mgssuvestВестник МГСУVestnik MGSU1997-09352304-6600Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU)10.22227/1997-0935.2024.4.557-568mgssuvest-234Research ArticleПроектирование и конструирование строительных систем. Строительная механика. Основания и фундаменты, подземные сооруженияConstruction system design and layout planning. Construction mechanics. Bases and foundations, underground structuresСравнение перераспределения моментов в корродированных и некорродированных статически неопределимых железобетонных балкахComparing moment redistribution in statically indeterminate reinforced concrete beams with and without corrosionhttps://orcid.org/0000-0003-0569-4788ТамразянА. Г.TamrazyanA. G.

Ашот Георгиевич Тамразян — доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой железобетонных и каменных конструкций

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

РИНЦ ID: 447901, Scopus: 55975413900, ResearcherID: T-1253-2017

Ashot G. Tamrazyan — Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Department of Reinforced Concrete and Masonry Structures

26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337

ID RSCI: 447901, Scopus: 55975413900, ResearcherID: T-1253-2017

tamrazian@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3969-8111СайедЙехия Ахмед КотпSayedYehia Ahmed Kotp

Йехия Ахмед Котп Сайед — аспирант кафедры железобетонных и каменных конструкций

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

РИНЦ ID: 1103250, Scopus: 58170730800, ResearcherID: HTR-8755-2023

Yehia Ahmed Kotp Sayed — postgraduate student of the Department of Reinforced Concrete and Masonry Structures

26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337

ID RSCI: 1103250, Scopus: 58170730800, ResearcherID: HTR-8755-2023

engyehia250@gmail.comНациональный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)РоссияMoscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU)Russian Federation202429042024194557568Copyright © Тамразян А.Г., Сайед Й., 20242024Тамразян А.Г., Сайед Й.Tamrazyan A.G., Sayed Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnikmgsu.ru/jour/article/view/234Введение

Введение. Рассматривается актуальный вопрос перераспределения моментов в статически неопределимых железобетонных балках, подвергающихся коррозии. Статически неопределимые железобетонные балки широко используются в различных строительных приложениях, и понимание того, как коррозия влияет на перераспределение моментов в таких балках, является важным для оценки их несущей способности и безопасности. Применяются экспериментальные и аналитические методы для изучения влияния коррозии на перераспределение моментов в железобетонных балках.

Материалы и методы

Материалы и методы. Использована новая техника для ускорения и контроля присутствующей коррозии, применяемой в соответствии с экспериментальной программой. Испытаны четыре двухпролетных железобетонные балки с коррозией и без при изгибающем моменте.

Результаты

Результаты. Экспериментальные результаты сравнили между собой. Полученные результаты свидетельствуют о том, что коррозия оказывает существенное влияние на перераспределение моментов в статически неопределимых железобетонных балках. Перераспределение моментов увеличивается с ростом процента коррозии. Предлагаемая модель позволяет в значительной степени определить коэффициент перераспределения моментов в статически неопределимых железобетонных балках.

Выводы

Выводы. Исследование подчеркивает существенное влияние коррозии на перераспределение моментов в статически неопределимых железобетонных балках. Полученные результаты показывают, что с увеличением процента коррозии происходит соответствующее увеличение перераспределения моментов. Полученные результаты могут стать основой для разработки будущих стратегий по снижению влияния коррозии на статически неопределимые железобетонные балки, что будет способствовать улучшению проектирования конструкций и практики их эксплуатации в строительстве.

Introduction

Introduction. The actual question of redistribution of moments in statically indeterminate reinforced concrete (RC) beams subjected to corrosion is considered. Statically indeterminate RC beams are widely used in various construction applications, and understanding how corrosion affects the redistribution of moments in such beams is important for assessing their load-bearing capacity and safety. Experimental and analytical methods are applied to study the effect of corrosion on the redistribution of moments in RC beams.

Materials and methods

Materials and methods. To carry out this investigation, a new technique was implemented to accelerate and control the corrosion process, applied according to the experimental programme. Four two-span reinforced concrete beams, both with and without induced corrosion, were subjected to bending moments in the experimental setup. The methods involved careful application of corrosion, and the experimental programme aimed to simulate real-world conditions.

Results

Results. The experimental results were compared for the beams with and without corrosion. The analysis revealed significant effects of corrosion on the redistribution of moments in statically indeterminate reinforced concrete beams. Furthermore, the degree of corrosion was found to be directly proportional to the increased redistribution of moments. Moreover, the proposed model can significantly determine the redistribution coefficient of moments in statically indeterminate RC beams.

Conclusions

Conclusions. This study highlights the significant influence of corrosion on the redistribution of moments in statically indeterminate reinforced concrete beams. The results obtained show that as the corrosion percentage increases, there is a corresponding increase in the redistribution of moments. The results obtained can provide a basis for the development of future strategies to reduce the effects of corrosion on statically indeterminate reinforced concrete beams, thereby improving structural design and construction practices.

