Экспозиция устойчивости длительно нагруженных конструктивных систем зданий при средовом повреждении

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Ряд аварий, произошедших в последние годы с объектами капитального строительства, показывает, что средовые воздействия на железобетонные конструктивные системы приводят с течением времени к снижению ресурса их силового сопротивления при особых аварийных воздействиях. При этом представленные в научной литературе результаты исследований по данному вопросу преимущественно относятся к изгибаемым элементам, в то время как применительно к внецентренно сжатым коррозионно повреждаемым железобетонным элементам рассмотрены либо частные аспекты силового сопротивления в условиях контакта конструкций с агрессивными средами, либо полученные расчетные зависимости достаточно сложные для их практического применения. В связи с этим цель исследования - оценить влияние глубины продвижения фронта коррозии на несущую способность внецентренно сжатых железобетонных элементов конструктивных систем зданий и сооружений, а также спрогнозировать время исчерпания несущей способности. Для учета длительных неравновесных процессов коррозионного повреждения использована феноменологическая модель В.М. Бондаренко. Установлено, что рост глубины коррозионного повреждения приводит к снижению несущей способности внецентренно сжатых железобетонных элементов вследствие уменьшения эффективной рабочей высоты сечения и увеличения их гибкости. При этом относительная глубина разрушенного слоя, не учитываемого в расчете, меняется в зависимости от текущего напряженно-деформированного состояния, реализуя механизм приспособления конструкции к меняющимся во времени параметрам воздействий. Время достижения критической глубины коррозионного повреждения существенно зависит от параметров средовых воздействий и напряженно-деформированного состояния элемента и может отличаться в несколько раз при реализации траекторий лавинного или кольматационного повреждения.

Об авторах

Сергей Юрьевич Савин

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: suwin@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-6697-3388

кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры железобетонных и каменных конструкций

Российская Федерация, 129337, Москва, Ярославское шоссе, д. 26

Наталия Витальевна Федорова

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет

Email: fedorovaNV@mgsu.ru
ORCID iD: 0000-0002-5392-9150

доктор технических наук, профессор, директор филиала НИУ МГСУ в г. Мытищи, заведующая кафедрой архитектурно-строительного проектирования

Российская Федерация, 129337, Москва, Ярославское шоссе, д. 26

Список литературы

  1. Kong X., Smyl D. Investigation of the condominium building collapse in Surfside, Florida: a video feature tracking approach. Structures. 2022;43:533-545. http://doi.org/10.1016/j.istruc.2022.06.009
  2. Nazarov Yu.V., Zhuk Yu.N., Simbirkin V.N., Egorov M.I. Basmanny market: analysis of design solutions and possible mechanisms of building destruction. Structural Mechanics and Analysis of Constructions. 2007;211(2):49-55. (In Russ.)
  3. Bondarenko V.M. Exposure of the stability of reinforced concrete columns operated in an aggressive environment. Structural Mechanics and Analysis of Constructions. 2014;(3):27-34. (In Russ.)
  4. Bondarenko V.M. Features of deformation of reinforced concrete during additional loading and unloading, associated with corrosion and energy dissipation of force resistance. Building and Reconstruction. 2010;27(1):3-11. (In Russ.)
  5. Bondarenko V.M. Corrosion damage as a cause of avalanche destruction of reinforced concrete structures. Structural Mechanics and Analysis of Constructions. 2009;(5):13-17. (In Russ.)
  6. Bondarenko V.M., Klyueva N.V. Analysis of structures that change the design scheme due to corrosion damage. News of Higher Educational Institutions. Construction. 2008;589(1):4-12. (In Russ.)
  7. Bondarenko V.M., Kolchunov V.I. Exposition of reinforced concrete viability. News of Higher Educational Institutions. Construction. 2007;581(5):4-8. (In Russ.)
  8. Selyaev V.P., Selyaev P.V., Alimov M.F., Sorokin E.V. Estimation of residual resources of reinforced concrete bending elements subjected to the action of chloride corrosion. Building and Reconstruction. 2017;74(6):49-58. (In Russ.) Available from: https://construction.elpub.ru/jour/article/view/83 (accessed: 20.06.2022).
  9. Xiao J., Long X., Qu W., Li L., Jiang H., Zhong Z. Influence of sulfuric acid corrosion on concrete stress-strain relationship under uniaxial compression. Measurement. 2022;187:110318. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2021.110318
  10. Zhou C., Zhu Zh., Wang Zh., Qiu H. Deterioration of concrete fracture toughness and elastic modulus under simulated acid-sulfate environment. Construction and Building Materials. 2018;176:490-499. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.05.049
  11. Yang D., Yan Ch., Liu Sh., Zhang J., Hu Zh. Stress-strain constitutive model of concrete corroded by saline soil under uniaxial compression. Construction and Building Materials. 2019;213:665-674. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.03.153
  12. Wen Q.Q., Chen M.Ch. Study on the nonlinear performance degradation of reinforced concrete beam under chloride ion corrosion. Engineering Failure Analysis. 2021;124:105310. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2021.105310
  13. Liu M., Jin L., Zhang R., Chen F., Du X. Combined effect of corrosion and strain rate on the bond behavior: a two-stage simulation. International Journal of Mechanical Sciences. 2022;227:107438. https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2022.107438
  14. Smolyago G.A., Dronov V.I., Dronov A.V., Merkulov S.I. Investigation of influence of defects of reinforced concrete structures on corrosion processes of steel reinforcement. Industrial and Civil Engineering, 2014;12:25-27. (In Russ.)
  15. Popov D.S. Experimental studies of dynamic properties of corrosion-damaged compressed reinforced concrete elements. Building and Reconstruction. 2022;100(2):55-64. (In Russ.) https://doi.org/10.33979/2073-7416-2022-100-2-55-64
  16. Tamrazyan A.G., Popov D.S., Ubysz A. To the dynamically loaded reinforced-concrete elements’ calculation in the absence of adhesion between concrete and reinforcement. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020;913:022012. https://doi.org/10.1088/1757-899X/913/2/022012
  17. Ma J., Yu L., Li B., Yu B. Stress-strain model for confined concrete in rectangular columns with corroded transverse reinforcement. Engineering Structures. 2022;267:114710. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2022.114710
  18. Jeon C.H., Lee J.B., Lon S., Shim Ch.S. Equivalent material model of corroded prestressing steel strand. Journal of Materials Research and Technology, 2019;8(2):2450-2460. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2019.02.010
  19. Bondarenko V.M., Kolchunov V.I. The concept and directions of development of the theory of structural safety of buildings and structures under the influence of force and environmental factors. Industrial and Civil Engineering. 2013;(2):28-31. (In Russ.)
  20. Fedorova N.V., Gubanova M.S., Savin S.Y. Deformation of intermediate zones of two-layers elements of reinforced concrete structures. Journal of Physics: Conference Series. 2019;1425(1):012063. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1425/1/012063
  21. Chupichev O.B. Models for calculating the force resistance of a corrosion-damaged reinforced concrete element. Building and Reconstruction. 2010;27(1):55-59. (In Russ.)

© Савин С.Ю., Федорова Н.В., 2022

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах