سفارش تبلیغ
صبا

سازه ماکارونی

ماکارونی ماده ای است که معمولا دانشجویان مهندسی عمران از آن  به صورت جایگزین مصالح گران قیمتی چون فولاد و بتن استفاده می کنند تا از این طریق بتوانند آموخته های تئوری خود را به شکل عملی محک بزنند.

چگونه شروع کنیم ؟
برای وارد شدن به این رشته شما باید دارای خصوصیات اخلاقی چون کنجکاوی ، خلاقیت ، صبر ، همت و تلاش فراوانی باشید .
این خصوصیان به این علت مطرح گردید که در ساخت و طراحی یک سازه موفق علاوه بر آگاهی از علوم مهندسی به این ویژگی ها نیازمند هستید . چرا که ممکن در طراحی و ساخت یک سازه شما روز ها و هفته ها تلاش نمایید ، ولی در نهایت به دلیل یک اشتباه کوچک در طراحی یا ساخت ، سازه شما به حداقل رکورد مورد نظر نرسد .
هیجان انگیزترین بخش کار شما مربوط به زمان بارگذاری سازه می باشد ، که سازه ای که مدت زیادی برای طراحی و ساخت آن صرف کرده اید در نهایت در جلوی چشمان شما منهدم می گردد ، ولی آیا رکورد مورد نظر بدست می آید یا خیر ؟ 
تکنیک های ساخت سازه ماکارونی :
ماکارونی :
این عنصر سازه ای در برابر کشش و فشار ( اگر طول آن کوتاه باشد و دچار کمانش نگردد ) مقاومتی خوبی از خود نشان می دهد ، ولی مقاومت آن در برابر خمش بسیار کم است . به همین علت باید تا حد امکان سعی نمود ، تا سازه ها به گونه ای طرح شوند که اعضای آن کمترین خمش ممکن 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 ، که کمترین خمش در آنها به وجود آید و در عین حال با کمترین وزن بیشترین مقاومت را از خود نشان دهند .
یک نکته مهم در مورد سازه های ساخته شده توسط ماکارونی این است ، که در هنگام ساخت و یا بعد از آن نباید در مکانی که در آن رطوبت و گرمای هوا بالا است قرار گیرد ، زیرا در این صورت ماکارونی ترک 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 یکدیگر ، آنقدر انعطاف پذیر است ، که 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 کنید ، این چسب این قابلیت را دارد ، که فضای خالی بین اعضاء در محل گره ها را پر نموده و نیازی نیست که شما ماکارونی ها را تراش داده و در کنار هم قرار دهید . اما عیب این چسب این است ، که وزن تمام شده سازه بالا می رود.
ولی چنانچه از چسب قطره ای استفاده می کنید ، اعضاء در محل گره ها باید تراش مناسب داده شوند ، تا سطح تماس افزایش یابد ، چراکه اصولا این چسب فضاپرکن نمی باشد و فقط در سطوحی که اعضاء تماس مستقیم با هم دارند اتصال ایجاد می نماید . ولی در مقابل ، اگر از این چسب استفاده نمایید ، وزن تمام شده سازه کمتر خواهد شد .
چگونگی ساخت :
بعد از آنکه طراحی نهایی را انجام دادید ، می توانید برای ساخت ، طرح نهایی را در ابعاد واقعی بر روی یک کاغذ پوستی بکشید و سپس کاغذ را توسط چسب شیشه ای به یک سطح شیشه ای صاف بچسبانید . سپس اعضاء را طبق نقشه از ماکارونی تولید کرده و در روی نقشه روی خط مربوط به خود بگذارید و برای جلوگیری از لغزیدن ماکارونی می توانید از خمیر بازی برای محکم کردن عضو بر روی کاغذ پوستی استفاده نمایید . سپس در محل گره ها از چسب استفاده نمایید . بدین ترتیب می توانید ، آن قسمتهایی از سازه را که به صورت صفحه ای هستند ، را با دقت بالایی تولید نمایید.
بعد از آنکه قسمت های صفحه ای را بدین روش تولید کردید ، این قسمت ها را با دقت زیاد به هم متصل نمایید ، تا سازه نهایی آماده گردد.
چگونه سازه ماکارونی را بهینه کنیم ؟
برای بهینه کردن سازه باید یک تابع هدف تعریف کنیم .
تابع هدف در مورد سازه های ماکارونی دو چیز است :
1- وزن سازه .
2- خمش موجود در اعضاء.
سازه مورد نظر را باید طوری طراحی نماییم ، که در قبال کمترین وزن بیشترین رکورد را بدست آوریم .
همچنین سازه باید به گونه ای طراحی گردد ، که خمش موجود در اعضای آن به حداقل ممکن برسد . چراکه ماکارونی در برابر خمش بسیار ضعیف می باشد .
برای اینکه 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 شکند . علت این امر این است ، که نیروی فشاری وارد به خاطر انحنای موجود در تخم مرغ ، قسمت اعظم آن به صورت فشار انتقال پیدا می کند و قسمت کمی از آن تبدیل به خمش می شود . که همین اصل در واقعیت باعث بوجود آمدن پل های قوسی شده است .
از طرف دیگر سازه باید به گونه ای طراحی گردد ، که تقریبا تمام اعضای اصلی با تمام ظرفیت خود کار کنند . یعنی اینکه در هنگام شکست سازه تمام اعضای اصلی به حداکثر مقاومت خود رسیده باشند و تقریبا خراب شدن سازه در اثر شکست همزمان تمام اعضای اصلی صورت گیرد . در این صورت می توان گفت که، از تمام اعضاء به نحو احسن استفاده شده است.

برای کسب اطلاعات بیشتر می توانید این فایل PDF را مطالعه کنید.

گروه هایی از دانش آموزان مدرسه ی راهنمایی شهید محمدی که تمایل به برگزاری این مسابقات در سطح دانش آموزی دارند، در بخش نظرات همین مطلب اعلام آمادگی کنند تا در صورت رسیدن به حد نصاب، هماهنگی های لازم برای برگزاری مسابقات در مدرسه انجام شود.


» نظر