قسمت اول :

1. اهداف طرح سازه های ماکارونی

استفاده از ماکارونی در ساخت سازه های مختلف باعث میشه که دانشجویان بتوانند با مصالح ارزان و سبک — ماکارونی و چسب — دروس خود در زمینه سازه را که فرا گرفته اند ( مقاومت مصالح ، تحلیل سازه ) در عمل تجربه کنند . مصالح ماکارونی بر خلاف فولاد و بتن دارای خصوصیات ناشناخته مانند حداكثر تنش كششي ، حداكثر تنش فشاري ، مدول الاستيسيته ، نحوه كمانش ماكاروني و … میباشد که شرکت کننده گان میبایستی که با آزمایشات ابتکاری و ساده و به کمک دروس تئوریک مقاومت مصالح که فرا گرفته اند خصوصیات ماکارونی مورد اسفاده را تجزیه تحلیل کنند که تمام این موارد به همراه خلاقیت و با کمک نرم افزارهای تحلیل سازه باعث میشود ماکارونی که مصالحی پر ایراد نسبت به بتن و فولاد است تشکیل سازه ای به هم پیوسته و استوار را بدهد

2. معرفی انواع مختلف سازه های ماکارونی

بوسیله ماکارونی میتوان انواع مختلف سازه ها را برای اهداف متفاوت طراحی کرد که در مسابقات در بخش های مختلف بارگذاری میشوندآنها را در زیر توضیح میدهیم

A. سازه های فشاری

پل با دهانه کوتاه که در آنها پدیده کمانش مورد مطالعه قرار میگیرد اکثر اعضای این پلها تحت فشار هستند و اندازه گیری دقیق حداکثر تنش فشاری توسط آزمایشات ابتکاری برای هر عضو ماکارونی بسیار مهم است نمونه ای از این پل را دراین تصویر میبینید !

B. طراحی برج های جرثقیل ( Tower Crane ) :

در این سازه های هدفمان طراحی چرثقیل هایی بر روی برج های بلند است که باید با ارتفاع و شعاع معین بتوانند بار را تحمل کنند مانند این شکل

( شکل قدیمیه ولی فقط اینو تونستم پیدا کنم انگاری این مدل زیاد پرطرفدار نیست ! )

C. پل با بار متمرکز

این پل ها از پرطرفدار ترین سازه های ماکارونی هستند که در دهانه های بزرگ هم طراحی میشوند آنها را از دو خرپای دو بعدی که بهم متصل میشوند میسازند و بار را در وسط خرپا آویزان میکنند — جزئیات در قسمت آیین نامه گفته میشود — در این گونه پلها ما در اعضای ماکاورنی پل هر سه نیروی فشاری ، کششی و خمشی را داریم مثالی از این گونه پل ها را در شکل میبینید
D. پل با بار گسترده

این پلها همانند پلهای بالا توسط دو خرپا ساخته میشوند اما برخلاف حالت بار متمرکز نحوه بارگذاری به صورت گسترده میباشد مانند این است که ترافیک در تمام سطح پل ثابت باشد طراحی این گونه پلها پیچیده تر از مدل بار متمرکز است

E. پل با بار متحرک

این گونه سازه ماکارونی را میتوان گفت پیشرفته ترین نوع پل های ماکارونی میباشد که در واقع ما یک پل واقعی به همراه تمام پل های واقعی را طراحی میکنیم که در آنها وزنه ای همانند ی اتومبیل در تمام طول مسیر پل به حرکت در میاید یک پل بسیار زیبا را که میتواند مانند یک پل واقعی و کامل عمل کند در شکل میبینید

3. ابزارهای مورد نیاز

ماکارونی رشته ای

چسب :

از چسب حرارتی برای اتصال مفصلی میتوان استفاده کرد این چسب ها بوسیله خاصیت انعطاف پذیری خود اجازه میدهند که اعضا در نقاط مفصل کمی دوران کنند

برای اتصال صلب میتوان از چسب دوقلو و چسب قطره ای استفاده نمود در چسب قطره ای بایستی اعضا را در نقاط اتصال تراش داد تا نقاطی خالی نمانند اما در چسب دوقلو تمام گره پر میشود و تراش لازم نیست

مقوا برای کشیدن طرح اولیه خرپا

خمیر برای نگه داری اعضای آماده شده بر روی طرح اولیه در مقوا

—

موفق باشید.

مثالی از سازه را در تصویر بالای همین وبلاگ میتوانید مشاهده نمایید که تصویر پل ریلی در اسکاتلند هست با نام – forth rail bridge – این یک سازه فلزی است

جهت بیشرفت و افزایش خلاقیت دانشجوهای عمران و مکانیک و دست یافتن به ایده های نو و بدیع در زمینه طراحی سازه ها سالهاست در دانشگاه های معتبر مسابقاتی با نام سازه های ماکارونی – spaghetti structure – و یا پل های ماکارونی – spaghetti bridge – برگذار میشود و از چند سال گذشته برگذاری این مسابقات در ایران هم سالیانه در واحد های مختلف دانشگاهی به جریان افتاده و با استقبال خوبی هم روبرو شده .

از شرایط خوب این فعالیت میتوان به بهینه بودن اون اشاره کرد یعنی

تنها ابزار مورد نیاز ماکارونی و چسب است و سازه ها و پل های ساخته شده به هیچ عنوان به صورت ماکت نیستند و میتوانند تا چندین برابر وزن خود همانند مشابه بتنی و فولادی اش بارگذاری شوند بدون این که شکستی در آنها ایجاد شود

مثلا یکی از رکورد های کسب شده در بخش پل خرپایی 176 کیلوگرم است که این سازه میتواند تا 230 برابر وزن خود را تحمل کند

در زیر خلاصه ای از سر فصل هایی که در ساخت سازه ماکارونی باید به آن توجه داشت ذکر شده :

1- اهداف طرح سازه های ماکارونی

2- معرفی سازه ماکارونی

3- معرفی انواع مختلف سازه های ماکارونی

4- ابزارهای مورد نیاز

5- چگونه سازه ماکارونی بسازیم

6- آزمایشات اولیه (برای رسیدن به حد فشاری ، حد کششی ، میزان خمش و ضریب الاستیسیته) — معرفی چند روش ابداعی —

7- خرپا چیست

8- روش های تحلیل سازه ( خرپا )

9- معرفی ابزارهای تحلیل سازه

10- چگونه سازی ای بهینه داشته باشیم

11- آئین نامه کلی سازه های ماکارونی

12 – معرفی و آشنایی با گروه های مختلف سازه های ماکارونی در دنیا و مسابقات برگذار شده

13- شرکت در مسابقات سازه های ماکارونی

منابع : 1- سایت های موجود در اینترنت — با سرچ عبارت spaghetti bridge contest میتوانید به نتایج مفیدی برسید — ، 2- کتاب مقاومت مصالح طاحونی ، 3- کتاب تحلیل سازه طاحونی ، 4- همت قوی و شور و اشتیاق فراوان برای مهم ترین و اساسی ترین بخش کار که آزمایش و خطا و کسب تجربه میباشد

——

عکس ( + ) از مهندس Wiryanto Dewobroto