تبلیغات
معماری - سازه ماکارونی
معماری

سازه ماکارونی

سه شنبه 21 شهریور 1391

نوع مطلب :آموزش سازه ماکارونی، 

 

مقدمه :
دروس سازه ای كه در رشته مهندسی عمران در دانشگاه های ایران تدریس می شود ، معمولا به طور كلی به صورت تئوریك تدریس می گردد و دانشجویان كمتر این دروس را به صورت عملی تجربه می كنند ، بنابراین شاید فهم این دروس به صورت عمیق در حین دوران تحصیل ممكن نباشد .
ساخت سازه هایی توسط فولاد و یا بتن صرفا برای آموزش هم مقدور نمی باشد ، چرا كه هزینه تمام شده این كار بسیار بالا است .
بنابرلین در سرتاسر دانشگاههای معتبر دنیا ، سعی شده است ، تا بااستفاده از مصالح ارزان قیمت ( به جای بتن وفولاد ) و مدل كردن سازه های واقعی توسط این مصالح ، آموزش دروس سازه ای به صورت عملی ممكن شود .
ماكارونی یكی از این مصالح جایگزین می باشد . این عنصر سازه ای جدید به دلیل برخی از خصوصیات ویژه مثل ( سبكی ، دسترسی ساده و ارزان بودن ) بیشتر از دیگر مصالح مشابه مورد توجه قرار گرفته است .
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 مراحل 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 .
تكنیك های ساخت سازه ماكارونی :
ماكارونی :
این عنصر سازه ای در برابر كشش و فشار ( اگر طول آن كوتاه باشد و دچار كمانش نگردد ) مقاومتی خوبی از خود نشان می دهد ، ولی مقاومت آن در برابر خمش بسیار كم است . به همین علت باید تا حد امكان سعی نمود ، تا سازه ها به گونه ای طرح شوند كه اعضای آن كمترین خمش ممكن را تحمل نمایند .
در واقع تابع هدف در بهینه سازی سازه خمش و وزن سازه می باشد . یعنی سازه ها باید به گونه ای طرح شوند ، كه كمترین خمش در آنها به وجود آید و در عین حال با كمترین وزن بیشترین مقاومت را از خود نشان دهند .
یك نكته مهم در مورد سازه های ساخته شده توسط ماكارونی این است ، كه در هنگام ساخت و یا بعد از آن نباید در مكانی كه در آن رطوبت و گرمای هوا بالا است قرار گیرد ، زیرا در این صورت ماكارونی ترك می خورد .
چسب :
برای ایجاد اتصالات در اعضاء ، آنها را به صورت سر به سر قرار داده و سپس در محل گره ها از چسب استفاده نماییم .
1- اتصال مفصلی :
برای به وجود آوردن چنین اتصالی باید از چسب حرارتی ( چسب تفنگی ) استفاده نمود . زیرا این چسب علاوه بر چسباندن اعضاء به یكدیگر ، آنقدر انعطاف پذیر است ، كه به اعضاء این اجازه را می دهد تا در محل گره ها تا اندازه ای دوران نمایند .
2-اتصال صلب :
برای ایجاد اتصالات صلب می توان از دو چسب :
· دوقلو (epoxy )
· قطره ای (supper glue )
اگر از چسب دوقلو استفاده می كنید ، این چسب این قابلیت را دارد ، كه فضای خالی بین اعضاء در محل گره ها را پر نموده و نیازی نیست كه شما ماكارونی ها را تراش داده و در كنار هم قرار دهید . اما عیب این چسب این است ، كه وزن تمام شده سازه بالا می رود.
ولی چنانچه از چسب قطره ای استفاده می كنید ، اعضاء در محل گره ها باید تراش مناسب داده شوند ، تا سطح تماس افزایش یابد ، چراكه اصولا این چسب فضاپركن نمی باشد و فقط در سطوحی كه اعضاء تماس مستقیم با هم دارند اتصال ایجاد می نماید . ولی در مقابل ، اگر از این چسب استفاده نمایید ، وزن تمام شده سازه كمتر خواهد شد .
چگونگی ساخت :
بعد از آنكه طراحی نهایی را انجام دادید ، می توانید برای ساخت ، طرح نهایی را در ابعاد واقعی بر روی یك كاغذ پوستی بكشید و سپس كاغذ را توسط چسب شیشه ای به یك سطح شیشه ای صاف بچسبانید . سپس اعضاء را طبق نقشه از ماكارونی تولید كرده و در روی نقشه روی خط مربوط به خود بگذارید و برای جلوگیری از لغزیدن ماكارونی می توانید از خمیر بازی برای محكم كردن عضو بر روی كاغذ پوستی استفاده نمایید . سپس در محل گره ها از چسب استفاده نمایید . بدین ترتیب می توانید ، آن قسمتهایی از سازه را كه به صورت صفحه ای هستند ، را با دقت بالایی تولید نمایید.
بعد از آنكه قسمت های صفحه ای را بدین روش تولید كردید ، این قسمت ها را با دقت زیاد به هم متصل نمایید ، تا سازه نهایی آماده گردد.
چگونه ركورد را پیش بینی نماییم ؟

