Numeryczna i eksperymentalna analiza zachowania się wielokondygnacyjnych stropów płytowo-słupowych w przypadku utraty słupa krawędziowego

• Autorzy: Buda-Ożóg Lidia , Nykiel Damian , Sieńkowska-Szpetnar Katarzyna , Głuszko Agnieszka

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0055.1602

Warianty tytułu

EN

Numerical and experimental analysis of the behaviour of multi-storey flat slab structures following the loss of an edge column

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy była analiza zachowania się żelbetowych stropów płytowo-słupowych w sytuacji awaryjnej, jaką jest utrata krawędziowego słupa nośnego. Opisano przebieg oraz wyniki badań doświadczalnych na modelu jednokondygnacyjnym oraz symulacje numeryczne wykonane w programie ATENA Static dla budynków jedno-, dwu- i czterokondygnacyjnych. Wyniki przeprowadzonych analiz wykazały istotny wpływ wyższych kondygnacji na mechanizm deformacji i redystrybucję obciążeń w stropie po uszkodzeniu słupa. W budynkach wielokondygnacyjnych zaobserwowano znaczące ograniczenie ugięć w porównaniu z budynkiem jednokondygnacyjnym. Co więcej, analiza sił w słupach zlokalizowanych powyżej uszkodzonego elementu wykazała zmianę ich charakteru ze ściskających na rozciągające, co świadczy o uruchomieniu mechanizmu cięgnowego, wspomagającego przenoszenie obciążeń. Stwierdzono istotną rolę odpowiedniego zbrojenia obwodowego płyty oraz zbrojenia słupów, umożliwiającego ich cięgnową pracę w sytuacji awaryjnej.

EN

The objective of this study was to analyse the behaviour of reinforced concrete flat slab structures under an emergency scenario involving the loss of an edge support column. The methodology and findings of experimental tests conducted on a single-storey model are described, along with numerical simulations performed using ATENA Static software for one- , two-, and four-storey buildings. The results of the analyses demonstrated a significant influence of upper storeys on the deformation mechanism and load redistribution within the slab following column failure. In multi-storey buildings, a notable reduction in deflections was observed in comparison to the single-storey structure. Furthermore, the analysis of forces in columns located above the damaged element revealed a change in their nature from compressive to tensile, indicating the activation of a catenary action mechanism that assists in load transfer. The study established the crucial role of adequate peripheral reinforcement in the slab and reinforcement in the columns, enabling their tensile behaviour in an emergency situation.

Słowa kluczowe

PL

konstrukcja żelbetowa; strop płytowo-słupowy; utrata słupa; zbrojenie wieńcowe

EN

reinforced concrete structure; flat slab structure; column loss; peripheral reinforcement

• Wydawca: Fundacja Polskiego Związku Inżynierów i Techników Budownictwa
• Czasopismo: Inżynieria i Budownictwo
• Rocznik: 2025
• Tom: R. 81, nr 3
• Strony: 254--259
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., il.

Twórcy

autor

Buda-Ożóg Lidia

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Budownictwa, Inżynierii Środowiska i Architektury

• https://orcid.org/0000-0002-1205-1345

autor

Nykiel Damian

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Budownictwa, Inżynierii Środowiska i Architektury

• https://orcid.org/0000-0003-2259-5917

autor

Sieńkowska-Szpetnar Katarzyna

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Budownictwa, Inżynierii Środowiska i Architektury

• https://orcid.org/0000-0003-1497-5821

autor

Głuszko Agnieszka

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Budownictwa, Inżynierii Środowiska i Architektury

• https://orcid.org/0000-0002-9978-1323

Bibliografia

• [1] Foraboschi P.: Structural layout that takes full advantage of the capabilities and opportunities afforded by two-way RC floors, coupled with the selection of the best technique, to avoid serviceability failures, Engineering Failure Anal. 70 (2016), 387-418.
• [2] PN-EN-1991-1-7:2008 Oddziaływania na konstrukcje, Oddziaływania wyjątkowe.
• [3] Starossek U.: Progressive Collapse of Structures, Second edition, Thomas Telford Publishing, 2017.
• [4] Starosolski W., Wieczorek B., Wieczorek M.: Konstrukcje płytowo-słupowe. Zabezpieczenia przeciwko katastrofie postępującej, Biuletyn techniczny nr 6, Centrum Promocji Jakości Stali, Warszawa, 2015.
• [5] Ma F., et al.: Experimental study on the progressive collapse behaviour of RC flat plate substructures subjected to edge-column and edge-interior-column removal scenarios, Eng Struct 2020, 209, 110299.
• [6] Yang T., Liu Z., Lian J.: Progressive collapse of RC flat slab substructures with unbonded posttensioning strands after the loss of an exterior column, Eng Struct 2021;234: 1-12.
• [7] Buda-Ożóg L., et al.: Experimental research and numerical simulations of the actual response flat slab in case of column loss, STRUCTURAL CONCRETE, V.24, 1.4, s. 5331-5348 (2023).
• [8] Buda-Ożóg L., et. al.: Distributed fibre optic sensing: Reinforcement yielding strains and crack detection in concrete slab during column failure simulation, MEASUREMENT, t. 195, s. 1-19, (2022).