فرهنگ و تاريخ | سرگرمي | نيازمنديها | مذهبي | اقتصادي | خانواده و اجتماع | هنر | اخبار | ورزش | کامپيوتر | گردشگري | صنعت و دانشگاه | صفحه اصلي

صفحه اول بخش عمران
دانشگاه ها و اساتيد عمران
آموزش علوم رشته عمران
آموزش نرم افزارهاي عمران
مراکز تحقيقاتي رشته عمران
پروژه هاي تحقيقاتي عمران
رده بندي سايتهاي عمران
آشنايي با متخصصين عمران
بانک مقالات رشته عمران
پايان نامه هاي دانشجويي
مجلات و نشريات عمران
گالري عکسهاي عمران
 
 

عنوان: سازه هاي ماکاروني

نويسنده: محمد امين حاج محمد يزدي

منبع اطلاعاتي: www.mihu.ir

عکس
 

 

گالري تصاوير

 

- - - - -

   
 
 

سازه هاي ماكاروني به سازه هايي اطلاق مي شود، كه مصالح استفاده شده در آنها تنها ماكاروني و چسب مي باشد. اين سازه ها در مقياس كوچكتر نسبت به سازه هاي واقعي طراحي و توسط ماكاروني و چسب ساخته مي شوند و پس از ساخت مورد بارگذاري قرار مي گيرند.
در واقع اين سازه ها به عنوان ماكت ساخته نمي شوند و سازه اي كه بار بيشتري را تحمل مي كند، موفق تر خواهد بود. پل ( تحت بارگذاري يكنواخت، متمركز و متحرك )، Towercrain، انواع قاب هاي ساختماني و ستون هاي فشاري از جمله رايج ترين سازه هاي ماكاروني مي باشند.
هر ساله در اين راستا مسابقات بزرگي در دانشگاه هاي معتبر دنيا بين دانشجويان رشته مهندسي عمران برگزار مي گردد. اين دانشگاه ها از سالها پيش در اين زمينه سرمايه گذاري كرده تا ذهن خلاق دانشجويان را فعال سازند و از طرحها و پژوهش هاي آنها در عمل استفاده كنند. طراحي و ساخت پل و ستون هاي فشاري رايج ترين رشته هاي اين مسابقات مي باشند. بطور مثال طراحي و ساخت پل خرپايي تنها با استفاده از 750 گرم ماكاروني ( معادل يك بسته ماكاروني ) كه مي تواند وزن زيادي را تحمل نمايد. طول دهانه پل يك متر و حداكثر ارتفاع پل نيم متر مي باشد. پل روي دو تكيه گاه كه از يكديگر يك متر فاصله دارند قرار مي گيرد و تكيه گاهها فقط قادر به وارد كردن عكس العمل عمودي مي باشند و هيچ عكس العمل افقي در تكيه گاهها بر پل وارد نمي شود. ركورد كسب شده در اين رشته ( پل خرپايي ) معادل 176 كيلو گرم مي باشد، كه اين ركورد تقريبا 230 برابر وزن خود سازه مي باشد. همچنين طراحي و ساخت سازه هاي فشاري كه قادر به تحمل بار هايي بيش از نيم تن مي باشند، از ديگر نمونه هاي اين سازه ها هستند. اينجا يك سئوال ممكن است مطرح مي گردد، آيا جنس ماكاروني در دست يافتن به ركورد هاي بالا موثر است ؟
در اين زمينه تحقيقاتي روي محصول هاي مختلف شركت هاي ماكاروني دنيا انجام گرفته و ماكاروني شركت Rose ايتاليا به عنوان بهترين ماكاروني براي اين هدف شناخته شده است.
البته لازم به ذكر است كه قدرت و مهارت طراح در ارائه يك طرح موفق، بسيار مهم تر از جنس ماكاروني در رسيدن به ركورد هاي بالا مي باشد.