ابتدا باید با آزمایش های ساده و ابتكاری حداكثر مقاومت كششی‌ ، مقاومت فشاری ( برای طول مشخص ) ، مقاومت خمشی ، مقاومت برشی را برای ماكارونی مورد استفاده بدست آوریم ، سپس سازه مورد نظر خود را تحت حداكثر بار پیش بینی شده تحلیل كنیم ، اگر نیروهای كششی ، فشاری ، خمشی و برشی ناشی از تحلیل از مقاومت های بدست آمده در آزمایش بیشتر باشد ، آن سازه فرو خواهد ریخت .
تحلیل را برای بارهای مختلف انجام می دهیم ، آن باری كه نیروهای بدست آمده از آن در اعضاء ناشی از تحلیل ، بیشترین نزدیكی را به حداكثر مقاومت های بدست آمده از آزمایش داشته باشد ، ركورد تئوریك خواهد بود .
به علت وجود خطا در ساخت و یا دیگر خطاهای ممكن باید ركورد تئوریك بدست آمده را در یك ضریب اطمینان ( مثلا .75 - با توجه به نظر طراح ) ضرب كرد ، تا ركورد عملی بدست آید با این كار شما می توانید قبل از اینكه سازه مورد نظر را بارگذاری كنید ، حداكثر ركورد آن را حدس بزنید .
چگونه سازه ماكارونی را بهینه كنیم ؟


برای بهینه كردن سازه باید یك تابع هدف تعریف كنیم .
تابع هدف در مورد سازه های ماكارونی دو چیز است :
1- وزن سازه .
2- خمش موجود در اعضاء.
سازه مورد نظر را باید طوری طراحی نماییم ، كه در قبال كمترین وزن بیشترین ركورد را بدست آوریم .
همچنین سازه باید به گونه ای طراحی گردد ، كه خمش موجود در اعضای آن به حداقل ممكن برسد . چراكه همانطور كه گفته شد ، ماكارونی در برابر خمش بسیار ضعیف می باشد .
برای اینكه خمش موجود در اعضاء را به حداقل برسانیم باید از روش تخم مرغ استفاده نماییم . در تخم مرغ وقتی آن را از بالا و پایین فشار می دهیم نمی شكند . علت این امر این است ، كه نیروی فشاری وارد به خاطر انحنای موجود در تخم مرغ ، قسمت اعظم آن به صورت فشار انتقال پیدا می كند و قسمت كمی از آن تبدیل به خمش می شود . كه همین اصل در واقعیت باعث بوجود آمدن پل های قوسی شده است .
از طرف دیگر سازه باید به گونه ای طراحی گردد ، كه تقریبا تمام اعضای اصلی با تمام ظرفیت خود كار كنند . یعنی اینكه در هنگام شكست سازه تمام اعضای اصلی به حداكثر مقاومت خود رسیده باشند و تقریبا خراب شدن سازه در اثر شكست همزمان تمام اعضای اصلی صورت گیرد . در این صورت می توان گفت كه، از تمام اعضاء به نحو احسن استفاده شده استانواع سازه های ماکارونی
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 :

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

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 :

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 :
۱.حرارتی
۲. Epoxy ( دوقلو )
۳. Supper glow ( قطره ای ) باشد.ابعاد:
۱. حداقل دهانه پل برابر 15 سانتی متر می باشد.
۲. 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.
۳. طول پل بین 15 تا 45 سانتی متر و عرض آن بین 10 تا 20 سانتی متر باشد.
۴. حداقل ارتفاع تراز بالای عرشه پل تا سطح زمین 75/8 سانتی متر می باشد.
قوانین :
۱. حداكثر تعداد اعضای گروه 3 نفر می باشد.
۲. 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.
۳. بریدن ، قطع كردن و شكستن ماكارونی قانونی می باشد.
۴. حداكثر وزن پل 450 گرم می باشد.
۵. شركت كنندگان حداكثر مجاز به چسباندن 2 رشته ماكارونی به یكدیگر و تشكیل پروفیل جدید هستند.
۶. به كار بردن هر ماده دیگری به غیر از ماكارونی و چسب مجاز نمی باشد.
۷. شركت كنندگان قادر هستند از دیگر منابع برای كمك در طراحی سازه بهینه كمك بگیرند.
۸. 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:
۱. پل ها روی سطوح صافی قرار می گیرند.
۲. یك صفحه فلزی یا چوبی به ابعاد 10 در 15 سانتی متر روی عرشه پل قرار می گیرد.
۳. 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:
۱.كارآمدی سازه:
حداكثر نسبت بار تحمل شده به وزن سازه.
۲.ارائه مقاله:
ارائه مقاله در مورد چگونگی طراحی ، بهینه سازی و ساخت سازه فشاری توسط نرم افزار(power point)
۳. زیبایی طرح ارائه شده
ركورد ثبت شده در این رشته 176 كیلوگرم است كه این ركورد حدود 230 برابر وزن خود سازه است

 

 


Cialis generic
دوشنبه 28 اسفند 1396 04:34 ق.ظ

You said it adequately.!
cialis australian price cialis canada on line cialis with 2 days delivery cialis patentablauf in deutschland cialis online tesco price cialis buy cialis sample pack cialis 50 mg soft tab cialis 10 doctissimo cialis 10mg prix pharmaci
How do I stretch my Achilles tendon?
دوشنبه 27 شهریور 1396 04:23 ب.ظ
Its such as you learn my mind! You appear to grasp a lot about this,
like you wrote the ebook in it or something.

I think that you just could do with some
% to power the message home a bit, however instead of that,
that is wonderful blog. An excellent read. I'll definitely be back.
BHW
چهارشنبه 6 اردیبهشت 1396 04:44 ب.ظ
I'm impressed, I must say. Rarely do I encounter a blog that's both equally educative and entertaining, and without a doubt, you have hit the nail on the head.
The problem is an issue that not enough folks are speaking intelligently about.
I'm very happy I came across this in my hunt for something regarding this.
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر


فهرست وبلاگ
پیوندهای روزانه
طبقه بندی
آرشیو
نویسندگان
نظرسنجی
    بهترین تکنیک در راندو کدام است؟




آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :
جستجو
آخرین پستها
اَبر برچسبها