статически неопределимые железобетонные балкиперераспределение моментовкоррозияметод ускоренной коррозиипластический шарнирнадежностьпрочность конструкцийstatically indeterminate RC beamsmoments redistributioncorrosionaccelerated corrosion methodplastic hingereliabilitystructural strengthReferencesТамразян А.Г., Орлова М.А. Экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния железобетонных изгибаемых элементов с трещинами // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2015. № 6 (53). С. 98–105. EDN VAVKYX.Tamrazyan A.G., Orlova M.A. Stress-strain state of concrete bending elements with cracks. Journal of Construction and Architecture. 2015; 6(53):98-105. EDN VAVKYX. (rus.).Истомин А.Д., Кудрявцев А.В. Работа статически неопределимых железобетонных элементов в условиях отрицательных температур // Промышленное и гражданское строительство. 2016. № 7. С. 51–55. EDN WHKJVP.Istomin A.D., Kudryavtsev A.V. Behavior of statically indeterminable reinforced concrete members under negative temperatures. Industrial and Civil Engineering. 2016; 7:51-55. EDN WHKJVP. (rus.).Дудина И.В., Тамразян А.Г. Обеспечение качества сборных железобетонных конструкций на стадии изготовления // Жилищное строительство. 2001. № 3. С. 8–10. EDN UIZQDH.Dudina I.V., Tamrazyan A.G. Providing the quality of prefabricated ferroconcrete structures on the production stage. Housing Construction. 2001; 3:8-10. EDN UIZQDH. (rus.).Tamrazyan A.G. The assessment of reliability of punching reinforced concrete beamless slabs under the influence of a concentrated force at high temperatures // Procedia Engineering. 2016. Vol. 153. Pp. 715–720. DOI: 10.1016/j.proeng.2016.08.231Tamrazyan A.G. The assessment of reliability of punching reinforced concrete beamless slabs under the influence of a concentrated force at high temperatures. Procedia Engineering. 2016; 153:715-720. DOI: 10.1016/j.proeng.2016.08.231Тамразян А.Г., Сайед Й.А.К. Влияние коррозии на поведение железобетонных балок // Безопасность строительного фонда России. Проблемы и решения : мат. Междунар. академических чтений. 2021. С. 241–249. EDN ZFMGQV.Tamrazyan A.G., Sayed Y.A.K. Influence of corrosion on the behavior of reinforced concrete beams. Safety of the Construction Fund of Russia. Problems and Solutions : materials of the International Academic Readings. 2021; 241-249. EDN ZFMGQV. (rus.).Scott R.H., Whittle R.T. Moment redistribution effects in beams // Magazine of Concrete Research. 2005. Vol. 57. Issue 1. Pp. 9–20. DOI: 10.1680/macr.57.1.9.57870Scott R.H., Whittle R.T. Moment redistribution effects in beams. Magazine of Concrete Research. 2005; 57(1):9-20. DOI: 10.1680/macr.57.1.9.57870Тамразян А.Г., Рашидов Б.Т. К уровню перераспределения моментов в статически неопределимых железобетонных балках // Строительство и реконструкция. 2018. № 6 (80). С. 14–21. EDN YSXCPB.Tamrazyan A.G., Rashidov B.T. To the level of redistribution of moments in statically uncertainable reinforced concrete beams. Building and Reconstruction. 2018; 6(80):14-21. EDN YSXCPB. (rus.).Кальницкий А.А. Расчет статически неопределимых железобетонных конструкций с учетом перераспределения усилий. М. : Стройиздат, 1970. 168 с.Kal’nitskiy A.A. Calculation of statically indefinable reinforced concrete structures, taking into account the redistribution of forces. Moscow, 1970; 168. (rus.).Черняева Р.П.К. определению границ перераспределения усилий при расчете статически неопределимых железобетонных балок по методу предельного равновесия // Строительство и реконструкция. 2014. № 1 (51). С. 41–45. EDN SQMATT.Chernyaeva R. To delimitation of redistribution of efforts at calculation of statically indefinable ferroconcrete beams on a method of limit balance. Building and Reconstruction. 2014; 1(51):41-45. EDN SQMATT. (rus.).Zhu W., François R. Corrosion of the reinforcement and its influence on the residual structural performance of a 26-year-old corroded RC beam // Construction and Building Materials. 2014. Vol. 51. Pp. 461–472. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2013.11.015Zhu W., François R. Corrosion of the reinforcement and its influence on the residual structural performance of a 26-year-old corroded RC beam. Construction and Building Materials. 2014; 51:461-472. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2013.11.015Huang R., Yang C.C. Condition assessment of reinforced concrete beams relative to reinforcement corrosion // Cement and Concrete Composites. 1997. Vol. 19. Issue 2. Pp. 131–137. DOI: 10.1016/s0958-9465(96)00050-9Huang R., Yang C.C. Condition assessment of reinforced concrete beams relative to reinforcement corrosion. Cement and Concrete Composites. 1997; 19(2):131-137. DOI: 10.1016/s0958-9465(96)00050-9Dang V.H., François R. Influence of long-term corrosion in chloride environment on mechanical behaviour of RC beam // Engineering Structures. 2013. Vol. 48. Pp. 558–568. DOI: 10.1016/j.engstruct.2012.09.021Dang V.H., François R. Influence of long-term corrosion in chloride environment on mechanical behaviour of RC beam. Engineering Structures. 2013; 48:558-568. DOI: 10.1016/j.engstruct.2012.09.021Du Y., Clark L.A., Chan A.H.C. Impact of reinforcement corrosion on ductile behavior of reinforced concrete beams // ACI Structural Journal. 2007. Vol. 104. Issue 3. DOI: 10.14359/18618Du Y., Clark L.A., Chan A.H.C. Impact of reinforcement corrosion on ductile behavior of reinforced concrete beams. ACI Structural Journal. 2007; 104(3). DOI: 10.14359/18618Zhang W., Zhang H., Gu X., Liu W. Structural behavior of corroded reinforced concrete beams under sustained loading // Construction and Building Materials. 2018. Vol. 174. Pp. 675–683. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2018.04.145Zhang W., Zhang H., Gu X., Liu W. Structural behavior of corroded reinforced concrete beams under sustained loading. Construction and Building Materials. 2018; 174:675-683. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2018.04.145Fu C., Fang D., Ye H., Huang L., Wang J. Bond degradation of non-uniformly corroded steel rebars in concrete // Engineering Structures. 2021. Vol. 226. P. 111392. DOI: 10.1016/j.engstruct.2020.111392Fu C., Fang D., Ye H., Huang L., Wang J. Bond degradation of non-uniformly corroded steel rebars in concrete. Engineering Structures. 2021; 226:111392. DOI: 10.1016/j.engstruct.2020.111392Zhang R., Castel A., François R. Serviceability limit state criteria based on steel–concrete bond loss for corroded reinforced concrete in chloride environment // Materials and structures. 2009. Vol. 42. Issue 10. Pp. 1407–1421. DOI: 10.1617/s11527-008-9460-0Zhang R., Castel A., François R. Serviceability limit state criteria based on steel–concrete bond loss for corroded reinforced concrete in chloride environment. Materials and Structures. 2009; 42(10):1407-1421. DOI: 10.1617/s11527-008-9460-0Тамразян А.Г., Сайед Й.А.К. Параметры, влияющие на перераспределение моментов в статически неопределимых железобетонных балках // Промышленное и гражданское строительство. 2022. № 6. С. 4–11. DOI: 10.33622/0869-7019.2022.06.04-11. EDN GQJOZL.Tamrazyan A.G., Sayed Ye.A.K. Parameters affected the moment redistribution in statically indeterminate reinforced concrete beams. Industrial and Civil Engineering. 2022; 6:4-11. DOI: 10.33622/0869-7019.2022.06.04-11. EDN GQJOZL. (rus.).Tamrazyan A.G., Sayed Y.A.K. A practical model for moment redistribution in statically indeterminate RC beams // European Journal of Environmental and Civil Engineering. 2023. Vol. 27. Issue 4. Pp. 1503–1511. DOI: 10.1080/19648189.2022.2086179Tamrazyan A.G., Sayed Y.A.K. A practical model for moment redistribution in statically indeterminate RC beams. European Journal of Environmental and Civil Engineering. 2023; 27(4):1503-1511. DOI: 10.1080/19648189.2022.2086179Fernandez I., Herrador M.F., Marí A.R., Bairán J.M. Ultimate capacity of corroded statically indeterminate reinforced concrete members // International Journal of Concrete Structures and Materials. 2018. Vol. 12. Issue 1. DOI: 10.1186/s40069-018-0297-9Fernandez I., Herrador M.F., Marí A.R., Bairán J.M. Ultimate capacity of corroded statically indeterminate reinforced concrete members. International Journal of Concrete Structures and Materials. 2018; 12(1). DOI: 10.1186/s40069-018-0297-9Feng R., Liu Y., Zhu J.H., Xing F. Flexural behaviour of C-FRCM strengthened corroded RC continuous beams // Composite Structures. 2020. Vol. 245. P. 112200. DOI: 10.1016/j.compstruct.2020.112200Feng R., Liu Y., Zhu J.H., Xing F. Flexural behaviour of C-FRCM strengthened corroded RC continuous beams. Composite Structures. 2020; 245:112200. DOI: 10.1016/j.compstruct.2020.112200Xia J., Jin W., Li L. Shear performance of reinforced concrete beams with corroded stirrups in chloride environment // Corrosion Science. 2011. Vol. 53. Issue 5. Pp. 1794–1805. DOI: 10.1016/j.corsci.2011.01.058Xia J., Jin W., Li L. Shear performance of reinforced concrete beams with corroded stirrups in chloride environment. Corrosion Science. 2011; 53(5):1794-1805. DOI: 10.1016/j.corsci.2011.01.058Shen J., Gao X., Li B., Du K., Jin R., Chen W. et al. Damage evolution of RC beams under simultaneous reinforcement corrosion and sustained load // Materials. 2019. Vol. 12. Issue 4. P. 627. DOI: 10.3390/ma12040627Shen J., Gao X., Li B., Du K., Jin R., Chen W. et al. Damage evolution of RC beams under simultaneous reinforcement corrosion and sustained load. Materials. 2019; 12(4):627. DOI: 10.3390/ma12040627

The authors declare that there are no conflicts of interest present.