Натан Ньюмарк: Пионер сейсмостойкого строительства
Nathan M. Newmark
Натан Ньюмарк (1910-1981) – американский инженер-строитель, пионер сейсмостойкого строительства. Лауреат Нац. медали в области науки и техники. Rutgers University.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Американский инженер-конструктор и академик
American structural engineer and academic
Нейтан Мортимор Ньюмарк (22 сентября 1910 – 25 января 1981) был американским инженером-конструктором и академиком, которого широко считают одним из основоположников сейсмостойкого строительства. Он был удостоен Национальной медали в области науки за достижения в инженерии.
Nathan Mortimore Newmark (September 22, 1910 – January 25, 1981) was an American structural engineer and academic, who is widely considered one of the founding fathers of earthquake engineering. He was awarded the National Medal of Science for engineering.
Ранние годы
Ньюмарк родился в Плейнфилде, штат Нью-Джерси, в еврейской семье Абрахама и Молли Ньюмарк. Получив начальное образование в Северной Каролине и Нью-Джерси, он поступил в Университет Рутгерса. Ньюмарк окончил Рутгерс в 1930 году с отличием и специальными отличиями в области гражданского строительства. В 1931 году он женился на Энн Коэн. Затем Ньюмарк поступил в аспирантуру в Университет Иллинойса в Урбана-Шампейн, где работал под руководством Харди Кросса, Гарольда М. Вестергарда и Фрэнка Э. Ричарта.
Newmark was born in Plainfield, New Jersey to a Jewish couple, Abraham and Mollie Newmark. After receiving his early education in North Carolina and New Jersey, he went on to attend Rutgers University. Newmark graduated from Rutgers in 1930 earning high honors and special honors in civil engineering. He married Anne Cohen in 1931. Newmark then attended graduate school at the University of Illinois at Urbana–Champaign, where he worked under Hardy Cross, Harold M. Westergaard, and Frank E. Richart.
В университете Иллинойса
В 1932 году он получил степень магистра наук, а в 1934 году – степень доктора философии за диссертацию «Взаимодействие ребер и надстройки в бетонных арочных мостах» по специальности «гражданское строительство» в Университете Иллинойса в Урбана-Шампейн. После окончания UIUC Ньюмарк был назначен на множество престижных должностей в этом отделении. В 1943 году он стал профессором-исследователем в области гражданского строительства. Он был председателем Лаборатории цифровых компьютеров университета с 1947 по 1957 год, а в 1956 году был назначен заведующим кафедрой гражданского строительства и занимал эту должность до 1973 года. Ньюмарк занимал множество важных руководящих должностей и имел репутацию самого длительного стажа работы в Совете по университетским исследованиям. Он продолжал преподавать там до выхода на пенсию с присвоением звания профессора эмеритуса. Под его руководством программа в Университете Иллинойса в Урбана-Шампейн достигла новых высот. Лаборатория гражданского строительства на территории кампуса теперь носит его имя. Ньюмарк был научным руководителем или соруководителем следующих студентов, завершивших обучение в аспирантуре по специальности «гражданское строительство» в Университете Иллинойса в Урбана-Шампейн и получивших степень доктора философии:
In 1932 he received a M. S. degree and in 1934 a Ph. D. degrees for thesis titled Interaction between rib and superstructure in concrete arch bridges, in civil engineering from the University of Illinois at Urbana–Champaign. After graduating from UIUC, Newmark was appointed to many prestigious positions in the department. He became Research Professor of Civil Engineering in 1943. He served as Chairman of the Digital Computer Laboratory of the university from 1947 to 1957 and in 1956 he was appointed head of the Civil Engineering Department and held the position until 1973. Newmark held many important leadership positions and the reputation of the longest tenure on the University Research Board. He continued as a professor there until he retired with a rank of professor emeritus. Under his leadership, the program at the University of Illinois at Urbana–Champaign soared to new heights. The civil engineering laboratory on campus now bears his name. Newmark was the advisor or coadvisor of the following students who completed their Ph. D. in Civil Engineering, Graduate College, University of Illinois at Urbana–Champaign:
Достижения
Во время Второй мировой войны Ньюмарк консультировал Комитет по исследованиям в области национальной обороны и Управление научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, за что в 1948 году он был удостоен Президентского сертификата заслуг. Он работал в составе многочисленных советов и комиссий Министерства обороны, внеся значительный вклад в разработку ракетных комплексов Minute Man и MX. В 1959 году Ньюмарк представил метод Ньюмарка-бета, ставший широко известным методом численного интегрирования, используемым для решения дифференциальных уравнений. Этот метод до сих пор широко применяется для численной оценки динамического отклика конструкций и твердых тел, например, при проведении анализа конечных элементов. Позже он участвовал в разработке первых цифровых компьютеров, ILLIAC II, одного из первых компьютеров на транзисторах. Он также был спроектирован с учетом использования транзисторов, которые еще не были изобретены. ILLIAC II в конечном итоге способствовал разработке компьютерного программного обеспечения для инженерных целей. Одним из значительных достижений Ньюмарка стало строительство Torre Latinoamericana (Латиноамериканской башни) в Мехико, Мексика, самого высокого здания в Мехико до 1984 года. Ньюмарк был инженером-консультантом по этому проекту. Он спроектировал здание таким образом, чтобы оно опиралось на мягкий грунт под ним и могло выдерживать землетрясения. Конструкция была испытана в 1957 году, когда город потрясло землетрясение, и вновь – во время более сильного землетрясения в 1985 году. Torre Latinoamericana выстояла и до сих пор стоит как свидетельство прогресса в области сейсмостойкого строительства. Он также разработал критерии сейсмического проектирования для других крупных проектов, включая систему скоростного транспорта в районе залива Сан-Франциско, систему трубопроводов Транс-Аляска, предлагаемый газопровод для транспортировки природного газа с Аляски и около 70 атомных электростанций. На протяжении всей своей карьеры Ньюмарк разработал простой, но эффективный и широко используемый метод анализа сложных конструктивных элементов и узлов в различных условиях нагружения, а также для расчета напряжений и деформаций в грунте под основаниями. Он также был инженером при строительстве Трансаляскинского нефтепровода. В 1970-х годах страна столкнулась с дефицитом нефти и энергии, высоким уровнем безработицы и инфляцией, поэтому необходимо было принять меры для сохранения и рационального использования имеющихся природных ресурсов. После обнаружения нефти на Аляске возникла необходимость в разработке проекта для быстрой и эффективной транспортировки нефти к нефтеперерабатывающим заводам. Аляскинский рельеф представлял множество проблем для прокладки обычного подземного трубопровода, поэтому Ньюмарка привлекли к проектированию участков трубопровода вблизи зон разломов. Благодаря многочисленным исследованиям влияния землетрясений на сооружения, Ньюмарк обладал идеальным опытом для решения этой сложной задачи. Ньюмарк также внес значительный вклад в геотехническую инженерию. Он разработал новый метод, названный его именем (метод скользящего блока Ньюмарка), для расчета перемещений в земляных плотинах и на склонах при землетрясениях. Его работа была отмечена приглашением выступить с 5-й лекцией Ренкина Британской геотехнической ассоциации, которая называлась «Влияние землетрясений на плотины и насыпи». Американский институт бетона наградил Ньюмарка медалью Уэсона за лучшую научную работу в 1950 году. В 1968 году он был удостоен Национальной медали в области науки и техники. Он был избран членом Американской академии искусств и наук (1962) и получил медаль Джона Фрица в 1979 году, а также ряд других наград. Американское общество гражданских инженеров учредило медаль имени Ньюмарка, которая вручается «члену Американского общества гражданских инженеров, который своими достижениями в области механики конструкций внес существенный вклад в укрепление научной базы строительной техники». В 1964 году он участвовал в создании Национальной инженерной академии (NAE), а два года спустя стал членом Национальной академии наук (NAS).
