سازه های ماکارونی چیست؟

سازههاي ماكاروني به سازههايي اطلاق ميشود، كه مصالح استفاده شده در آنها تنها ماكاروني و چسب مي باشد. اين سازهها در مقياس كوچكتر نسبت به سازههاي واقعي طراحي و توسط ماكاروني و چسب ساخته ميشوند و پس از ساخت مورد بارگذاري قرار ميگيرند.
در واقع اين سازهها به عنوان ماكت ساخته نميشوند و سازهاي كه بار بيشتري را تحمل ميكند، موفقترخواهدبود. پل (تحت بارگذاري يكنواخت، متمركز و متحرك )، Towercrain، انواع قابهاي ساختماني و ستونهاي فشاري از جمله رايجترين سازههاي ماكاروني ميباشند.

هر ساله در اين راستا مسابقات بزرگي در دانشگاههاي معتبر دنيا بين دانشجويان رشته مهندسيعمران برگزار مي گردد. اين دانشگاهها از سالها پيش در اين زمينه سرمايهگذاري كرده تا ذهن خلاق دانشجويان را فعال سازند و از طرحها و پژوهشهاي آنها در عمل استفاده كنند.

طراحي و ساخت پل و ستونهاي فشاري رايجترين رشتههاي اين مسابقات ميباشند. بطور مثال طراحي و ساخت پل خرپايي تنها با استفاده از ۷۵۰ گرم ماكاروني ( معادل يك بسته ماكاروني ) كه مي تواند وزن زيادي را تحمل نمايد.

طول دهانه پل يك متر و حداكثر ارتفاع پل نيممتر ميباشد. پل روي دو تكيهگاه كه از يكديگر يك مترفاصله دارند قرار ميگيرد و تكيه گاهها فقط قادر به وارد كردن عكس العمل عمودي ميباشندو هيچ عكس العمل افقي در تكيهگاهها بر پل وارد نميشود.

ركورد كسب شده در اين رشته ( پل خرپايي ) معادل ۱۷۶ كيلوگرم ميباشد، كه اين ركورد تقريبا ۲۳۰ برابر وزن خودسازه ميباشد. همچنين طراحي و ساخت سازههاي فشاري كه قادر به تحمل بارهايي بيش از نيم تن ميباشند، از ديگر نمونههاي اين سازهها هستند.

اينجا يك سئوال….

مطرح ميگردد آيا جنس ماكاروني در دست يافتن به ركوردهاي بالا موثر است. در اين زمينه تحقيقاتي روي محصولهاي مختلف شركتهاي 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 ركوردهاي بالا ميباشد.

هدف از استفاده از ماكاروني به عنوان عنصر سازهاي:

۱- در واقع ماكاروني بر خلاف فولاد و بتن عنصر سازهاي ناشناختهاي ميباشد. 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 ميباشد و تنها راه بدست آوردن اين ويژگيها ايجاد و ابداع آزمايشهاي ساده و دقيق ميباشد.

۲- ماكاروني بر خلاف بتن و فولاد داراي ضعفهاي زيادي ميباشد و اين ضعفها كار را براي طراح مشكلتر ميكند و اينجاست كه ابداعات و خلاقيت هنرنمايي ميكنند و براي رسيدن به ركوردهاي بالا بهينهسازي سازهها مطرح ميگردد.

۳- ارزان بودن ماكاروني نسبت به مصالحي چون فولاد وبتن.

اهداف كلي طرح:

۱- اين طرح در وهله اول به عنوان يك طرح آموزشي ميتواند بسيار مفيد و سودمند براي دانشجويان رشته مهندسيعمران و معماري ايفاي نقش نمايد، زيرا اين امكان را به دانشجويان ميدهد كه، با استفاده از مصالح ارزان، سبك و قابل دسترس (ماكاروني به جاي بتن و فولاد( دست به طراحي و ساخت سازههاي مختلف زده و با اين كار كليه دروس فراگرفته در رشته سازه را به عمل تجربه نمايند.

۲- دانشجويان ميبايست با استفاده از مسائل تئوريك فرا گرفته در دروس مقاومت مصالح و آزمايشگاههاي مربوط به آن تلاش نمايند تا خصوصيات عنصر سازهاي جديد را كشف نمايند.
۳- دانشجويان مي بايست با استفاده از تحليل سازهها و با بكارگيري نرم افزارهاي كامپيوتري به طراحي و آناليز سازه مورد نظر بپردازند.

۴- طراحي و ساخت يك سازه بهينه كه تحت عنوان بهينهسازي سازهها مطرح است.
معرفي انواع مختلف سازههاي ماكاروني

۱-سازههاي فشاري:

نوعي پل با دهانه كوتاه، كه اكثر اعضاي آن در فشار ميباشند. از مزيتهاي اين رشته از طراحي اعضاي فشاري و بررسي پديده كمانش در آنها ميباشد.

Tower Crain – ۲

دراين نوع از سازههاي ماكاروني ، هدف طراحي جرثقيلهايي است كه بر روي برجهاي بلند به كار گرفته ميشوند. اين سازهها بايد قادر باشند با داشتن ارتفاع معين شعاع خاصي را تحت پوشش قرار دهند.

۳-پل با بار متمركز:

اين سازه از به هم پيوستن دو خرپاي دوبعدي به وجود ميآيد و بارگذاري از وسط دهانه صورت ميگيرد. اين نوع پل هر سه نوع عضو فشاري، كششي و خمشي را دارا ميباشد.

۴-پل با بار گسترده:

پل به شكل ظاهري خرپا ميباشد، كه بارگذاري به صورت گسترده و يكنواخت در تمام طول دهانه صورت ميگيرد. در عمل ميتوان چنين فرض كرد كه تمام وسايل نقليه به دليل ترافيك به صورت ثابت بر روي پل قرار گرفتهاند.

پل با بار متحرك:

اين نوع از سازهماكاروني در واقع پيشرفتهترين و كاملترين حالت از سازهها ميباشد، كه در آن طراحان اقدام به طراحي يك پل واقعي ميكنند.بار قرار گرفته بر روي پل به صورت متحرك ميباشد، كه اين امر با عبور دادن يك وسيله نقليه كوچك با سرعت معين، كه بر روي آن وزنه قرار داده ميشود، صورت مي گيرد.

آئين نامه سازههاي فشاري:

سازههاي فشاري:

اين نوع از سازهها در واقع نوعي پل با دهانه كوتاه هستند، با اين تفاوت كه اكثر اعضاي سازه نيروي فشاري را تحمل ميكنند. هدف از طراحي اين سازهها رسيدن به بالاترين بار تحمل شده در قبال كمترين وزن سازه ميباشد.

هر گروه تنها قادر به ساخت يك سازه ميباشد. هر گونه كوتاهي و قصور در مورد نحوه چسباندن اعضا به يكديگر بر عهده خود شركتكنندگان ميباشد.

نوع مصالح:

تمام گروههاي شركت كننده ملزم به استفاده از يك نوع ماكاروني، با مقطع دايره اي، به قطر خارجي حداكثر ۴ ميليمتر ميباشند، كه نوع ومارك شركت توليدكننده اعلام خواهد شد. همچنين چسب به كار رفته در سازه ميتواند از سه نوع چسب:

۱.حرارتي
Epoxy.۲( دوقلو )

Supper. glow.۳ ( قطره اي ) باشد.

ابعاد:

۱. حداقل دهانه پل برابر ۱۵ سانتيمتر ميباشد.

۲. .عرض عرشه پل حداقل برابر ۱۰ سانتيمتر ميباشد و سطح زيرين عرشه پل بايد حداقل ۷.۵ سانتيمتر بالاتر از سطح زمين باشد.

۳. طول پل بين ۱۵ تا ۴۵ سانتيمتر و عرض آن بين۱۰ تا۲۰ سانتيمتر باشد.
۴. حداقل ارتفاع تراز بالاي عرشه پل تا سطح زمين ۸.۷۵سانتيمتر ميباشد.
قوانين:

۱. حداكثر تعداد اعضاي گروه ۳ نفر ميباشد.

۲. هرگونه تغييردر جنس ماكاروني از قبيل ( پركردن ماكاروني با چسب يا مواد ديگر، حرارت دادن ماكاروني و غيره ) پذيرفته نخواهد شد. همچنين شركتكنندگان فقط از چسب در محل اتصالات ميتوانند استفاده نمايند.

۳. بريدن، قطع كردن و شكستن ماكاروني قانوني ميباشد.

۴. حداكثر وزن پل ۴۵۰ گرم ميباشد.

۵. شركتكنندگان حداكثر مجاز به چسباندن ۲ رشته ماكاروني به يكديگر و تشكيل پروفيل جديد هستند.

۶. به كار بردن هر ماده ديگري به غير از ماكاروني و چسب مجاز نميباشد.

۷. شركتكنندگان قادر هستند از ديگر منابع براي كمك در طراحي سازه بهينه كمك بگيرند.

۸ . قبل از بارگذاري تمام سازهها چه از نظر نوع مصالح وچه از نظر ابعاد مورد بازبيني قرار
ميگيرند و هرگونه تخلف از قوانين به معناي عدم پذيرفتهشدن سازه در مسابقات ميباشد.
نحوه بارگذاري سازهها:

۱. پلها روي سطوح صافي قرار ميگيرند.

۲. يك صفحه فلزي يا چوبي به ابعاد ۱۰ در ۱۵ سانتي متر روي عرشه پل قرار ميگيرد.

۳. بار به صورت مداوم روي صفحه فلزي يا چوبي كه روي عرشه پل قرار دارد، اضافه مي گردد، تا آنجا كه پل بدون هرگونه شكستگي در كل يا قسمتي از آن قادر به تحمل بار باشد. همچنين در هنگام بارگذاري حداكثر خيز قابل قبول براي پل ۲ سانتيمتر ميباشد.

عوامل موثر در گزينش بهترين سازه:

۱.كارآمدي سازه:

حداكثر نسبت بار تحمل شده به وزن سازه.

۲. ارائه مقاله:

ارائه مقاله در مورد چگونگي طراحي، بهينهسازي و ساخت سازه فشاري توسط نرمافزار( power point).

سازه های ماکارونی چیست؟

مطالب مشابه :

گزارش کار

سازه های ماکارونی چیست؟

آموزشکده عالی سما

چگونگی ساخت خرپای ماکارونی

سازه های فضایی

آدرس و تلفن واحدها و مراکز دانشگاه آزاد اسلامی 90

آدرس و شماره تلفن دانشگاههای آزاد سراسر کشور قسمت 1

مهسا احمدی قهرمان

دانشگاههای آزاد ایران

از برگزیدگان اولین المپیاد ورزشی دانشجویان شاهد و ایثارگر دانشگاههای مرکز مازندران تجلیل شد