К 100-летию Л.П. Ждахина

(1909 – 1994 гг.)

      13 ноября 2009 г. исполняется 100 лет со дня рождения бывшего главного инженера проекта института «Промстройпроект», позднее профессора кафедры строительных конструкций УГТУ-УПИ, доктора технических наук Леонида Петровича Ждахина.

       Л.П. Ждахин родился в семье служащего 13 ноября 1909 г. в селе Никольское Карагайского района Пермской области. Трудовую деятельность он начал с февраля 1926 г. учителем школы 1 ступени в с. Денисовка и продолжил в д. Соколово  Верещагинского района Пермской области.

       В 1927-1929 г. он учился в художественно-педагогическом техникуме в г. Перми, после окончания которого работал техником-строителем на объектах Уралпромстроя, а с 1931 г. – техником- конструктором в проектном институте «Промстройпроект» в г. Свердловске. Непрерывно совершенствуя свою квалификацию, Л.П. Ждахин без отрыва от производства окончил в 1936 г. Уральский индустриальный институт по специальности «Строительные конструкции», защитив на отлично диплом: «Проект бункеров галереи Кизеловской обогатительной фабрики». Председателем ГКК был Карташов К.Н

       Около 23 лет Л.П. Ждахин проработал в «Промстройпроекте», пройдя путь от рядового конструктора, старшего конструктора до инженера-конструктора, зам. начальника отдела (1946-1947 гг.), начальника отдела (1948 г.) и главного инженера проекта (1952-1953 гг.). В этот период он подрабатывал также в политехникуме (1944-1951 гг.) и в политехническом институте (1944-1952 гг.).

       За время своей инженерной деятельности он был автором конструктивной части 45 крупных проектов промышленных, жилых и гражданских зданий и сооружений, среди которых были уникальные объекты – такие, как корпуса Сорской и Гороблагодатской обогатительных фабрик, Башкирского медно-серного комбината, Уральского компрессорного завода, завода Уралэлектроаппарат, Уралмашзавода и др. В 1940 г. появились первые статьи Л.П. Ждахина в журналах «Строительная промышленность», №4 и «Опыт стройки», №5, посвященные методам восстановления фундаментов сооружений

      Напряженный и ответственный труд Л.П. Ждахина в годы Великой Отечественной войны был связан с проектированием заводов оборонной промышленности и заводов, эвакуированных на Урал и Сибирь из западных районов страны (работа в 1938-1946 гг. в ГСПИ №4 Наркомата боеприпасов СССР). За работу в этот период Л.П. Ждахин был награжден медалью «За доблестный труд в Великой Отечественной войне 1941-1945 гг.» и позднее – медалью «Тридцать лет победы в Великой Отечественной войне 1941-1945 гг.».

      В 1945-1947 гг. Л.П. Ждахин учился в Вечернем университете марксизма-ленинизма, а в 1951 г. сдал все кандидатские экзамены на стройфаке в  УПИ. Работая в «Промстройпроекте», он одновременно (в 1951-1954 гг.) проводил  в лаборатории кафедры строительных конструкций УПИ исследования плит из железобетона, в результате которых он защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата технических наук по теме: «Расчет внецентренно растянутых железобетонных плит методом предельного равновесия».

     С марта 1954 г. Л.П. Ждахин перешел на работу в Уральский политехнический институт им. С.М. Кирова на должность доцента кафедры строительных конструкций. В УПИ он проработал 37 лет, доведя общий стаж работы до 65 лет.

     В 1959 г. Л.П. Ждахин начинает исследования железобетонных бункеров и разработку методов расчета их несущей способности. На кафедре строительных конструкций он создает кружок СНТО, привлекая в него 8 студентов 4 и 5 курсов специальности ПГС. В 1960 г. была рассчитана, изготовлена, испытана в лаборатории до разрушения конструкция первого железобетонного бункера в 1/3 натуральной величины  и подготовлена работа на студенческий конкурс.

     В 1962 г. под руководством Л.П. Ждахина аспирант Вилен Ф.И. провел в лаборатории Уралпромстройниипроекта аналогичные испытания двух крупных моделей бункеров. Одновременно с этим его аспиранты Чижевский В.В. и Эпп А.Я. провели в этой же лаборатории большие эксперименты внецентренно растянутых железобетонных плит. По результатам этих исследований   позднее были защищены три кандидатские диссертации. 

     В 1963 г. в лаборатории УПИ им. С.М. Кирова были проведены испытания до разрушения высокого пирамидально-призматического железобетонного бункера, в котором принимали участие инженеры Вилен Ф.И., Иванов Г.П., Трущев А.Г., Чижевский В.В., Эпп А.Я. и др.

     В 1963-1966 гг. аспирантом Ивановым Г.П. проведена в лаборатории УПИ серия испытаний до разрушения пяти крупных моделей несимметричных в плане конструкций железобетонных бункеров. Во всех проведенных испытаниях бункеров нагрузка на стенки имитировалась давлением воды, подаваемой в резиновые камеры.

     По результатам проведенных научных исследований в 1970 г. Ждахин Л.П. подготовил и опубликовал монографию «Расчет железобетонных бункеров по предельным состояниям», а в 1973 г. защитил докторскую диссертацию и получил ученую степень доктора технических наук и в 1976 г. - звание профессора кафедры «Строительные конструкции».

