АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД РАСЧЕТА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОЛОНН НА ПОПЕРЕЧНЫЙ УДАР
АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД РАСЧЕТА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОЛОНН НА ПОПЕРЕЧНЫЙ УДАР
DOI:
https://doi.org/10.22337/2587-9618-2026-22-2-88-104Ключевые слова:
reinforced concrete columns, transverse impact, dynamic loading, shear failure, flexural failure, dynamic strengthening, confinement effect, structural safety, progressive collapse, robustnessАннотация
В статье представлен метод аналитического расчета сжато-изогнутых железобетонных колонн, подвергающихся аварийному поперечному удару, характерному для актуальных техногенных воздействий, таких как столкновение с транспортными средствами или другими ударяющими объектами. Предложенный подход учитывает два основных механизма разрушения: по нормальному и по наклонному сечению, и позволяет оценивать предельные значения горизонтальных сил с учетом динамического упрочнения бетона и арматуры. Метод опирается на построение кривых предельной несущей способности, отражающих зависимость максимальных усилий от действующей продольной сжимающей силы, а также вводит коэффициенты стеснения поперечных деформаций и параметры интенсивности нагрузки, воспринимаемой поперечной арматурой. Особое внимание уделено учету стеснения поперечных деформаций бетона, влияния на прочность шага, диаметра и класса поперечной арматуры, а также возможности предотвращения прогрессирующего разрушения конструкции. Предложенная методика служит эффективным инструментом для анализа живучести зданий и сооружений при аварийных механических воздействиях техногенного происхождения. Разработанный подход может быть применен при проектировании профилактических мер, повышающих устойчивость колонн к поперечным ударам, и способствует оценке степени механической безопасности железобетонных конструкций, что особенно важно для колонн большой гибкости и элементов с различными видами начальных или приобретенных повреждений.
Библиографические ссылки
Sun, J.-M., Yi, W.-J., Chen, H., Peng, F., Zhou, Y., Zhang, W.-X. Dynamic Responses of RC Columns under Axial Load and Lateral Impact. Journal of Structural Engineering. 2023. 149(1). DOI:10.1061/jsendh/steng-11612.
Li, X., Yin, Y., Li, T., Zhu, X., Wang, R. Analytical Study on Reinforced Concrete Columns and Composite Columns under Lateral Impact. Coatings. 2023. 13(1). DOI:10.3390/coatings13010152.
Zhao, W., Qian, J. Resistance mechanism and reliability analysis of reinforced concrete columns subjected to lateral impact. International Journal of Impact Engineering. 2020. 136. DOI:10.1016/j.ijimpeng.2019.103413.
Kashani, M.M., Crewe, A.J., Alexander, N.A. Structural capacity assessment of corroded RC bridge piers. Proceedings of the Institution of Civil Engineers: Bridge Engineering. 2017. 170(1). DOI:10.1680/jbren.15.00023.
Liu, B., Fan, W., Huang, X., Shao, X., Kang, L. A Simplified Method to Predict Damage of Axially-Loaded Circular RC Columns Under Lateral Impact Loading. International Journal of Concrete Structures and Materials. 2020. 14(1). DOI:10.1186/s40069-020-00406-z.
Gholipour, G., Zhang, C., Mousavi, A.A. Effects of axial load on nonlinear response of RC columns subjected to lateral impact load: Ship-pier collision. Engineering Failure Analysis. 2018. 91. DOI:10.1016/j.engfailanal.2018.04.055.
Zhao, W., Ye, J. Dynamic behavior and damage assessment of RC columns subjected to lateral soft impact. Engineering Structures. 2022. 251. DOI:10.1016/j.engstruct.2021.113476.
Alekseytsev A.V., Yurusov K.V. A study on the bearing capacity of compressed corrosion-affected reinforced concrete elements subjected to transverse impulse loading. Vestnik MGSU. 2025;20(5):667-682. (In Russ.) https://doi.org/10.22227/1997-0935.2025.5.667-682
Mahmoud, K.A. Lateral deformation behavior of eccentrically loaded slender RC columns with different levels of rotational end restraint at elevated temperatures. Journal of Structural Fire Engineering. 2021. 12(1). DOI:10.1108/JSFE-04-2020-0014.
Yilmaz, T., Kiraç, N., Anil, Ö. Experimental investigation of axially loaded reinforced concrete square column subjected to lateral low-velocity impact loading. Structural Concrete. 2019. 20(4). DOI:10.1002/suco.201800276.
Fan, W., Liu, B., Consolazio, G.R. Residual Capacity of Axially Loaded Circular RC Columns after Lateral Low-Velocity Impact. Journal of Structural Engineering. 2019. 145(6). DOI:10.1061/(asce)st.1943-541x.0002324.
Wang, X., Zhang, Y., Su, Y., Feng, Y. Experimental Investigation on the Effect of Reinforcement Ratio to Capacity of RC Column to Resist Lateral Impact Loading. Systems Engineering Procedia. 2011. 1. DOI:10.1016/j.sepro.2011.08.007.
Anil, O., Cem Yilmaz, M., Barmaki, W. Experimental and numerical study of RC columns under lateral low-velocity impact load. Proceedings of the Institution of Civil Engineers: Structures and Buildings. 2020. 173(8). DOI:10.1680/jstbu.18.00041.
Anil, Ö., Tuğrul Erdem, R., Tokgöz, M.N. Investigation of lateral impact behavior of RC columns. Computers and Concrete. 2018. 22(1). DOI:10.12989/cac.2018.22.1.123
Demartino, C., Wu, J.G., Xiao, Y. Response of shear-deficient reinforced circular RC columns under lateral impact loading. International Journal of Impact Engineering. 2017. 109. DOI:10.1016/j.ijimpeng.2017.06.011.
Zhou, X., Zhou, M., Luo, D., Wu, B., Liu, L. Study on the nonlinear response and shear behavior of RC columns under lateral impact. Structures. 2021. 34. DOI:10.1016/j.istruc.2021.09.094.
Lai, D., Demartino, C., Xu, J., Xu, J., Xiao, Y. GFRP bar RC columns under lateral low-velocity impact: an experimental investigation. International Journal of Impact Engineering. 2022. 170. DOI:10.1016/j.ijimpeng.2022.104365.
Swesi, A.O., Cotsovos, D.M., Val, D. V. Effect of CFRP strengthening on response of RC columns to lateral static and impact loads. Composite Structures. 2022. 287. DOI:10.1016/j.compstruct.2022.115356.
Alekseytsev, A.V., Kvocak, K.V., Popov, D.S., Al Ali, M. Dynamic behavior of a reinforced concrete slab of a pedestrian bridge with stiff rebars. Magazine of Civil Engineering. 2025. 18(1). Article no. 13303. DOI: 10.34910/MCE.133.3
Sidorov V.N., Badina E.S., Klimushkin D.O. Modification of Rayleigh dissipation function for numerical simulation of internal damping in rod structures. Vestnik MGSU. 2024;19(6):960-970. (In Russ.) https://doi.org/10.22227/1997-0935.2024.6.960-970
Sidorov, V., Badina, E., & Tsarev, R. Nonlocal in time dynamic deformation model and its calibration based on the beam vibration experiment results. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2025. 21(2):161-170. https://doi.org/10.22337/2587-9618-2025-21-2-161-170
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2026 International Journal for Computational Civil and Structural Engineering
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-ShareAlike» («Атрибуция — Некоммерческое использование — На тех же условиях») 4.0 Всемирная.