During World War II Newmark consulted for the National Defense Research Committee and the Office of Scientific Research and Development, for which in 1948 he received the President's Certificate of Merit. He served on numerous Department of Defense boards and panels, with major contributions to the Minute Man and MX missile systems. In 1959, Newmark introduced what became known as the Newmark beta method of numerical integration used to solve differential equations. The method is still widely used in numerical evaluation of the dynamic response of structures and solids, such as in Finite element analysis. He later helped to develop the first digital computers, the ILLIAC II, which was one of the first transistorized computers. It was also designed to use transistors that were not even invented yet. The ILLIAC II eventually led to the development of computer software for engineering. Another of Newmark's achievements was the Torre Latinoamericana (Latin American Tower) in Mexico City, Mexico, the tallest building in Mexico City until 1984. Newmark was the consulting engineer on the project. He designed the building to be supported by the muddy soil underneath the structure and be able to withstand earthquakes. The design was put to the test in 1957 when an earthquake struck the city, and again in the stronger earthquake of 1985. The Torre Latinoamericana withstood the quakes and is still standing today as a witness of progress in earthquake engineering. He also developed the seismic design criteria for other large projects including the Bay Area Rapid Transit System, Trans Alaska Pipeline System, the proposed Alaskan Natural Gas Pipeline, and about 70 nuclear power plants. Throughout his career Newmark developed a simple, yet powerful and widely used method for analyzing complex structural components and assemblies under a variety of conditions of loading and for calculating the stresses and deformations in soil beneath foundations. He also was an engineer on the construction of the Trans Alaska Pipeline. Since there was an oil and energy shortage, high unemployment rate, and high inflation in the 1970s, the country had to do something to help conserve and utilize the natural resources available to them inside the country. Once oil was discovered in Alaska, there was a need for a design to get the oil quickly and efficiently down to the refineries. The Alaskan terrain offered many diverse challenges for a normal underground pipeline, thus Newmark was consulted to design sections of the pipeline near the fault lines. Since Newmark had done numerous studies on the effect of earthquakes on structures, he had the ideal background to tackle such a revolutionary feat. Newmark also made significant contributions to geotechnical engineering. He developed a new method, named after him (Newmark's sliding block method) of calculating displacements in earth dams and slopes due to earthquakes. His work was acknowledged with an invitation to deliver the 5th Rankine Lecture of the British Geotechnical Association, entitled Effects of earthquakes on dams and embankments. The American Concrete Institute awarded Newmark the Wason Medal for Most Meritorious Paper in 1950. In 1968, he was recipient of the National Medal of Science for Engineering Sciences. He was elected Fellow of the American Academy of Arts and Sciences (1962), and received the 1979 John Fritz Medal and several other awards. The American Society of Civil Engineers has named a medal after him, which is awarded "to a member of the American Society of Civil Engineers who, through contributions in structural mechanics, has helped substantially to strengthen the scientific base of structural engineering." In 1964 he contributed to the founding the National Academy of Engineering (NAE) and two years later became a member of National Academy of Sciences (NAS).
Харди Крос
Харди Кросс, под руководством которого Ньюмарк работал в Университете Иллинойса в Урбане, разработал метод распределения моментов. Этот метод позволил проектировщикам рассчитывать статически неопределимые рамы из железобетона. Ньюмарк очень уважал Кросса; он написал предисловие к книге Кросса «Арки, непрерывные рамы, колонны и трубопроводы», в котором рассказывает о том, как ему нравились занятия, которые вел Кросс, и о том, как они иногда вместе шли домой после занятий и обсуждали инженерные принципы.
Hardy Cross, who Newmark worked under at the University of Illinois in Urbana, developed the moment distribution method. It enabled designers to calculate statically indeterminate frames of reinforced concrete. Newmark looked up to Cross; in Cross's book Arches, Continuous Frames, Columns and Conduits, Newmark wrote the introduction, in which he tells how much he enjoyed the classes taught by Cross and how they would sometimes walk home together after classes and discuss engineering principles.