CC BY
87
фосфатов становится проблематичным и их содержание практически не уменьшается из-за отдачи клетками ила фосфатов в анаэробных условиях вторичных отстойников. Чем эффективнее процесс нитрификации в аэротенке, тем больше накапливается фосфатов в клетках бактерий и тем больше они его отдадут во вторичных отстойниках, повторно загрязняя воду.
Можно предположить, что будет происходить медленное, малоинтенсивное загрязнение р. Оки, так как вследствие неудовлетворительного удаления биогенных веществ поступающий аммонийный азот в р. Оку токсичен для рыб и требует на свое окисление большой объем воздуха. С другой стороны, фосфаты, хотя и мало токсичны, но именно они способствуют развитию цветения природных водоемов. Хотя известно [2], что достаточно удалить один из основных биогенных веществ (азот или фосфор) и процессы эвтрофикации водоема происходить не будут. При этом надо учесть, что р. Ока мощная и полноводная, что само по себе обеспечивает хорошие процессы самоочищения водоема и его соответствие нормативам рыбохозяйственного назначения.
Существующая проблема неэффективной очистки сточных вод КОС г. Саянска по биогенным веществам актуальна и требует решения. Удаление фосфатов и азота в процессе очистки можно обеспечить следующими известными технологическими приемами:
1. Сочетание аэробных и анаэробных зон в аэротенке - способ глубокого удаления фосфатов основан на способности фосфор-накапливающих бактерий в анаэробных условиях отдавать накопленный фосфор в окружающую воду, а в последующей аэробной стадии активно его потреблять, в результате чего во вторичные отстойники поступает очищенная вода без фосфатов и повторного загрязнения не происходит.
2. Удаление азота можно обеспечить сочетанием аэробных и анаэробных зон, применяя процесс нит-рификации-денитрификации.
3. Повышение окислительной мощности аэротен-ков за счет увеличения рабочей дозы активного ила.
Эти методы сегодня наиболее предпочтительны благодаря их эффективности, а также наличию свободного объёма аэротенков.
Библиографический список
1. Попкович Г.С., Репин Б.Н. Системы аэрации сточных 3. Яковлев С.В., Воронов Ю.В. Водоотведение и очистка вод. М.: Стройиздат, 1986. 136 с. сточных вод: учебник для вузов: М.: АСВ, 2004. 704 с.
2. Жмур Н.С. Технологические и биохимические процессы очистки сточных вод на сооружениях с аэротенками. М.: АКВАРОС, 2003. 512 с.
УДК 624.012.45
ОСОБЕННОСТИ ВЛИЯНИЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ СТАТИЧЕСКИ НЕОПРЕДЕЛИМЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
А.А.Корбух1
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Рассмотрены особенности влияния низкотемпературных воздействий на напряженно-деформированное состояние статически неопределимых железобетонных конструкций. Показано, что для расчета конструкций необходимо учитывать все изменения, связанные с низкотемпературными воздействиями. Библиогр. 14 назв.
Ключевые слова: статически неопределимые конструкции; низкотемпературные воздействия; напряженно -деформированное состояние.
INFLUENCE FEATURES OF LOW-TEMPERATURE EFFECTS ON THE STRESS-STRAIN STATE OF STATICALLY INDETERMINABLE FERROCONCRETE STRUCTURES A.A. Korbukh
National Research Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074.
The article examines the influence features of low-temperature effects on the stress-strain state of statically indeterminable ferroconcrete structures. It is shown that for the structural analysis it is necessary to take into account all the changes associated with the low-temperature effects. 14 sources.
Key words: statically indeterminable structures; low-temperature effects; stress-strain state.
1Корбух Аркадий Александрович, доцент кафедры экспертизы и управления недвижимостью, тел.: (3952) 405412, e-mail: expertiza@istu.edu
Korbukh Arkady, Associate Professor of the Department of Real Estate Expertise and Management, tel.: (3952) 405412, e-mail: ex-pertiza@istu.edu
Воздействие отрицательных температур является одним из наиболее часто встречающихся видов воздействия на железобетонные конструкции, особенно в районах Сибири и Крайнего Севера.
Вопросу стойкости бетона при низкотемпературных воздействиях посвящено много работ, выполненных отечественными и зарубежными учёными. Ими установлены основные предпосылки влияния низких температур на процессы, происходящие в бетоне при замораживании с учётом его влажностного состояния, вида и состава вяжущего, заполнителя, различных режимов испытаний и т.д. О явлениях, происходящих в бетоне при замораживании, выказано много гипотез. К числу основных факторов этих гипотез относят следующие:
1. Механическое давление льда на стенки пор при его преобразовании.
2. Гидравлическое давление воды, оттесняемой льдом.
3. Гидростатическое давление замкнутой незамерзающей воды и др.
Вышеуказанные факторы вызывают дополнительные напряжения в структуре бетона, способствуют нарушению контакта заполнителя и цементного камня, росту микротрещин. В результате происходит снижение прочности бетона и развитие аномальных деформаций его расширения.
Вопросы изменения прочностных и деформатив-ных характеристик бетона изучались в работах В.В.Семенова, В.Н.Ярмаковского и др. Анализ результатов изменения прочности образцов, замораживаемых до t = -60 С и оттаивающих в воде, из бетона морозостойкостью F 400 показал опережающее снижение прочности бетона на растяжение по сравнению с кубиковой и призменной прочностью.
Снижение прочности на растяжение при многократном замораживании хорошо коррелируется с изменением границ микротрещинообразования R sup/R ef. Его уровень постоянно и неуклонно снижается и происходит сближение двух параметрических точек -верхней R sup и нижней R inf границы микротрещино-образования. Это сокращает область упругой работы бетона и приводит к быстрому нарастанию сети трещин - от «микротрещин зоны сцепления» до сети непрерывных микротрещин.
Изменение деформативных характеристик происходит наиболее интенсивно в водонасыщенном бетоне.
Модуль упругости при низкотемпературных воздействиях резко падает, причем скорость его снижения при осевом растяжении значительно опережает скорость его снижения при сжатии. Предельные деформации водонасыщенного бетона также возрастают в основном за счет развития псевдопластических деформаций. Их величина за время испытаний [13] выросла соответственно в 2,5 и 7 раз. Причем, изменение всех этих характеристик произошло в пределах морозостойкости бетона. Подтверждает вышеприведенные результаты и полученная при испытаниях образцов на сжатие диаграмма б-е [13]. Её выполажива-ние, вызванное воздействием цЗо, говорит о росте
деформативности водонасыщенного бетона. Отмечено также накопление бетоном остаточных деформаций расширения, величина которых за время испытаний достигала 150 х 10-5 мм/ мм.
Вопрос накопления бетоном остаточных деформаций расширения заслуживает особого внимания.
Исследованиями В.С. Гладкова, Ф.М. Иванова, Г.С. Рояка показано, что разрушение бетона проявляется в накоплении остаточных деформаций, закономерность роста которых представляет собой прямую в логарифмических осях координат: ^ E = k+a ^ п,
где E - суммарная остаточная деформация; п - число циклов замораживания-оттаивания; К a - параметры, зависящие от стойкости бетона в условиях испытаний.
Основными факторами, определяющими степень разрушения бетона, являются: величина водонасы-щения бетона; температура замораживания; плотность, характеризуемая объемной массой цементного камня в бетоне; прочность бетона. Вопрос вычисления остаточных деформаций изучался также в работе [14]. Результат анализа работ показал, что при замораживании образцов до температуры t = -50Х величина остаточных деформаций имеет большое значение(в пределах исчерпания морозостойкости бетона). Б.М. Мазур в своей работе делает вывод о том, что остаточные деформации при испытании до t = -50Х должны быть приняты 0,25% (2,5х10-3). Это объясняется тем, что при замораживании до таких температур образуется большее количество трещин, но более мелкого размера, чем при испытании до t = -20Х, в связи с этим при таких же остаточных деформациях снижение прочности происходит в меньшей степени. О.В. Куцевич в своей работе указывает, что при величине остаточных деформаций бетона, при которых остаточные деформации цементного камня не превышали 0,25%, прочность образцов кубов, выпиленных из призм, была не ниже 85% прочности кубов, выпиленных из контрольных призм.