     В 1964-1967 гг. преподаватели кафедры строительных конструкций под руководством Л.П. Ждахина выполнили большую работу по проектированию и надзору за строительством зимнего стадиона – лекгоатлетического манежа УПИ, который был сдан в эксплуатацию в начале 1968 г. За эту деятельность Л.П. Ждахин был награжден серебряной медалью ВДНХ СССР.

     В 1974 г. в лаборатории УПИ  по инициативе аспиранта Макарова Ю.Д. были проведены испытания двух крупных моделей бункеров на действие песка как при его хранении (в состоянии покоя), так и при его движении в процессе загрузки и выгрузки. Для замера контактных давлений песка Макаровым Ю.Д. были сконструированы, изготовлены и использованы при испытаниях бункеров кольцевые мессдозы, позволяющие замерять нормальную и касательную составляющие статического и динамического давлений песка на стенки моделей железобетонных бункеров.

     Научно-исследовательская деятельность Л.П. Ждахина отличалась практической направленностью и актуальностью тематики. Более трех десятилетий он уделял внимание развитию теории расчета, проектирования и практическому применению тонкостенных пространственных железобетонных конструкций типа резервуаров и бункеров; он создал в Екатеринбурге школу исследователей железобетонных бункеров, работы которой широко известны в нашей стране и за рубежом. Пять его учеников защитили кандидатские диссертации. Работы по исследованию бункеров продолжаются и в настоящее время. В 1989 г. преподаватели кафедры строительных конструкций УПИ отметили 80-летие со дня рождения профессора Л.П. Ждахина (см. фото).          В 1991 г. он закончил свою работу в УПИ. 11 июня 1994 г. на 84 году жизни Л.П. Ждахин скончался. Но теоретические и экспериментальные исследования  железобетонных бункеров, разработка методов их расчета и проектирования, начатые под руководством Ждахина Л.П., продолжаются.

     На основе обобщения опыта эксплуатации и проведенных исследований бункеров и силосов были выявлены преимущества выполнения стенок емкостей в виде складок и оболочек, что повышает надежность опорожнения бункеров, а также их прочность и жесткость. Новые предложенные формы бункеров и силосов были защищены 8 авторскими свидетельствами на изобретение: №№ 881282 (1981 г.), 1065573 (1984), 1090834 (1084), 1090837 (1984), 1133177 (1985), 1178891 (1985), 1222801 (1986), 2127789 (1999), а также 5 патентами на промышленный образец: №№ 38856 (1993), 39496 (1993), 40024 (1993), 40025 (1993), 40560 (1994).

           Современный уровень развития численных методов расчета конструкций и компьютерных технологий расширили возможность моделирования и исследования напряженно-деформированного состояния бункеров, позволили рассчитывать их как тонкостенные пространственные конструкции.

           В 1999 г. Ивановой Н.Г. был разработан расчетно-графический комплекс программ для автоматизированного проектирования монолитных железобетонных бункеров. Он позволил составить более точную модель бункера, произвести статический и конструктивный расчеты бункеров как пространственных систем на любые заданные нагрузки, подготовить пояснительную записку и комплект рабочих чертежей со спецификациями материалов. Статический расчет производится методом конечных элементов по программе STAAD-III/22, разработанной фирмой Research Engineers, Jnc. (США).

           В результате численных расчетов бункеров на действие сыпучего материала  были построены эпюры изгибающих моментов и продольных сил в нескольких вертикальных и горизонтальных поперечных сечениях стенок низких квадратных в плане бункеров, имеющих воронки со стенками в форме цилиндрических оболочек с направляющей в виде дуги окружности.

           Был проведен также численный анализ напряженного состояния стенок бункера как пространственной конструкции от вертикальной нагрузки q, равномерно распределенной по верхнему краю одной вертикальной стенки  (нагрузки от примыкающих перекрытий, технологического оборудования и др.). Был выполнен статический расчет и построены эпюры внутренних усилий в поперечных сечениях стенок низкого бункера от действия четырех вертикальных сосредоточенных сил Р, приложенных по верхним краям двух вертикальных стенок (например, реакций двух балок, передающих нагрузки от транспортных средств ).

           Выполнены численные исследования напряженного состояния бункера-воронки со стенками в форме гиперболического параболоида (гипара).

           На основе использования пространственной расчетной модели бункера и применения методов нелинейного программирования разработан алгоритм оптимизации параметров монолитных железобетонных бункеров, учитывающий все необходимые ограничения и позволяющий получить решение для изготовления бункера со стоимостью, близкой к минимальной. К варьируемым (оптимизируемым) параметрам в разработанной методике относятся: толщины стенок призмы и воронки, параметры армирования наружных и внутренних граней стенок бункера в пролетах и на опорах, геометрические размеры обвязочных балок и параметры их армирования, а также класс бетона. Разработанная в кандидатской диссертации Плетнева М. В. «Автоматизированное оптимальное проектирование монолитных железобетонных бункеров. Екатеринбург: УГТУ- УПИ, 2005.-199 с.» методика оптимального проектирования бункеров позволяет получить до 20% экономии стоимости материалов, необходимых для изготовления бункера, по сравнению с результатами проектирования по традиционной методике.

       Работы по совершенствованию методов расчета и проектирования железобетонных бункеров получили признание за рубежом (опубликованы в пяти иностранных журналах).

     Память о Леониде Петровиче Ждахине сохранится в сердцах близко его знавших людей и тех, кто сегодня посвящает свою жизнь исследованию железобетонных бункеров.