ОБЗОР МЕТОДОВ И РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ СТАЛЬНЫХ И СТАЛЕБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ ОСОБЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В статье выполнен обзор современных экспериментальных исследований силового сопротивления наиболее распространенных стальных и сталебетонных строительных конструкций в запредельных состояниях. Выявлены основные направления постановок экспериментов при некоторых типах особых воздействий, влияющих на обеспечение механической безопасности сооружений. Рассмотрены изложенные в современной научной литературе экспериментальные исследования живучести стальных и сталебетонных пластинчато-стержневых элементов сооружений при локальных повреждениях колонн. Описываются испытания пластинчатых и легких стальных тонкостенных конструкций на действие циклической знакопеременной нагрузки. Приводятся данные по предельным статическим нагружениям балок и пространственных рамных систем. Уделено внимание испытаниям конструкций на комбинированные ударные и взрывные воздействия. Исследования иллюстрируются фотографиями и схемами лабораторных образцов и натурных объектов. По результатам обзора делается вывод о перспективах дальнейших исследований живучести стальных конструкций при запроектных воздействиях. Отмечается необходимость расширения номенклатуры нормируемых типов запроектных воздействий, что позволит более эффективно выполнять комплекс превентивных мероприятий, обеспечивающих повышенную механическую безопасность сооружений и минимизацию потенциальных рисков материальных и социальных потерь при возникновении аварийных ситуаций.

Об авторах

Анатолий Викторович Алексейцев

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: aalexw@mail.ru

кандидат технических наук, доцент кафедры проектирования зданий и сооружений, ФГБОУ ВО «Национальный ис- следовательский Московский государственный строительный университет». Область научных интересов: строительные конструкции, строительная механика

Ярославское шоссе, д. 26, Москва, Россия, 129337

Наталья Сергеевна Курченко

Брянский государственный инженерно-технологический университет

Email: ms.kurchenko@mail.ru

кандидат технических наук, доцент кафедры строительного производства, Брянский государственный инженерно-техно- логический университет. Область научных интересов: строительные конструкции, организация строительства.

