при сценарии внезапного отказа одного из несущих элементов конструктивной системы. В качестве объекта исследования была выбрана железобетонная несущая система здания филармонии. Для количественной оценки ее живучести используется относительный индекс живучести, связанный с параметрами разрушающей нагрузки для системы с наличием начального локального разрушения и без разрушений. В рамках исследования выполнялось квазистатическое моделирование методом конечных элементов с учетом физической и геометрической нелинейности. Физическая нелинейность бетона, в том числе при длительной эксплуатации сооружения, учитывалась с помощью модифицированных билинейных диаграмм состояния материала, отличавшихся для элементов с различным напряженно-деформированным состоянием на стадии длительной эксплуатации. Параметры таких диаграмм были получены с использованием интегрального модуля В.М. Бондаренко. По результатам исследования получены и проанализированы деформации и усилия в элементах несущей системы после возникновения в ней начального разрушения. Построены графики зависимости изменения процента разрушенных элементов от параметров разрушающей нагрузки для моделей несущей системы с наличием начального локального разрушения в виде отказа колонны крайнего ряда и моделей системы без начальных разрушений. Показано, что при учете длительности эксплуатации сооружения значения параметра разрушающей нагрузки и параметра живучести несущей системы снижаются.