شباهت سازه ماکارونی با سازه فلزی؟

شباهت سازه ماکارونی با سازه فلزی؟

شباهت های زیادی بین سازه_فلزی و سازه ماکارونی وجود دارد، شاید در ابتدا فکر کنید هیچ شباهتی بین این دو موضوع وجود ندارد اما برای این که بتوانیم این موضوع را به صورت کاملا علمی برای شما اثبات کنیم، تصمیم گرفته ایم این مقاله را نگارش کنیم. اگر علاقه مند به آشنایی با این موضوع هستید و دوست دارید سطح علمی خود را در این زمینه بالا ببرید، توصیه می کنم با دقت به مباحث مطرح شده در این مقاله توجه کنید.

در ابتدا باید گفتن سازه ماکارونی از نظر خرپا، انواع تکیه گاه، مفصل، عضو و غیره، شباهت های زیادی به سازه_فلزی دارد، با نگاه اول به یک سازه ماکارونی به خوبی متوجه این موضوع خواهید شد.

سازه های ماکارونی نیز همانند سازه های فلزی از انواع مختلف تکیه گاه صلب و ثابت ساخته می شوند و عملکردی مشابه با تکیه گاه سازه های فلزی دارند. معمولا در اکثر مسابقاتی که برگزار می شود برای ساخت سازه های ماکارونی از تکیه گاه مفصلی، تکیه گاه غلطکی، تکیه گاه گیردار و تکیه گاه گیردار غلطکی استفاده می کنند. این موضوع در سازه های فلزی نیز کامل قابل مشاهده است. از این نظر می توان گفت سازه های فلزی شباهت بالایی از نظر تکیه گاه با سازه های ماکارونی دارند.

همچنین از نظر عضوهای سازه ای نیز، سازه فلزی مشابه سازه های ماکارونی است. معمولا برای ایجاد خرپا در سازه های فلزی از نبشی، ناودانی، تیرآهن، میله و مقاطع مخصوص استفاده می شود تا خرپای مورد نظر شکل بگیرد، همین موضوع در سازه ماکارونی نیز قابل مشاهده است، در این نوع سازه نیز برای ایجاد خرپای مقاوم معمولا از اعضای مشابه اعضای سازه های فلزی استفاده می شود، با این تفاوت که همگی اعضا از ماکارونی ساخته می شوند و با کمک چسب به یکدیگر چسبانده می شوند، دقیقا کاری کا ما در سازه های فلزی با کمک جوش و پیچ انجام می دهیم.

 سازه فلزی

شباهت دیگر سازه ماکارونی با سازه_فلزی در نوع ماده ای است که استفاده می شود، در سازه های فلزی تنها از یک ماده اصلی آن هم فلز استفاده می شود و ماده دیگری به کار نمی روند، همین موضع در سازه ماکارونی نیز اتفاق افتاده و ماده اصلی برای ساخت سازه های ماکارونی، میله هایی هستند که از خمیر ماکارونی ساخته شده اند.

این تنها بخشی از شباهت های دو سیستم سازه ماکارونی و سازه فلزی است، از نظر عملکرد بارگذاری نیز سازه های ماکارونی شبیه به سازه های فلزی هستند که در ادامه بیشتر قرار است درباره آنها بدانیم.

آیا می توان برای تحلیل سازه فلزی از سازه ماکارونی استفاده کرد؟

با پیشرفت های علمی صورت گرفته در زمینه مهندسی، متخصصان این حوزه بیشتر قادر به درک مفاهیم پیچیده می شوند، معمولا برای درک مفاهیم پیچیده سازه های فلزی، از نمونه موادی که بیشترین ترین شباهت را به سازه های فلزی دارند استفاده می شود. در حال حاضر در سازه های بتنی معمولا از نمونه های اولیه کوچک شده استفاده می کنند، اما برای سازه فلزی این موضوع کاملا متفاوت است، معمولا متخصصان برای درک مفاهیم پیچیده از ابزاری مشابه مانند سازه ماکارونی استفاده می کنند.

سازه ماکارونی

سازه ماکارونی از نقاط مختلف عملکردی، مشابه سازه های فلزی است. در مباحث مختلف از جمله در حین بحث در مورد زلزله، آنها کاملاً شبیه به هم هستند و برای همین متخصصان و دانشجویان می توانند به واسطه سازه ماکارونی آزمایشات مختلفی در زمینه زلزله انجام دهند. آزمایشات مختلف به آنها کمک می کند تا تأثیرات نیروهای فشاری و کششی را در رابطه با قدرت سازه ها بیشتر درک کنند.

مهندسان عمران با معماران و دانشمندان همکاری می کنند تا بفهمند چه چیزی باعث خرابی سازه های فلزی می شود و سپس از آنچه آموخته اند برای طراحی سازه های قوی تر استفاده می کنند. برای این کار معمولا از مصالح مشابه فلز، مانند سازه ماکارونی کمک می گیرند.