Остановимся только на тех особенностях, которые характерны для статически неопределимых конструкций.
В [4, 6 - 9] отмечается три этапа перераспределения усилий. Первый этап - до образования трещин, когда перераспределение усилий может происходить только за счет пластических информации сжатой зоны бетона. Второй этап - после образования трещин, когда могут происходить большие пластические деформации бетона из-за его ползучести при нагрузке и пластические деформации арматуры, наибольшие в трещине. Третий этап начинается с образования пластического шарнира, вызванного деформациями текучести арматуры в одном из сечений. Этот этап характеризуется наибольшим перераспределением усилий.
Таким образом, на перераспределение усилий в статически неопределимых конструкциях должно влиять изменение деформативных свойств бетона, кинетики трещинообразования, сцепления арматуры с бетоном. Все эти факторы отмечены при оценке влияния циклического замораживания и оттаивания на
напряженно- деформированное состояние статически определимых конструкций.
Анализ исследований по влиянию нагрева на работу статически неопределимых конструкций [1, 5, 10] показал существенное изменение характера перераспределения усилий из-за снижения свойств бетона. Очевидно, что и влияние низких температур сказывается на перераспределении усилий.
Исследования, проведенные в НИИЖБе М.Г.Булгаковой и др. [2] по оценке влияния ЦЗО на работу статически неопределимых железобетонных элементов показали необходимость учета низкотемпературных воздействий при расчете конструкций по П группе предельных состояний. При испытаниях двухпролетных железобетонных балок с симметричным армированием опорного и пролетных сечений в условиях многократного замораживания и оттаивания в воде автором были получены значительные отклонения от расчетной схемы работы балок. В ходе испытаний в водонасыщенном состоянии в балках происходил незатухающий рост деформаций расширения в сжатой и растянутой зоне бетона, а также рост прогибов. В балках, замораживаемых в воздушно-сухом состоянии, эти явления носили незначительный затухающий характер. После разгрузки в водонасыщенных балках наблюдались большие остаточные деформации расширения и остаточные прогибы, причем искривления оси балок, полученные в ходе испытаний, были видны даже визуально, что не наблюдалось в воздушно-сухих балках. При испытании балок кратковременной загрузкой до разрушения, после их длительных испытаний, были получены незначительные отклонения от несущей способности контрольных балок. Это, видимо, объяснятся тем, что балки не достигли исчерпания морозостойкости и в бетоне балок не произошло существенных деструктивных изменений. При морозостойкости бетона Р 500 балки подвергались 350 циклам попеременного замораживания и оттаивания. Но даже на этом этапе были зафиксированы большие прогибы и деформации, близкие к предельным остаточным. В исследованиях отмечено, что в процессе Ц30 возникает продольная сила, вызывающая в арматуре дополнительные напряжения растяжения, а в бетоне - сжатия. Изменилось и отношение опорного момента к пролетному. Было отмечено небольшое перераспределение усилий в пролетное сечение. Впервые предлагается учитывать в расчете
деформаций процент армирования и уровень напряженного состояния. Отмечается необходимость учета продольной силы при расчете кривизн, прогибов балок и напряжений в арматуре.
Л.И.Шмаевич, исследовавший температурные напряжения в железобетонных цилиндрических оболочках [12], отмечает возникновение напряжений растяжения в центре образцов из-за температурного перепада при оттаивании. Величина напряжений составила б = ± 16, 3 МПа. Эти напряжения могут превысить прочность бетона на растяжение и вызвать образование микротрещин, что подтвердилось повышением водонасыщения центра образца.