проспект Станке Димитрова, д. 3, Брянск, Россия, 241037

Список литературы

  1. Bondarenko V.M., Klyuyeva N.V., Kolchunov V.I. (2012). Some results of analysis and generalization of scientific research on the theory of constructive safety and survivability. Construction and reconstruction, (4), 3–14. (In Russ.)
  2. Kolchunov V.I. (2007). The basic directions of development of constructive decisions and maintenance of safety of dwelling. Industrial and civil construction, (10), 12–15. (In Russ.)
  3. Tamrazyan A.G. (2011). Recommendations to the development of requirements for the survivability of buildings and structures. Bulletin of MGSU, 1(2), 77–83. (In Russ.)
  4. Krivoshapko S.N. (2015). Types of accidents and destruction of spatial structures and shells. Building and reconstruction, (1), 22–32. (In Russ.)
  5. Klyueva N.V., Vetrov O.A. (2006). Experimentaltheoretical studies of the survivability of exploited reinforced concrete frames in case of sudden damage. Concrete and reinforced concrete, (6), 12–15. (In Russ.)
  6. Kolchunov V.I., Androsova N.B., Kolchina Т.О. (2012). To the analysis of experimental and theoretical studies on the livability of corrosion-damaged reinforced concrete beam systems with fracture along an inclined cross section. Industrial and civil construction, (12), 69–72. (In Russ.)
  7. Fu Q.N., Tan K.H., Zhou X.H. (2017). Load-resisting mechanisms of 3D composite floor systems under internal column-removal scenario. Engineering structures, (148), 357–372.
  8. Izzuddin B.A., Vlassis A.G., Elghazouli A.Y., Nethercot D.A. (2008). Progressive collapse of multi-storey buildings due to sudden column loss. Part I. Simplified assessment framework. Engineering structures, 30(5), 1308–1318.
  9. Li H., El-Tawil S. (2014). Three-dimensional effects and collapse resistance mechanisms in steel frame buildings. Journal of Structural Engineering, 140:A4014017.
  10. Yang B. (2013). Experimental tests of different types of bolted steel beam-column joints under a central-columnremoval scenario. Engineering Structures, (54), 112–130.
  11. Alekseytsev A.V., Serpik I.N. (2015). Experimental-theoretical analysis of the beyond design effect on a steel frame with safety belts. Construction and Reconstruction, (1), 3–10. (In Russ.)
  12. Serpik I.N., Alekseytsev A.V. (2013). Assessment of the loading of damaged steel frames with allowance for impact interaction with external obstacles. Problems of innovative biosphere-compatible socio-economic development in the construction, housing and communal and road complexes. Mater. 3rd Intern. scientific-practical. conf. Bryansk, 1, 375–378. (In Russ.)
  13. Lanhui G., Shan G., Feng F. (2011). Structural performance of semi-rigid composite frame under column loss. Еngineering structures, (95), 112–126.
  14. Li L., Wang W., Chen Y.Y., Lu Y. (2013). Experimental investigation of beam-to-tubular column moment connections under column removal scenario. Journal of Constructional Steel Research, (88), 244–255.
  15. Guo L.H., Gao S., Fu F., Wang Y.Y. (2013). Experimental study and numerical analysis of progressive collapse resistance of composite frames. Journal of Construction Steel Research, (89), 236–251.
  16. Dinu F., Dubina D., Marginean I., Neagu C., Petran I. (2015). Structural connections of steel building frames under extreme loading. Advanced Material Research, 1111, 223–228.
  17. Demonceau J.F., Jaspart J.P. (2010). Experimental test simulating a column loss in a composite frame. Advanced Steel Construction, 6(3), 891–913.
  18. Kuhlmann U., Roelle L., Izzuddin B. (2012). Resistance and Response of Steel and Steel-Concrete Composite Structures in Progressive Collapse Assessment. Structural Engineering International, 22, 86–92.
  19. Florea D., Ioan M., Dan D. (2016). Experimental testing and numerical analysis of 3D steel frame system under column loss. Engineering structures, 113, 59–70.
  20. Mednov E.A. (2011). Otsenka dinamicheskikh usiliy v elementakh metallokonstruktsiy pri vnezapnom zaproyektnom vozdeystvii [Evaluation of dynamic forces in the elements of metal structures with sudden emergensy action] (PhD Dissertation). Moscow, Russia. (In Russ.)
  21. Fedorov V.S., Mednov E.A. (2010). Influence of the initial stress-strain state and the loading level on the emerging dynamic effect in the case of emergency failure of a support in continuous steel beams. Construction and Reconstruction, (6), 48–52. (In Russ.)
  22. Fedorov V.S., Mednov A.E., Mednov E.A. (2011). To the calculation of dynamic immersions in continuous beams. The Bulletin of the Russian Academy of Construction Sciences, (15), 162–166. (In Russ.)
  23. Song B.I., Giriunas K.A., Sezen H. (2014). Progressive collapse testing and analysis of a steel frame building. Journal of constructional steel research, 94, 76–83.
  24. Ortiz J.A., Hernandez L.A., Hernandez M. (2015). Full-scale experimental and numerical study about structural behaviour of a thin-walled cold-formed steel building affected by ground settlements due to land subsidence. Prevention and Mitigation of Natural and Anthropogenic Hazards due to Land Subsidence. Proceedings of the International Association of Hydrological Sciences (IAHS). Nagoya, Japan, 372, 141–144.
  25. Janssens V.M., O'Dwyer D.W. (2010) Disproportionate Collapse in Building Structures. Joint Symposium on Bridge and Infrastructure Research in Ireland (BRI 10) and Concrete Research in Ireland (CRI 10). Cork, Ireland, 2010.
