Resistance of Reinforced Concrete Frames to Progressive Collapse at Catenary Action of Beams

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The specific properties of deformation and failure of a reinforced concrete frame are investigated under sequential realization of arch and catenary action of beams after removal of the middle row column. Numerical modeling with the use of solid- and beam-type finite element models is performed for the purposes of the study. It was found that at the failure of the column of the second row the beam of the frame above the point of column removal transform to catenary structure, as evidenced by the relative deflection 1/29.8 (179 mm). The compressed concrete at the outer face of the corner column then collapsed, followed by the complete collapse of the frame. It is shown that the results of calculation performed with the use of the frame model based on solid finite elements were visually close to the results of numerical modeling with the use of bar finite element models before the onset of catenary action of the beams. For more correct modeling of reinforced concrete frame structures when catenary action of beams is realized in them. It is advisable to use specific modeling methods, such as accounting for additional rotations of sections at crack formation.

About the authors

V. I. Kolchunov

Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU)

Author for correspondence.
Email: asiorel@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5290-3429
SPIN-code: 4512-6499

S. Yu. Savin

Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU)

Email: suwin@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-6697-3388
SPIN-code: 1301-4838

References

  1. Тамразян А.Г. Концептуальные подходы к оценке живучести строительных конструкций, зданий и сооружений // Железобетонные конструкции. 2023. № 3 (3). C. 62–74. doi: 10.22227/2949-1622.2023.3.62-74
  2. Алексейцев А.В. Анализ устойчивости железобетонной колонны при горизонтальных ударных воздействиях // Железобетонные конструкции. 2023. № 2 (2). C. 3–12. DOI: doi.org/10.22227/2949-1622.2023.2.3-12
  3. Савин С.Ю., Колчунов В.И., Федорова Н.В. Несущая способность железобетонных внецентренно сжатых элементов каркасов зданий при коррозионных повреждениях в условиях особых воздействий // Железобетонные конструкции. 2023. № 1 (1). C. 46–54.
  4. Fedorova N.V., Ngoc V.T. Deformation and failure of monolithic reinforced concrete frames under special actions // Journal of Physics: Conference Series. IOP Publishing, 2019. Vol. 1425. No. 1. Р. 012033.
  5. Alshaikh I.M.H., Abadel A.A., Sennah K., Nehdi M.L., Tuladhar R., Alamri M. Progressive Collapse Resistance of RC Beam–Slab Substructures Made with Rubberized Concrete // Buildings. 2022. No. 12. Р. 1724. doi: 10.3390/buildings12101724
  6. Abdelwahed B. A review on building progressive collapse, survey and discussion // Case Studies in Construction Materials. 2019. Vol. 11. Р. e00264.
  7. Yu J., Tan K.H. Structural behavior of RC beam-column sub-assemblages under a middle column removal scenario // J. Struct. Eng. 2012. No. 139 (2). Pp. 233–250.
  8. Gouverneur D., Caspeele R., Taerwe L. Experimental investigation of the load–displacement behaviour under catenary action in a restrained reinforced concrete slab strip // Engineering Structures. 2013. No. 49. Pp. 1007–1016.
  9. Lu X., Lin K., Li Y., Guan H., Ren P., Zhou Y. Experimental investigation of RC beam-slab substructures against progressive collapse subject to an edge-column-removal scenario // Engineering Structures. 2017. No. 149. Pp. 91–103.
  10. Qian K., Li B. Quantification of slab influences on the dynamic performance of RC frames against progressive collapse // Journal of Performance of Constructed Facilities. 2014. No. 29. Р. 04014029.
  11. Qian K., Li B. Slab effects on response of reinforced concrete substructures after loss of corner column // ACI Structural Journal. 2012. No. 109 (6). Pp. 845–856.
  12. Qian K., Li B. Research advances in design of structures to resist progressive collapse // Journal of Performance of Constructed Facilities. 2014. No. 29. Р. B4014007.
  13. Chu M., Zhou Y., Lu X., Li Y. An experimental study on one-way reinforced concrete beam–slab substructures for resisting progressive collapse // China Civil Engineering Journal. 2016. No. 49. Pp. 31–40.
  14. Ren P., Li Y., Zhou Y., Lu X., Guan H. Experimental study on the progressive collapse resistance of RC slabs // Structures Congress. 2014. Pp. 868–879. URL: https://core.ac.uk/download/pdf/143899895.pdf
  15. Pham A.T., Brenneis C., Roller C., Tan K.H. Blast-induced dynamic responses of reinforced concrete structures under progressive collapse // Magazine of concrete research. 2022. No. 74 (16). Pp. 850–863.
  16. Yi W.J., He Q.F., Xiao Y., Kunnath S.K. Experimental study on progressive collapse-resistant behavior of reinforced concrete frame structures // ACI Structural Journal. 2008. No. 105 (4). Р. 433.
  17. He Q.F., Yi W.J. Experimental study on collapse-resistant behavior of RC beam-column sub-structure considering catenary action. 14th WCEE. Beijing (China), 2008.
  18. Savin S.Y., Toan L.V.P., Sharipov M. RC frame resistance to progressive collapse considering crack opening effects // JMCMS. 2024. Vol. 19. No. 7. Pp. 91–111. doi: 10.26782/jmcms.2024.07.00007

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

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».