 هدف از استفاده از ماكاروني به عنوان عنصر سازه اي :
1- در واقع ماكاروني بر خلاف فولاد و بتن عنصر سازه اي ناشناخته اي مي باشد. اين بدان معني است كه خصوصيات ماكاروني شامل حداكثر تنش كششي، حداكثر تنش فشاري، مدول الاستيسيته، نحوه كمانش ماكاروني و ديگر خصوصيات ماكاروني كه مورد نياز براي طراحي و تحليل سازه مي باشند، ناشناخته مي باشد و تنها راه بدست آوردن اين ويژگيها ايجاد وابداع آزمايش هاي ساده و دقيق مي باشد.
2- ماكاروني بر خلاف بتن و فولاد داراي ضعف هاي زيادي مي باشد و اين ضعف ها كار را براي طراح مشكل تر مي كند و اينجاست كه ابداعات و خلاقيت هنر نمايي مي كنند و براي رسيدن به ركورد هاي بالا بهينه سازي سازه ها مطرح مي گردد.
3- ارزان بودن ماكاروني نسبت به مصالحي چون فولاد وبتن.
 

 سازه هاي فشاري :
نوعي پل با دهانه كوتاه، كه اكثر اعضاي آن در فشار مي باشند. از مزيت هاي اين رشته از مسابقات طراحي اعضاي فشاري و بررسي پديده كمانش در آنها مي باشد.
 


 Tower Crain :
دراين نوع از سازه هاي ماكاروني، هدف طراحي جرثقيلهايي است كه بر روي برجهاي بلند به كار گرفته مي شوند. اين سازه ها بايد قادر باشند با داشتن ارتفاع معين شعاع خاصي را تحت پوشش قرار دهند.
 


 پل با بار متمركز :
اين سازه از به هم پيوستن دو خرپاي دوبعدي به وجود مي آيد و بارگذاري از وسط دهانه صورت مي گيرد. اين نوع پل هر سه نوع عضو فشاري، كششي و خمشي را دارا مي باشد.
 


 پل با بار گسترده :
پل به شكل ظاهري خرپا مي باشد، كه بارگذاري به صورت گسترده و يكنواخت در تمام طول دهانه صورت مي گيرد. در عمل مي توان چنين فرض كرد كه تمام وسايل نقليه به دليل ترافيك به صورت ثابت بر روي پل قرار گرفته اند.

 پل با بار متحرك :
اين نوع از سازه ماكاروني در واقع پيشرفته ترين و كامل ترين حالت از سازه ها مي باشد، كه در آن طراحان اقدام به طراحي يك پل واقعي مي كنند.
بار قرار گرفته بر روي پل به صورت متحرك مي باشد، كه اين امر با عبور دادن يك وسيله نقليه كوچك با سرعت معين، كه بر روي آن وزنه قرار داده مي شود، صورت مي گيرد.
 


 تكنيك هاي ساخت سازه ماكاروني :
ماكاروني :

اين عنصر سازه اي در برابر كشش و فشار ( اگر طول آن كوتاه باشد و دچار كمانش نگردد ) مقاومتي خوبي از خود نشان مي دهد، ولي مقاومت آن در برابر خمش بسيار كم است. به همين علت بايد تا حد امكان سعي نمود، تا سازه ها به گونه اي طرح شوند كه اعضاي آن كمترين خمش ممكن را تحمل نمايند.
در واقع تابع هدف در بهينه سازي سازه خمش و وزن سازه مي باشد. يعني سازه ها بايد به گونه اي طرح شوند، كه كمترين خمش در آنها به وجود آيد و در عين حال با كمترين وزن بيشترين مقاومت را از خود نشان دهند.
يك نكته مهم در مورد سازه هاي ساخته شده توسط ماكاروني اين است، كه در هنگام ساخت و يا بعد از آن نبايد در مكاني كه در آن رطوبت و گرماي هوا بالا است قرار گيرد، زيرا در اين صورت ماكاروني ترك مي خورد.