Значительные термонапряжения в бетоне отмечались и в работе Г.Ф. Мышева [11]. Исследуя напряжения в бетонной призме, возникающие при ее нагреве с четырех сторон, он получил величину растягивающих напряжений б = 8МПа. В статически неопределимых конструкциях, не имеющих возможности свободного деформирования при перепадах температур, такие напряжения существенно меняют напряженно-деформированное состояние. Исследованию дефор-мативности и трещиностойкости изгибаемых железобетонных элементов при отрицательных температурах посвящена работа В.К. Бойко [3]. Им были испытаны однопролетные железобетонные балки. Для ограничения горизонтальной подвижности опорные части балок закреплялись ножевыми опорами. Свободный же поворот сечений обеспечивался прижимными устройствами. Однопролетные балки охлаждали до заданной температуры и разрушали. Автором было отмечено снижение деформативности сжатой зоны бетона, вызванной увеличением прочности и модуля упругости при отрицательной температуре. Наблюдался также выгиб балки, обусловленный несимметричным армированием. Отмечено образование дополнительного усилия в температуре, вызванного усадкой и различием коэффициентов температурного расширения бетона и арматуры. Низкотемпературные воздействия рекомендуется учитывать при расчете по П группе предельных состояний, учитывая дополнительные температурные и усадочные напряжения в арматуре.
Таким образом, для расчета конструкции в соответствии с ее действительным напряженным состоянием необходимо учитывать все изменения, вызванные низкотемпературными воздействиями.
Библиографический список
1. Беловешкин В.Т. Деформативность и трещиностойкость железобетонных изгибаемых элементов при быстром нагреве и охлаждении.: автореф. дис. ... канд.техн.наук. М., 1982. 25 с.
2. Булгакова М.Г. Исследование влияния отрицательных температур влажности на перераспределение усилий в двухпролетной железобетонной балке // Повышение эффективности использования материалов при производстве сборных железобетонных конструкций и изделий: сб. тр. Иркутск, 1984. С. 51-53.
3. Бойко В.Г. Деформативность и трещиностойкость изгибаемых железобетонных элементов при отрицательных температурах: автореф. дис. .канд.техн.наук. М.,1987. 24 с.
4. Гвоздев А.А. Расчет несущей способности конструкций
по методу предельного равновесия. М.: Госстройиздат, 1949. 280 с.
5. Гитман Г.Ф. Исследование работы двухпролетных железобетонных балок при равномерном нагреве: автореф. дис. .канд.техн.наук. М., 1967. 24 с.
6. Зайцев Ю.В. Исследование перераспределения усилий в неразрезных железобетонных балках: автореф. дис. ... канд.техн.наук. М., 1960. 24 с.
7. Крылов С.М. Перераспределение усилий в статически неопределимых железобетонных конструкциях. М.,1964. 25 с.
8. Крылов С.М., Гуща Ю.П., Абаканов М.С. Перераспределение усилий в статически неопределимых железобетонных конструкциях, армированных сталями без площадки текуче-
сти // Сб.тр. / НИИЖБ. М.,1979. 60 с.
9. Кузьмичев А.Е. Несущая способность и жесткость железобетонных рам неразрезных балок: автореф. дис. ... канд.техн.наук. М., 1982. 24 с.
10. Милованов А.Ф. Влияние температуры на работу предварительно напряженных ЖБК // Бетон и железобетон. 1970. №5. С.15-18.
11. Мышев Г.Ф. Деформативность и трещиностойкость круглых железобетонных плит, подвергаемых многократному замораживанию и оттаиванию: автореф. дис. ... канд.техн.наук. М., 1985. 25 с.
