ИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО. ТЕХНИКА В ЦЕЛОМ

Изложен теоретический материал по дисциплине «Сопротивление материалов» для выполнении расчетно-графических и лабораторных работ по расчету напряженно-деформированного состояния кольцевых пластин с помощью электронных таблиц Microsoft Excel.

Проанализированы научные основы важных аспектов расчета и проектирования конструкций зданий и сооружений в сейсмических районах. Рассматриваются укоренившиеся заблуждения в теории сейсмостойкости, препятствующие дальнейшему ее развитию. Излагаются некоторые аспекты проектирования конструкций зданий и сооружений в сейсмических районах.

Приведены современные требования к обеспечению радиационной безопасности термоядерных установок. Рассмотрены источники и дана классификация радиационного излучения при термоядерном синтезе. Основное внимание уделено проблемам проектирования, выбора конструктивных решений и эксплуатации радиационной защиты термоядерных реакторов. Проанализированы результаты расчетно-экспериментальных исследований и концептуальные проработки конструкций сборно-разборной радиационной защиты термоядерных установок.

Изложены теоретические основы составления гиперболических уравнений колебания однородной изотропной упругой пластины, предварительно напряженной пластины, пластины переменной толщины, трехслойной пластины; показаны пределы применимости полученных уравнений и приближенные методы их решения, приведены примеры числового расчета.

Рассмотрены проблемы предотвращения аварий и дальнейшей безаварийной эксплуатации зданий и сооружений. Проведен анализ причин и последствий аварий, мероприятий по эксплуатации конструкций с накопленными повреждениями. Значительный объем издания занимают результаты исследований фактических нагрузок и свойств материалов строительных металлических конструкций, а также изучения действительной работы конструкций. Даны рекомендации по повышению ресурса строительных конструкций.

Представлен труд последних лет жизни академика РААСН В.Н. Богословского, важный для понимания влажностных процессов, происходящих в ограждающих конструкциях зданий, эксплуатирующихся в российском климате. Включен раздел об истории развития учения о потенциале влажности, написанный научным редактором издания, в котором прослеживается долгая история развития потенциала влажности. Приложение состоит из биографии и воспоминаний о В.Н. Богословском его учеников и коллег.

Отражены основные вопросы, связанные с проектированием и возведением отдельных конструкций, зданий и всего комплекса атомных станций, главным образом, с водо-водяными реакторами под давлением. Основное внимание уделено общим вопросам организации, особенностям управления, решению строительно-монтажных баз, временному энерго-, водо-, газоснабжению. В разделах технологии строительства упор сделан на характерных, особенно важных для атомных станций процессах и объектах: устройство оснований, бетонирование фундаментов, выполнение специальных работ и др. Достаточно подробно представлены схемы механизации при возведении главных корпусов, особенности сооружения массивных железобетонных стен и перекрытий, защитных оболочек и др. Проанализирован отечественный и зарубежный опыт сооружения атомных станций.

Рассмотрено влияние геометрических параметров сварных соединений с фланговыми швами на их работу. Представленная инженерная методика расчета таких соединений узлов строительных металлических конструкций позволяет значительно расширить существующее ограничение предельной расчетной длины флангового шва, снизить объем наплавленного металла, что приводит к уменьшению выбросов при сварке и улучшению экологии производства.

Изложены нелинейные методы расчета на длительные нагрузки сложных большепролетных многократно статически неопределимых деревянных конструкций на основе теории интегрального модуля деформаций и критериев прочности древесины при сложном напряженном состоянии. Расчеты ориентированы на использование ЭВМ. Приведены характерные примеры проектирования пространственных конструкций покрытий и сооружений, состоящих из каркаса и обшивок. При этом показаны ярко выраженные эффекты перераспределения внутренних усилий и совместной работы обшивок с каркасом при несимметричных нагрузках. Дан приближенный расчет обшивок, который распространяется на плоскостные конструкции с учетом специального проектирования соединений.

Охватывает широкий круг вопросов динамики строительных конструкций различного типа сооружений, решенных на основе экспериментальных исследований.

Изложены основы теории вероятностей, математической статистики и теории надежности, которые применяются при решении задач по оценке и обеспечению надежности сооружений систем водоснабжения. Приведены примеры оценки надежности сооружений систем водоснабжения.

Даны общие положения теории надежности строительных конструкций. Изложены современные подходы к расчету зданий и сооружений на сейсмические воздействия. Особое внимание уделено определению параметров и моделированию сейсмического воздействия на основе записей инструментальных акселерограмм. Предложено два метода для моделирования случайных акселерограмм с заданной спектральной плотностью. Рассмотрены особенности детерминированных решений при выполнении вероятностных расчетов конструкций с учетом физической нелинейности на примере расчета железобетонных плит прямоугольной формы. Приведен сравнительный анализ явных и неявных методов прямого интегрирования уравнений движения при решении динамических задач. Выполнена оценка надежности консольных и опертых по контуру плит больших пролетов при действии случайных сейсмических нагрузок.

Изложены основные теоретические сведения, основы расчета и проектирования машин и оборудования; дано описание конструкций машин и оборудования, принципа их действия; предложен выбор и расчет технологических линий и комплексов оборудования.

Рассмотрены и получены статические и динамические характеристики реологических моделей наследственно стареющих твердо деформируемых материалов (бетона) как вязко-упругих, упруго-пластических, вязко-упруго-пластических сред. Выдвинуты концепции новых направлений развития феноменологических теорий линейной и нелинейной ползучести, упруго-пластичности и колебания вязко-упругих систем. Разработан метод решения интегральных уравнений теорий ползучести, эффективность которого показана решением разных практических задач. Определена целесообразность построения теории колебания вязко-упругих систем на основе меры вязкости материала. Это направление значительно расширяет круг применения теории колебания вязко-упругих стареющих систем для решения проблем динамики сооружений.

Приведены 411 тестовых заданий по разделу «Метрология и технические измерения» дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация». К тестовым заданиям даны ответы.

Рассмотрена специфика технологии основных процессов производства природного урана, его обогащения, изготовления тепловыделяющих элементов и сборок, радиохимической регенерации отработавшего ядерного топлива и обращения с радиоактивными отходами. Дана функциональная связь технологии и применяемого оборудования со строительными решениями. Приведены основные природные радиоактивные изотопы, требующие радиационного контроля при строительстве зданий и сооружений. Рассмотрены вопросы защиты окружающей среды от внешних техногенных воздействий, в том числе и от атомных станций.

Исследованы актуальные проблемы обращения с отходами в Российской Федерации, в ее отдельных краях, областях, республиках в контексте устойчивого развития. Определены методические подходы для реализации технологических и экономических механизмов природопользования, в том числе на урбанизированных территориях городов нашей страны. Особое внимание уделено проблеме опасных токсичных промышленных отходов и их трансграничному перемещению, страхованию экологических рисков.

Изложены основы курса «Детали машин и основы взаимозаменяемости» в объеме подготовки бакалавров. Описано устройство и приведено назначение деталей и узлов, применяемых в средствах механизации строительства и производства строительных материалов, изделий и конструкций. Рассмотрены основы проектирования и обеспечения взаимозаменяемости деталей и узлов на базе стандартов Единой системы допусков и посадок и других стандартов, устанавливающих допуски и посадки различных сопряжений.

Изложен соответствующий государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования по направлению 270800 «Строительство» материал курса «Основы механики жидкости», который охватывает первую из трех частей дисциплины «Гидравлика». Раскрыты основные законы равновесия и движения жидкостей.

Изложены основные вопросы гидравлики систем водоснабжения и водоотведения. Приведены физические свойства жидкости, основы кинематики и динамики, гидравлические сопротивления. Рассмотрено движение жидкости по трубопроводам в системах водоснабжения и водоотведения. Описано обтекание потоком жидкости твердых тел. Детализированы механизмы перемешивания затопленных струй с окружающей средой и смешения сточных вод с водой водоемов. Приведены основные элементы гидравлических машин. В каждом разделе есть примеры гидравлических расчетов.

Приведены сведения по гидростатике и динамике жидкости, гидравлическим сопротивлениям, равномерному и неравномерному движениям жидкости, гидравлическим расчетам водопропускных сооружений, фильтрационным и гидрологическим расчетам при их проектировании. Содержит теоретическую и практическую части, контрольные задания и рекомендации по их выполнению, примеры решения задач и справочные таблицы.

Рассмотрены вопросы, связанные с возведением, ремонтом, реконструкцией и демонтажом высоких железобетонных и металлических газоотводящих (дымовых) труб тепловых электростанций: общие проблемы сооружения, возведение фундаментов, железобетонных оболочек в подъемно-переставной и скользящей опалубке, устройство футеровки. Значительное место уделено монтажу газоотводящих металлических стволов, расположенных внутри железобетонных оболочек, а также сооружению труб с металлическим каркасом. Представлены современные материалы и способы ремонта футеровок, железобетонных оболочек. Выделены технологии демонтажа. Использованы проектные материалы, в том числе по трубам, построенным в последнее десятилетие.

Отражает основные аспекты заключительной стадии жизненного цикла ядерных установок — стадии вывода из эксплуатации. В общем решении данного вопроса большое внимание уделяется зданиям, сооружениям, системам, оборудованию, конструкционным и защитным строительным материалам и строительным защитным конструкциям.

Рассмотрена одна из ключевых проблем, без решения которой невозможно дальнейшее развитие атомной энергетики, — вывод из эксплуатации реакторных установок. Изложены научно-технические, нормативные, организационные и социальные вопросы комплексного рассмотрения вывода из эксплуатации реакторных установок.

Рассмотрены вопросы получения вспененных тампонажных растворов. Особое внимание уделено вопросам структурообразования композитных растворов с оптимальными физико-техническими параметрами.

Рассмотрены вопросы определения нагрузок на валы и подшипниковые узлы с учетом их конструкции и типа подшипника. Решена задача нагружения двух спаренных конических подшипников. Приведен пример расчета валов и подшипников для одного из вариантов приводов при частореверсировном режиме нагружения.

Рассматриваются основные вопросы, связанные с аэродинамикой зданий и сооружений, характеристики экспериментального оборудования, основы проведения испытаний в аэродинамических трубах, а также основные программные пакеты, предназначенные для численного моделирования, и их особенности на примере мультизадачного комплекса ANSYS CFX.

Рассмотрены общие вопросы армирования железобетонных конструкций. Приведены примеры армирования железобетонных конструкций зданий: фундаментов, вертикальных и горизонтальных несущих конструкций, а также лестниц. Включен справочный материал, необходимый для конструирования железобетонных конструкций зданий.

Описаны состав и возможности «ПК ЛИРА» и его графической среды «ЛИР- ВИЗОР». Рассмотрена технология создания геометрии расчетных схем и наложения опорных связей, создания типов жесткости сечений и их назначения элементам, приложения нагрузок, проведения расчетов, их визуализации и документирования. По каждой теме приводятся варианты индивидуальных практических заданий.

На основе приведенных терминов и определений рассмотрены физические основы взрывов сосудов, работающих под давлением, детонационных и дефлаграционных взрывов. Приведены расчетные формулы для различных типов взрывов в объеме, необходимом для составления прогнозов воздействия ударных волн на здания и сооружения и разработки мероприятий по снижению материального ущерба и предотвращения людских потерь. Приведены примеры расчета параметров указанных взрывов. Даны описания двух реальных тяжелейших взрывов: сосудов, работающих под давлением, и внешнего дефлаграционного взрыва.

Приведены результаты специально поставленных экспериментальных исследований внецентренно нагруженных железобетонных элементов составного сечения. Построены графики экспериментальных деформаций сжатого бетона и растянутой арматуры в поперечном сечении опытного образца на разных уровнях силового сопротивления внецентренно сжатых элементов.

Для откопки глубоких котлованов внутри плотной городской застройки часто требуется применение дополнительных мероприятий, снижающих перемещения ограждения, а соответственно, и осадки окружающих зданий в процессе производства работ. Для этих целей все чаще стала применяться струйная геотехнология, позволяющая создавать в грунте грунтоцементный массив различной формы с физико-механическими свойствами, на несколько порядков превышающими свойства грунта.

Прокладка щитовым способом сервисных и коммуникационных тоннелей в условиях плотной городской застройки приводит к нежелательным осадкам зданий, находящихся непосредственно над или вблизи подземной выработки.

Для прогнозирования долговременной прочности дорожной конструкции и усталостной долговечности материалов покрытия важным является учет изменения состояния грунтов основания в условиях сезонных колебаний температуры и влажности

В статье представлены результаты экспериментальных исследований клееных армированных деревянных балок при длительном действии нагрузки. Определены зависимости между коэффициентом армирования и ростом деформаций в деревянных конструкциях Приведено сопоставление результатов эксперимента с теоретическими расчетами.

На основе комбинации вариационного метода В.З. Власова с методом последовательных нагружений предложен алгоритм и разрешающие уравнения для проектного и запроектного расчета коротких призматических складок с учетом анизотропии, неупругих деформаций, деформаций сдвига, наличия трещин и коррозионных повреждений в железобетоне при полумоментном напряженном состоянии

В статье проведен анализ влияния коррозионного повреждения узлов железобетонного изгибаемого элемента на его конструктивную безопасность. Приведено численное решение поставленной задачи

Приведен алгоритм расчета железобетонных складчатых систем покрытий зданий на эксплуатационные проектные и запроектные воздействия, связанные с силовыми и средовыми повреждениями в процессе эксплуатации

Исследовано влияние добавки поташа на реологические свойства бетонных смесей, применяемых при формовании дорожных, барьерных ограждений с использованием технологии скользящей опалубки. Описаны исследования влияния добавки поташа как ускорителя твердения бетонных смесей на разработанной модели рабочего органа бетоноукладчика

В статье на основе предложенных В.М. Бондаренко зависимостей построены расчетные модели силового сопротивления сечений железобетонного элемента с учетом коррозионных повреждений. Рассмотрено два варианта поврежденной сжатой зоны

При расчете железобетонных сооружений вводится комплексный учет гистерезисной и коррозионной диссипации силового сопротивления, в зависимости от особенностей решаемых задач и режимов нагружения предлагается ориентированное применение характеристик жесткости или отпорности конструкций и рассматриваются случаи перехода напряженного состояния из устойчивого в неустойчивое

С помощью программы ANSYS методом конечных элементов моделируется процесс упругопластической деформации стальной заготовки с учетом изменения свойств материала. В качестве примера исследуется напряженно–деформированное состояние проволоки в процессе ее волочения с учетом изменения свойств материала при нагревании.

В статье рассмотрены вопросы применения методов бесконтактной термометрии для измерения температуры различных объектов. Показано, что бесконтактные измерения температуры характеризуются большим количеством как методических, так и инструментальных систематических погрешностей. Представлена структура полной погрешности результатов измерений.

Предложена модификация распределений Пирсона для аппроксимации законов распределения экспериментальных данных, которая позволяет получить более широкий класс законов распределений, чем существующая система распределений Пирсона.

Шпиндельный узел современного станка является наиболее ответственной подсистемой в системе обеспечения качества обрабатываемых поверхностей. Процессы возникновения дефектов в опорах шпинделя существенно опережают начало изменения точностных характеристик оборудования, оказывающих большое влияние на качество деталей.

Для повышения чувствительности и точности контроля толщины немагнитных металлических покрытий необходимо совершенствовать известные способы и средства контроля. В статье представлен способ и реализующее его устройство, которые решают данную задачу путем компенсации основных инструментальных погрешностей измерений

Описаны конструктивные особенности поверхностей деталей машин с элементами прерыва, образующими в сочетании с поверхностями первого и второго порядка прерывистость резания

Проведен анализ влияния геометрических отклонений измерительных поверхностей на появление нелинейных колебаний ротора при работе системы управления активным магнитным подвесом (АМП). Впервые, рассмотрена модель жесткого несимметричного ротора и метод решения системы дифференциальных уравнений с учетом влияния на управляющие сигналы отклонений формы поверхностей измерительных втулок.

Для компенсации влияния внешней засветки в фотодатчиках импульсного излучения, применяемых для контроля оптических параметров жидких сред, в медицинской физиотерапии и в охранных системах, предлагается использовать цепь обратной связи по постоянному току на основе полевых транзисторов, эффективность применения которых подтверждена результатами моделирования и экспериментальных исследований

В работе предлагается использовать оптимизационный алгоритм метода неопределенных множителей Лагранжа в составе предложенного в более ранних работах авторов комплексного метода расчета, объединяющего положительные стороны существующих математических моделей и методов расчета турбины. Представлены характеристики турбин по КПД и по мощности в стационарном потоке.