Анкета автора(ов)
| Фамилия, имя, отчество, учёная степень, звание, должность. Полное и сокращённое наименование организации, адрес организации. | Миронова Юлия Викторовна, доцент кафедры «Железобетонные и каменные конструкции», кандидат технических наук, Казанский государственный архитектурно-строительный университет, г. Казань, Российская Федерация Email: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , ORCID: 0000-0001-6329-1325 |
| Название статьи. | Напряженно-деформированное состояние монолитного стыка колоны и перекрытия с U-образными и Г-образными связями при прогрессирующем обрушении |
| Аннотация. | Постановка задачи. Обеспечение надежности и устойчивости монолитных зданий при аварийных воздействиях зависит от конструктивного решения, прочностных и деформативных характеристик несущих элементов и их стыков, технологичности исполнения сопряжений конструкций. Задача имеет некоторое количество решений, носящих рекомендательный характер, обусловленный сложностью проектирования с учетом прогрессирующего обрушения зданий, и предопределяет необходимость разработки оптимальных конструкций стыков. Рассмотрено сравнение U-образных и Г-образных связей в стыке колонны и перекрытия, повышающих сопротивляемость каркасов критическим воздействиям, приводящих к моментальному или длительному разрушению. Учет различных по характеру работы и свойствам элементов стыка, сложного напряженно-деформированного состояния и запредельной работы материалов является с задачей. Цель работы заключается в моделировании конструктивных решений монолитного стыка колонны и перекрытия, повышающих сопротивляемость несущей системы здания прогрессирующему обрушению и определении их напряженно-деформированного состояния с учетом закритической работы арматуры. Задачами исследования являются: расчет каркаса монолитного многоэтажного здания при прогрессирующем обрушении для определения максимальных напряжений в элементах; численное моделирование стыка и анализ его напряженно-деформированного состояния, разработка на основе выявленных особенностей работы стыка оптимального решения связей, разработка рекомендаций по проектированию связей в стыке. Результаты. Определены максимальные усилия в стыках колонн и перекрытий монолитного многоэтажного каркаса при гипотетическом аварийном воздействии, предложен вариант модернизации конструктивных решений связей в стыке. Проведено многофакторное численное моделирование стыка с учетом работы на растягивающие усилия, определены прочностные и деформационные характеристики, учтена запредельная работа арматуры. Предложено решение и рекомендации по проектированию связей в стыке с учетом прогрессирующего разрушения. Выводы. Значимость полученных результатов заключается в том, что предлагаемый вариант конструктивного решения стыка колонны и перекрытия монолитных многоэтажных и высотных зданий и результаты исследования могут быть использованы при проектировании для повышения сопротивляемости прогрессирующему обрушению. |
| Ключевые слова. | прогрессирующее обрушение, монолитные каркасы многоэтажных зданий, стыки колонн и перекрытий, напряженно-деформированное состояние, диаграммы работы арматуры и бетона |
| First name, Middle name, Last name, Scientific degree, Scientific rank, Current position. Full and brief name of the organization, The organization address. | Juliya V. Mironova associate professor of the department of «Reinforced concrete and stone structures», Candidate of technical sciences, Kazan State University of Architecture and Engineering, Kazan, Russian Federation E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , ORCID: 0000-0001-6329-1325 |
| Title of the article | Stress-strain state of a monolithic joint with U-shaped and L-shaped connections during progressive collapse |
| Abstract. | Problem statement. Ensuring the reliability and stability of monolithic buildings under emergency conditions depends on the design solution, the strength and deformation characteristics of the load-bearing elements and their joints, and the manufacturability of the structural connections. The task has several solutions that are of a recommendatory nature due to the complexity of designing buildings with progressive collapse, which necessitates the development of optimal joint designs. The article compares different design solutions (U-shaped and L-shaped) for the connections between columns and floors, which enhance the resistance of building frames to critical loads that can cause immediate or prolonged collapse. It is an important task to take into account the different nature of the work and properties of the joint elements, the complex stress-strain state, and the extreme work of the materials. The purpose of the work consists in modeling the structural solutions of the monolithic joint between the column and the floor, which increase the resistance of the buildings load-bearing system to progressive collapse, and determining their stress-strain state, taking into account the critical behavior of the reinforcement. The objectives of the study are: calculation of the frame of a monolithic multi-storey building during progressive collapse to determine the maximum stresses in the elements; numerical modeling of the joint and analysis of its stress-strain state, development of an optimal solution for the connections based on the identified features of the joints operation, and development of recommendations for designing connections in the joint. Results. The maximum forces in the joints of columns and floors of a monolithic multi-storey frame under a hypothetical emergency impact are determined, and an option for modernizing the design of connections in the joint is proposed. A multifactorial numerical simulation of the joint is performed, taking into account the effect of tensile forces, and the strength and deformation characteristics are determined, and the excessive work of the reinforcement is taken into account. A solution and recommendations for designing connections in the joint are proposed, taking into account the progressive destruction. Conclusions. The significance of the obtained results lies in the fact that the proposed design solution for the joint of a column and a floor of monolithic multi-storey and high-rise buildings and the results of the study can be used in design to increase resistance to progressive collapse. |
| Keywords. | progressive collapse, monolithic frames of multi-storey buildings, column and floor joints, stress-strain state, reinforcement and concrete performance diagrams |
| Для цитирования: | Миронова Ю.В. Напряженно-деформированное состояние монолитного стыка колоны и перекрытия с U-образными и Г-образными связями при прогрессирующем обрушении // Известия КГАСУ, 2025, № 4 (74), с. 109-120, DOI: 10.48612/NewsKSUAE/74.10, EDN: KZWPZI |
| For citations: | Mironova Yu.V. Stress-strain state of a monolithic joint between a column and a floor with U-shaped and L-shaped connections during progressive collapse // News of KSUAE, 2025, № 4 (74), p. 109-120, DOI: 10.48612/NewsKSUAE/74.10, EDN: KZWPZI |