  26. Song B.I., Sezen H. (2013). Experimental and analytical progressive collapse assessment of a steel frame building. Engineering structures, 56, 664–672.
  27. Song B.I., Sezen H., Giriunas K. (2010). Experimental and analytical assessment on progressive collapse potential of actual steel frame buildings. ASCE Structures Conference and North American Steel Construction Conference, American Society of Civil Engineers, Orlando, Florida, 2010.
  28. Hernandez-Castillo L.A., Ortiz-Lozano J.A., Hernandez-Marin M. (2015). Fragility curves for thin-walled cold-formed steel wall frames affected by ground settlements due to land subsidence. Thin-walled structures, 87, 66–75.
  29. Shekastehband B., Azaraxsh A.A., Showkati H. (2017). Behavior of semi-supported steel shear walls: Experimental and numerical simulations. Engineering structures, 135, 161–176.
  30. Guo L., Rong Q., Ma X., Zhang S. (2011). Behavior of steel plate shear wall connected to frame beams only. International Journal of Steel Structures, 11(4), 467–479.
  31. Kurata M., Leon R.T., Roches R., Nakashima M. (2012). Steel plate shear wall with tension-bracing for seismic rehabilitation of steel frames. Journal of constructional steel research, 71, 92–103.
  32. Clayton P.M., Berman J.W., Lowes L.N. (2015). Seismic performance of self-centering steel plate shear walls with beam-only-connected web plates. Journal of constructional steel research, 106, 198–208.
  33. Dubina D., Dinu F. (2014). Experimental evaluation of dual frame structures with thin-walled steel panels. Thin-walled structures, 78, 57–69.
  34. Serror M.H., Hassan E.M., Mourad S.A. (2016). Experimental study on the rotation capacity of cold-formed steel beams. Journal of constructional steel research, 121, 216–228.
  35. Bagheri S.A., Petkovski M.K., Mirghaderi P.R. (2012). Experimental work on cold-formed steel elements for earthquake resilient moment frame buildings. Engineering structures, 42, 371–386.
  36. Padilla-Llano D., Moen C.D., Eatherton M.R. (2014). Cyclic axial response and energy dissipation of cold-formed steel framing members. Thin-walled structures, 78, 95–107.
  37. Hassan E.M., Serror M.H., Mourad S.A. (2016). Behavior of cold-formed steel in moment-resisting frames. Mаterials of Scientific thesis at Department of Structural Engineering, Faculty of Engineering, Cairo University, 2016.
  38. Eghbali N.B., Mirghaderi S.R. (2017). Experimental investigation of steel beam to RC column connection via a through-plate. Journal of constructional steel research, 133, 125–140.
  39. Mirghaderi S.R., Eghbali N.B. (2013). Analytical investigation of a new Through Column-Type Joint for composite reinforced concrete and steel frames. The World Conference on Advances in Structural Engineering and Mechanics (ASEM13), Jeju, Korea, September 2013.
  40. Mirghaderi S.R., Eghbali N.B., Ahmadi M.M. (2016). Moment-connection between continuous steel beams and reinforced concrete column under cyclic loading. Journal of constructional steel research, 118, 105–119.
  41. Serpik I.N., Alekseytsev A.V., Gusakov A.N. (2010). Experimental and theoretical studies of the formation of plastic hinges in rods of a closed thin-walled section under complex resistance. Traditions and Innovations in Construction and Architecture. Materials of the 67th All-Russian Scientific and Technical University Conf. Samara: SSUABCE, 131–133. (In Russ.)
  42. Parfenov S.G., Alekseyev A.V. (2014). Modeling of non-linear deformation of steel beams and frames and estimation of their ultimate load-bearing capacity. Bulletin of the Department of Building Sciences of RAASN. Moscow, (18), 60–64.
  43. Serpik I.N., Alekseytsev A.V. (2012). Experimental studies of the load-bearing capacity of spacer metal frames. Bulletin of MGSU, (5), 40–44. (In Russ.)
  44. Jun W., Yu C., Kai W. (2017). Residual strength of CHS short steel columns after lateral impact. Thinwalled structures, 118, 23–36.
  45. Qi C., Remennikov A., Pei L.Z. (2017). Impact and close-in blast response of auxetic honeycomb-cored sandwich panels: Experimental tests and numerical simulations. Composite structures, 180, 161–178.
  46. Remennikov A. (2017). Experimental investigation and simplified modeling of response of steel plates subjected to close-in blast loading from spherical liquid explosive charges. International journal of impact engineering, 101, 78–89.
  47. Nurick G.N. (2009). Behavior of sandwich panels subjected to intense air blast. Part 1. Experiments. Composite Structures, 91(4), 433–441.
  48. Santosa S.P., Arifurrahman F., Izzudin M.H. (2017). Response Analysis of Blast Impact Loading of MetalFoam Sandwich Panels. Procedia Engineering. 11th International Symposium on Plasticity and Impact Mechanics (IMPLAST), 173, 495–502.
  49. Wang H. (2017). Experimental study of large-sized concrete filled steel tube columns under blast load. Construction and building materials, 134, 131–141.
  50. Serpik I.N., Kurchenko N.S., Alekseytsev A.V. (2014). Experimental study of steel frame deformations under impact loading. New in Architecture, Design of Building Structures and Reconstruction. Materials of the VIII All-Russian (II International) Conference. Cheboksary: Publishing house Chuvash. Univ., 317–321. (In Russ.)
  51. Alekseytsev A.V., Kurchenko N.S. (2017). Deformations of steel trusses under emergency action. Magazine of Civil Engineering, 5(73), 3–13.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».