گاهی اوقات، به دلیل محدودیت بودجه یا تامین مالی، مهندسان نمی توانند از مواد مورد علاقه و گران قیمت برای آزمایشات خود استفاده کنند؛ اما ماکارونی این امکان و شرایط را برای آنها فراهم آورده تا بتوانند آزمایشات زیادی را با کمترین هزینه انجام دهند.

معمولا نیروهایی که بر ساختار سازه تاثیر می گذارند در هر دو سازه یعنی سازه ماکارونی و سازه فلزی کسان هستند.

از نظر فنی شباهت های سازه فلزی و سازه ماکارونی عبارتند از:

• تنش های كششي مشابه
• تنش های فشاری مشابه
• مدول الاستيسيته مشابه
• كمانش مشابه با سازه های فلزی

البته نوع ماکارونی نیز روی این موارد تاثیر می گذارد، شما باید برای طراحي و تحليل سازه از نوع مناسب ماکارونی استفاده کنید. توجه داشته باشید که بیشتر خصوصيات ماكاروني ناشناخته است و هنوز متخصصان زیادی با برگزاری مسابقات و آزمایشات متعدد در صدد شناختن این ویژگی ها هستند.

در حال حاضر در برخی از دانشگاه ها برای فرا گرفتن دروس مقاومت مصالح، از سازه ماکارونی کمک می گیرند و به صورت عملی و با آزمایشات متعدد تلاش می کنند عملکرد سازه فلزی را به نوعی مورد بررسی قرار دهند. با این که ممکن است این کار به صورت دقیق انجام نشود و با موارد واقعی کمی متفاوت باشد، اما می تواند گفت سازه های ماکارونی در بیشتر مواقع عملکردی مشابه عملکرد سازه های فلزی دارند و در رویارویی با واکنش هایی مانند، فشار، کشش، زلزله، باد و دیگر نیروها واکنش شبیه به هم ارائه می دهند.

آیا می توان برای تحلیل سازه فلزی از سازه ماکارونی استفاده کرد؟

مهندسان هنگام طراحی یک ساختمان یا سازه فلزی، سعی می کنند نیروهای کششی و فشاری را در نظر بگیرند. همه ساختارها باید بتوانند نیروهایی را که بر آنها وارد می شوند کنترل کنند تا نتوانند شکست بخورند و به مردم یا محیط زیست آسیب برسانند؛ مانند همه سازه ها، فونداسیون، چارچوب و اتصالات در یک سازه باید بتواند در برابر کشش و نیروهای فشاری عظیم مقاومت کند، البته در هنگام طراحی، وزن مصالح، بار افراد و تجهیزات موجود و تأثیر نیروهای طبیعی مانند باد، برف و زلزله نیز توسط طراح و محاسب سنجیده می شود.

برای این که دانشجویان و مهندسین جوان بتوانند به درستی با این مباحث آشنا شوند، معمولا در جلساتی که برگزار می کنند از مواد ارزان قیمت برای آزمایشات خود استفاده می کنند. برای همین از موادی مشابه سازه فلزی کمک می گیرند مانند سازه ماکارونی. سازه های ماکارونی می توانند در موارد مختلف به دانشجویان و مهندسین کمک کنند برای مثال:

شما می توانید برای تشخیص اعضای کششی و فشاری از سازه های ماکارونی بهره ببرید و با استفاده از این مواد نحوه شکستن اعضا در بارگذاری را به دانشجویان و مهندسان آموزش دهید.

علاوه بر این شما می توانید با کمک سازه های ماکارونی، مفهوم تعادل را به خوبی به نمایش بگذارید. این کار معمولا با بارگذاری و شکستن اعضای سازه که با توجه به تقارن سازه رخ می دهد، انجام می شود. به دلیل این که عضوهای سازه ای هر دو سازه یعنی سازه های ماکارونی و سازه های فلزی شبیه به هم هستند، می توانید این آزمایش را انجام دهید و از نتیجه آن برای کارهای مطالعاتی خود استفاده کنید.

همچنین می توانید به خوبی با مفاهیم مثلثات، بردار و نیرو آشنا شوید و آزمایشات متعدد روی سازه ماکارونی انجام دهید.

سازه ماکارونی به خوبی مفهوم خرپا، انواع تکیه گاه، مفصل، عضو و … را به شما یاد می دهد، شما بدون نیاز به هزینه زیاد می توانید عملکردهای سازه فلزی را با ماکارونی شبیه سازی کنید.

نتیجه؟

سازه ماکارونی از نقاط مختلف شبیه به سازه فلزی است برای مثال؛ در هر دو سازه عضو هایی مانند، خرپا، انواع تکیه گاه، مفصل و … شباهت های زیادی به هم دارند و معمولا در آزمایشات مختلف نیز تایید شده که عملکرد آنها با بارگذاری نیرو و یا در مواقع بحرانی شبیه یکدیگر است.

The Strength Of Pasta – Spaghetti Bridge Building World Championship 2016 At Óbuda University