12. Шмаевич Л.И. Модельные исследования температурных
напряжений в железобетонных цилиндрических опорных оболочках морских нефтегазопромысловых гидротехнических сооружений: автореф. дис. ... канд.техн.наук. М., 1985. 24 с.
13. Ярмаковский В.Н. Исследование прочностных и деформативных характеристик бетона при низких отрицательных температурах: автореф. дис. ... канд.техн.наук. М., 1985. 24 с.
14. Москвин В.М. О расчетной величине коэффициента температурного расширения бетона при отрицательных температурах // Бетон и железобетон. 1973. №6. С.37-39.
УДК 72.03(571.53)
РАЗВИТИЕ УСТЬ-ИЛИМСКА И СУДЬБА ИСТОРИЧЕСКОГО АРХИТЕКТУРНОГО НАСЛЕДИЯ ГОРОДА
А.А.Ляпин1, М.А.Белова2
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Рассматривается развитие Усть-Илимска, а также комплекс мероприятий, направленных на изучение и сохранение архитектурного наследия города. Приводится характеристика отношения жителей и общественности к культурному наследию на разных этапах существования Илимска и его преемника - современного промышленного Усть-Илимска. Даны сведения о переносе выдающихся памятников деревянной архитектуры Илимского острога в музей под открытым небом. Ил. 4. Библиогр. 18 назв.
Ключевые слова: архитектура; деревянное зодчество; историко-архитектурное наследие; музей под открытым небом «Илимский острог»; Илимск; Усть-Илимск.
DEVELOPMENT OF UST-ILIMSK AND THE DESTINY OF HISTORICAL AND ARCHITECTURAL HERITAGE
OF THE CITY
A.A. Lyapin, M.A. Belova
National Research Irkutsk State Technical University, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664074.
The article deals with the development of Ust-Ilimsk and the process of studying and preserving the architectural heritage of the city. It characterizes different relation of residents and community to the cultural heritage at various stages of existence of Ilimsk and its successor - a modern industrial city of Ust-Ilimsk. The article provides information on the transfer of the outstanding monuments of wooden architecture of Ilimsk Fortress in the museum under open air. 4 figures. 18 sources.
Key words: architecture; wooden architecture; historical and architectural heritage; open-air museum "Ilimsk Fortress"; Ilimsk; Ust-Ilimsk.
Современный Усть-Илимск известен сегодня большинству жителей России как новый промышленный город Восточной Сибири, созданный комсомольскими стройками в глубине тайги. Он был воспет в музыке композитора Александры Пахмутовой и окружен ореолом молодежной романтики строительства «голубых городов Сибири», сопровождавшей государственную программу урбанизации Сибири и Дальнего Востока 1960-х годов. Сложившийся в массовом сознании светлый, жизнерадостный, динамичный образ обустроенного, современного таежного города отражает новый этап жизни древнего предшественника Усть-Илимска - Илимского острога, бывшего когда-то центром воеводства всей территории Приангарья.
Основанный в 1630 году как Илимский острог, затем город Илимск и, наконец, город Усть-Илимск, он прошел за свою 380-летнюю историю несколько этапов развития, знал взлеты и падения, был и хлебной житницей Восточной Сибири, и мелким, уездным городом. Во время своего наивысшего расцвета, в конце XVII века, здесь был поставлен самый значительный в Восточной Сибири острог, возведено несколько крупных деревянных церквей, построен большой посад, насчитывавший более сотни дворов. Архитектура Илимска этого времени в полной мере передавала общие традиции древнерусской архитектуры в целом и особенности архитектурных приемов Русского Севера в частности.
1Ляпин Андрей Александрович, доцент кафедры архитектурного проектирования, тел. 89027616930. Lyapin Andrey, Associate Professor of the Department of Architectural Design, tel.: 89027616930.
2Белова Мария Александровна, аспирант, тел. 89148718948, e-mail: marbrest@gmail.com Belova Maria, Postgraduate, tel.: 89148718948, e-mail: marbrest@gmail.com