چسب :
براي ايجاد اتصالات در اعضاء، آنها را به صورت سر به سر قرار داده و سپس در محل گره ها از چسب استفاده نماييم.
1- اتصال مفصلي :
براي به وجود آوردن چنين اتصالي بايد از چسب حرارتي ( چسب تفنگي ) استفاده نمود. زيرا اين چسب علاوه بر چسباندن اعضاء به يكديگر، آنقدر انعطاف پذير است، كه به اعضاء اين اجازه را مي دهد تا در محل گره ها تا اندازه اي دوران نمايند.

2-اتصال صلب :
براي ايجاد اتصالات صلب مي توان از دو چسب :
دوقلو (EPOXY )
قطره اي (SUPPER GLUE )
اگر از چسب دوقلو استفاده مي كنيد، اين چسب اين قابليت را دارد، كه فضاي خالي بين اعضاء در محل گره ها را پر نموده و نيازي نيست كه شما ماكاروني ها را تراش داده و در كنار هم قرار دهيد. اما عيب اين چسب اين است، كه وزن تمام شده سازه بالا مي رود.
ولي چنانچه از چسب قطره اي استفاده مي كنيد، اعضاء در محل گره ها بايد تراش مناسب داده شوند، تا سطح تماس افزايش يابد، چراكه اصولا اين چسب فضاپركن نمي باشد و فقط در سطوحي كه اعضاء تماس مستقيم با هم دارند اتصال ايجاد مي نمايد. ولي در مقابل، اگر از اين چسب استفاده نماييد، وزن تمام شده سازه كمتر خواهد شد.

 چگونگي ساخت :
بعد از آنكه طراحي نهايي را انجام داديد، مي توانيد براي ساخت، طرح نهايي را در ابعاد واقعي بر روي يك كاغذ پوستي بكشيد و سپس كاغذ را توسط چسب شيشه اي به يك سطح شيشه اي صاف بچسبانيد. سپس اعضاء را طبق نقشه از ماكاروني توليد كرده و در روي نقشه روي خط مربوط به خود بگذاريد و براي جلوگيري از لغزيدن ماكاروني مي توانيد از خمير بازي براي محكم كردن عضو بر روي كاغذ پوستي استفاده نماييد. سپس در محل گره ها از چسب استفاده نماييد. بدين ترتيب مي توانيد، آن قسمتهايي از سازه را كه به صورت صفحه اي هستند، را با دقت بالايي توليد نماييد.
بعد از آنكه قسمت هاي صفحه اي را بدين روش توليد كرديد، اين قسمت ها را با دقت زياد به هم متصل نماييد، تا سازه نهايي آماده گردد.

 چگونه ركورد را پيش بيني نماييم ؟
ابتدا بايد با آزمايش هاي ساده و ابتكاري حداكثر مقاومت كششي‌، مقاومت فشاري ( براي طول مشخص )، مقاومت خمشي، مقاومت برشي را براي ماكاروني مورد استفاده بدست آوريم، سپس سازه مورد نظر خود را تحت حداكثر بار پيش بيني شده تحليل كنيم، اگر نيروهاي كششي، فشاري، خمشي و برشي ناشي از تحليل از مقاومت هاي بدست آمده در آزمايش بيشتر باشد، آن سازه فرو خواهد ريخت.
تحليل را براي بارهاي مختلف انجام مي دهيم، آن باري كه نيروهاي بدست آمده از آن در اعضاء ناشي از تحليل، بيشترين نزديكي را به حداكثر مقاومت هاي بدست آمده از آزمايش داشته باشد، ركورد تئوريك خواهد بود.
به علت وجود خطا در ساخت و يا ديگر خطاهاي ممكن بايد ركورد تئوريك بدست آمده را در يك ضريب اطمينان ( مثلا.75 - با توجه به نظر طراح ) ضرب كرد، تا ركورد عملي بدست آيد با اين كار شما مي توانيد قبل از اينكه سازه مورد نظر را بارگذاري كنيد، حداكثر ركورد آن را حدس بزنيد.
 

 

 

 

 

گروه علمي فدک

کليه مطالب ارسالي با نام اشخاص و ذکر منبع در اين سايت درج مي شود

راهنما  |  آمار سايت  |  درباره ما  |  تماس با ما  |  نظر خواهي  | آرشيو  |  عضويت در سايت