آشنایی با سازه های ماکارونی

در واقع ماكارونی بر خلاف فولاد و بتن عنصر سازه ای ناشناخته ای می باشد . این بدان معنی است كه خصوصیات ماكارونی شامل حداكثر تنش كششی ، حداكثر تنش فشاری ، مدول الاستیسیته ، نحوه كمانش ماكارونی و دیگر خصوصیات ماكارونی كه مورد نیاز برای طراحی و تحلیل سازه می باشند ، ناشناخته می باشد و تنها راه بدست آوردن این ویژگیها ایجاد وابداع آزمایش های ساده و دقیق می باشد .

2- ماكارونی بر خلاف بتن و فولاد دارای ضعف های زیادی می باشد و این ضعف ها كار را برای طراح مشكل تر می كند و اینجاست كه ابداعات و خلاقیت هنر نمایی می كنند و برای رسیدن به ركورد های بالا بهینه سازی سازه ها مطرح می گردد .

3- ارزان بودن ماكارونی نسبت به مصالحی چون فولاد وبتن .

اهداف كلی طرح :

1- این طرح در وهله اول به عنوان یك طرح آموزشی می تواند بسیار مفید و سودمند برای دانشجویان رشته مهندسی عمرانو معماری ایفای نقش نماید ، زیرا این امكان را به دانشجویان می دهد كه ، با استفاده از مصالح ارزان ، سبك و قابل دسترس ( ماكارونی به جای بتن و فولاد ) دست به طراحی و ساخت سازه های مختلف زده و با این كار كلیه دروس فراگرفته در رشته سازه را به عمل تجربه نمایند .

2- دانشجویان می بایست با استفاده از مسائل تئوریك فرا گرفته در دروس مقاومت مصالح و آزمایشگاه های مربوط به آن تلاش نمایند تا خصوصیات عنصر سازه ای جدید را كشف نمایند .

3- دانشجویان می بایست با استفاده از تحلیل سازه ها و با بكارگیری نرم افزار های كامپیوتری به طراحی و آنالیز سازه مورد نظر بپردازند.

4- طراحی و ساخت یك سازه بهینه كه تحت عنوان بهینه سازی سازه ها مطرح است .

معرفی انواع مختلف سازه های ماكارونی

سازه های فشاری :

نوعی پل با دهانه كوتاه ، كه اكثر اعضای آن در فشار می باشند . از مزیت های این رشته از مسابقات طراحی اعضای فشاری و بررسی پدیده كمانش در آنها می باشد .

Tower Crain - 2

دراین نوع از سازه های ماكارونی ، هدف طراحی جرثقیلهایی است كه بر روی برجهای بلند به كار گرفته می شوند .

این سازه ها باید قادر باشند با داشتن ارتفاع معین شعاع خاصی را تحت پوشش قرار دهند .

3-پل با بار متمركز :

این سازه از به هم پیوستن دو خرپای دوبعدی به وجود می آید و بارگذاری از وسط دهانه صورت می گیرد .

این نوع پل هر سه نوع عضو فشاری ، كششی و خمشی را دارا می باشد .

-پل با بار گسترده 4

پل به شكل ظاهری خرپا می باشد ، كه بارگذاری به صورت گسترده و یكنواخت در تمام طول دهانه صورت می گیرد . در عمل می توان چنین فرض كرد كه تمام وسایل نقلیه به دلیل ترافیك به صورت ثابت بر روی پل قرار گرفته اند .

پل با بار متحرك :

این نوع از سازه ماكارونی در واقع پیشرفته ترین و كامل ترین حالت از سازه ها می باشد ، كه در آن طراحان اقدام به طراحی یك پل واقعی می كنند .

بار قرار گرفته بر روی پل به صورت متحرك می باشد ، كه این امر با عبور دادن یك وسیله نقلیه كوچك با سرعت معین ، كه بر روی آن وزنه قرار داده می شود ، صورت می گیرد .

آئین نامه سازه های فشاری:

سازه های فشاری :

این نوع از سازه ها در واقع نوعی پل با دهانه كوتاه هستند ، با این تفاوت كه اكثر اعضای سازه نیروی فشاری را تحمل می كنند . هدف از طراحی این سازه ها رسیدن به بالاترین بار تحمل شده در قبال كمترین وزن سازه می باشد.

هر گروه تنها قادر به ساخت یك سازه می باشد. هر گونه كوتاهی و قصور در مورد نحوه چسباندن اعضا به یكدیگر بر عهده خود شركت كنندگان می باشد .

نوع مصالح :

تمام گروه های شركت كننده ملزم به استفاده از یك نوع ماكارونی، با مقطع دایره ای، به قطر خارجی حداكثر 4 میلی متر می باشند ، كه نوع ومارك شركت تولید كننده متعاقبا اعلام خواهد شد. همچنین چسب به كار رفته در سازه می تواند از سه نوع چسب :

1.حرارتی

Epoxy 2. ( دوقلو )

Supper glow 3 .( قطره ای ) باشد.

ابعاد :

1. حداقل دهانه پل برابر 15 سانتی متر می باشد.

2. .عرض عرشه پل حداقل برابر 10 سانتی متر می باشد و سطح زیرین عرشه پل باید حداقل 5/7 سانتی متر بالاتر از سطح زمین باشد.

3. طول پل بین 15 تا 45 سانتی متر و عرض آن بین 10 تا 20 سانتی متر باشد.

4. حداقل ارتفاع تراز بالای عرشه پل تا سطح زمین 75/8 سانتی متر می باشد.

قوانین :

1. حداكثر تعداد اعضای گروه 3 نفر می باشد.

2. هرگونه تغییردر جنس ماكارونی از قبیل ( پركردن ماكارونی با چسب یا مواد دیگر ، حرارت دادن ماكارونی و غیره ) پذیرفته نخواهد شد.همچنین شركت كنندگان فقط از چسب در محل اتصالات می توانند استفاده نمایند.

3. بریدن ، قطع كردن و شكستن ماكارونی قانونی می باشد.

4. حداكثر وزن پل 450 گرم می باشد.

5. شركت كنندگان حداكثر مجاز به چسباندن 2 رشته ماكارونی به یكدیگر و تشكیل پروفیل جدید هستند.

6. به كار بردن هر ماده دیگری به غیر از ماكارونی و چسب مجاز نمی باشد.

7. شركت كنندگان قادر هستند از دیگر منابع برای كمك در طراحی سازه بهینه كمك بگیرند.

8 . قبل از بارگذاری تمام سازه ها چه از نظر نوع مصالح وچه از نظر ابعاد مورد بازبینی قرار می گیرند و هرگونه تخلف از قوانین به معنای عدم پذیرفته شدن سازه در مسابقات می باشد.

نحوه بارگذاری سازه ها :

1. پل ها روی سطوح صافی قرار می گیرند.

2. یك صفحه فلزی یا چوبی به ابعاد 10 در 15 سانتی متر روی عرشه پل قرار می گیرد.

3. بار به صورت مداوم روی صفحه فلزی یا چوبی كه روی عرشه پل قرار دارد، اضافه می گردد، تا آنجا كه پل بدون هرگونه شكستگی در كل یا قسمتی از آن قادر به تحمل بار باشد . همچنین در هنگام بارگذاری حداكثر خیز قابل قبول برای پل 2 سانتی متر می باشد.

عوامل موثر در گزینش بهترین سازه:

1.كارآمدی سازه:

حداكثر نسبت بار تحمل شده به وزن سازه.

2. ارائه مقاله:

ارائه مقاله در مورد چگونگی طراحی ، بهینه سازی و ساخت سازه فشاری توسط نرم افزار power point)( .

چگونه شروع كنیم ؟

برای وارد شدن به این رشته شما باید دارای خصوصیات اخلاقی چون كنجكاوی ، خلاقیت ، صبر ، همت و تلاش فراوانی باشید .

این خصوصیان به این علت مطرح گردید كه در ساخت و طراحی یك سازه موفق علاوه بر آگاهی از علوم مهندسی به این ویژگی ها نیازمند هستید . چرا كه ممكن در طراحی و ساخت یك سازه شما روز ها و هفته ها تلاش نمایید ، ولی در نهایت به دلیل یك اشتباه كوچك در طراحی یا ساخت ، سازه شما به حداقل ركورد مورد نظر نرسد .

هیجان انگیزترین بخش كار شما مربوط به زمان بارگذاری سازه می باشد ، كه سازه ای كه مدت زیادی برای طراحی و ساخت آن صرف كرده اید در نهایت در جلوی چشمان شما منهدم می گردد ، ولی آیا ركورد مورد نظر بدست می آید یا خیر ؟

بطور خلاصه برای ساخت یك سازه شما باید مراح زیر را در پیش گیرید :

1-كشف خصوصیات عنصر سازه ای جدید با انجام آزمایش های ساده ولی دقیق . این مرحله شامل آزمایشهایی برای رسیدن به خصوصیاتی چون حداكثر تنش كششی ، حداكثر تنش فشاری ، مدول الاستیسیته، حداكثر بار بحرانی در كمانش و غیره می باشد .

2-كار بر روی خصوصیات عنصر سازه ای جدید ( ماكارونی ) و دست یافتن به نقاط ضعف و یا قدرت آن .

3- آشنایی با یك نرم افزار رایانه ای برای تحلیل و طراحی سازه . ( بطور مثال : SAP 2000 )

4- تحلیل سازه های ساخته شده در گذشته و رسیدن به نقاط ضعف و یا قدرت آنها .

5- طراحی سازه با توجه به اطلاعات بدست آمده.

6- تلاش برای رسیدن به بهینه ترین طرح ( بهینه سازی ) .

7 - ساخت سازه توسط ماكارونی و چسب .

نظرات شما عزیزان: