روزنامه الرياض چاپ عربستان  به نقل از "مسلم شلتوت" استاد "مركز ملي تحقيقات خورشيد و فضا"ي مصر نوشته است : تحقيقات فلكي همچنين نشان داده است كه ركن كعبه درست به سمت چهار جهت اصلي ( شرق ، غرب ،شمال و جنوب ) قرار گرفته است.

وي افزود : اين تحقيقات تاكيد دارد "حجرالاسود" به سمت شرق ، ركن يماني به سمت جنوب ، ركن شامي به سمت شمال و ركن مقابل حجر الاسود نيز به سمت غرب قرار گرفته است.

اين استاد امور فلكي با بيان اينكه در واقع اركان كعبه مشرفه از بدو خلقت نشانگر 4جهت اصلي بوده است ، اظهار داشت : كعبه نشان از يك معجزه بزرگ در زمينه معماري و جغرافيا دارد.

پل عبارت از سازه ای است که روی يک جريان آب ساخته می شود تا از روی آن آمد و شد انجام شود . در حالی که آبرو عبارت از سازه ای است که جهت عبور آبهای سطحی از يک طرف راه به طرف ديگر آن احداث می شود . مرزبندی بين اين دو اختياری است اما معمولاً سازه هايي از اين قبيل که دهانه آن تا 6 متر است را آبرو و بيشتر از 6 متر را پل می نامند .

طبقه بندی پلها ( Classification  of  bridges   )

پل ها هم می توانند بر حسب مصالحی که جهت ساخت آنها به کار می رود طبقه بندی شوند نظير پلهای فلزی ، بتنی ، چوبی و سنگی و غيره و هم به لحاظ سيستم سازه ای می توانند . طبقه بندی شوند يعنی پلهای معلق ، پلهای کنسولی و پلهای متحرکmovable. علاوه بر اين  طبقه بندی ها پلها ممکن است به لحاظ ابعاد و چگونگی طبقه بندی شوند که عبارتند از :

1-          پلهای اصلی با دهانه بزرگ : که در آن دهانه پل بيشر از 45 متر است .

2-          پلهای اصلی با دهانه متوسط : دهانه از 15 تا 45 متر است .

3-          پلهای کوچک : دهانه از 6 تا 15 متر است .

4-          آبروها : دهانه تا 6 متر است .

گاهی پلها به لحاظ زمان و دوره استفاده از آنها مورد بحث قرار می گيرند . ( نظير پلهای موقت و دايم ) نوع ديگر طبقه بندی ممکن است بر حسب ميزان بار قابل تحمل توسط پل باشد که معمولاً توسط سازمانهای مختلف مرسوم است  .

قسمت های مختلف پل

از نظر ساخت و اسکلت ، پل می تواند به قسمتهای زير تقسيم شود :

1-          پی : عبارت از قسمت پايين پل تا جايي که پايه ها و يا بدنه شروع می شود .

2-    قسمت بين پايه و تاوه و سقف پل می باشد که مولفه های مختلف پل از قبيل ديوارها ، پايه ها در اين قسمت قرار می گيرد .

3-    قسمت نهايي و بالايي پل ( يعنی سقف و تاوه پل ) ، که اين قسمت ممکن است از چوب ، فولاد ، بتن و يا بتن فولادی و يا پيش تنيده باشد .

پلهای چوبی نيز در جايي که بار کم و سبکی از آن عبور می کند و از دهانه محدود ( تا 10 متر ) استفاده می شود معمولاً در فاز اول راه به عنوان پلهای موقت مورد استفاده قرار می گيرند .

انتخاب محل پل ( selection  of  site  for  bridge )

انتخاب محل پل از عوامل خيلی مهم در مهندسی پل می باشد . در پلهای اصلی هزينه ساختمان راه ممکن است به تنهايي قابل مقايسه با بقيه قسمت های راه باشد . بنابراين انتخاب محل پل اگر در قسمتی باشد که پي بر روی بستر سنگی قرار گيرد و يا در عمق کمی به بستر سنگي برسد خيلی مناسب خواهد بود .به اين دليل محل مناسب برای پل در يک مسير راه معمولاً از نقاط اجباری ميسر می شود .

پس از انتخاب محل پل بايد تحقيقات لازم بر روی پل به لحاظ جمع آوری اطلاعات زمين شناسی وضع طبقات زمين انجام شود تا بتوان نسبت به نوع پل ، تعداد دهانه ها و ابعاد دهانه تصميم گرفت و نيز ميزان آب عبوری و ساير اطلاعات لازم بايد بررسی و تحقيق شود .

امروزه پل سازی در کشورهای مختلف تبدیل به یک دانش گسترده شده است .

سازه هاي ماكاروني به سازه هايي اطلاق مي شود ، كه مصالح استفاده شده در آنها تنها ماكاروني و چسب مي باشد . اين سازه ها در مقياس كوچكتر نسبت به سازه هاي واقعي طراحي و توسط ماكاروني و چسب ساخته مي شوند و پس از ساخت مورد بارگذاري قرار مي گيرند .

در واقع اين سازه ها به عنوان ماكت ساخته نمي شوند و سازه اي كه بار بيشتري را تحمل مي كند ، موفق تر خواهد بود . پل ( تحت بارگذاري يكنواخت ، متمركز و متحرك ) ،  Towercrain ، انواع قاب هاي ساختماني و ستون هاي فشاري از جمله رايج ترين سازه هاي ماكاروني مي باشند .

هر ساله در اين راستا مسابقات بزرگي در دانشگاه هاي معتبر دنيا بين دانشجويان رشته مهندسي عمران برگزار مي گردد . اين دانشگاه ها از سالها پيش در اين زمينه سرمايه گذاري كرده تا ذهن خلاق دانشجويان را فعال سازند و از طرحها و پژوهش هاي آنها در عمل استفاده كنند .

هر ساله در اين راستا مسابقات بزرگي در دانشگاه هاي معتبر دنيا بين دانشجويان

 رشته مهندسي عمران برگزار مي گردد . اين دانشگاه ها از سالها پيش در اين زمينه

 سرمايه گذاري كرده تا ذهن خلاق دانشجويان را فعال سازند و از طرحها و پژوهش هاي آنها

در عمل استفاده كنند . طراحي و ساخت پل و ستون هاي فشاري رايج ترين رشته هاي

 اين مسابقات  مي باشند . بطور مثال طراحي و ساخت پل خرپايي تنها با استفاده از 750

 گرم ماكاروني ( معادل يك بسته ماكاروني ) كه مي تواند وزن زيادي را تحمل نمايد . طول دهانه

 پل يك متر و حداكثر ارتفاع پل نيم متر مي باشد . پل روي دو تكيه گاه  كه از يكديگر يك متر

 فاصله دارند قرار مي گيرد و تكيه گاهها فقط قادر به وارد كردن عكس العمل عمودي مي باشند

 و هيچ عكس العمل افقي در تكيه گاهها بر پل وارد نمي شود . ركورد كسب شده در اين

رشته ( پل خرپايي ) معادل 176 كيلو گرم مي باشد ، كه اين ركورد تقريبا 230 برابر وزن خود

 سازه مي باشد . همچنين طراحي و ساخت سازه هاي فشاري كه قادر به تحمل بار هايي

 بيش از نيم تن مي باشند ، از ديگر نمونه هاي اين سازه ها هستند . اينجا يك سئوال

 ممكن است مطرح مي گردد ، آيا جنس ماكاروني در دست يافتن به ركورد هاي بالا موثر است ؟

در اين زمينه تحقيقاتي روي محصول هاي مختلف شركت هاي 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 ركورد هاي بالا مي باشد .

هدف از استفاده از ماكاروني به عنوان عنصر سازه اي :

1-                       در واقع ماكاروني بر خلاف فولاد و بتن عنصر سازه اي ناشناخته اي مي باشد . 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 مي باشد و تنها راه بدست آوردن اين ويژگيها ايجاد وابداع آزمايش هاي ساده و دقيق مي باشد .

2-                       ماكاروني بر خلاف بتن و فولاد داراي  ضعف هاي زيادي مي باشد  و اين ضعف ها كار را براي طراح مشكل تر مي كند و اينجاست كه ابداعات و خلاقيت هنر نمايي مي كنند و براي رسيدن به ركورد هاي بالا بهينه سازي سازه ها مطرح مي گردد .

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

اهداف كلي طرح :

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

2-                       دانشجويان مي بايست با استفاده از مسائل تئوريك فرا گرفته در دروس مقاومت مصالح و آزمايشگاه هاي مربوط به آن تلاش نمايند تا خصوصيات عنصر سازه اي جديد را كشف نمايند .

3-                       دانشجويان مي بايست با استفاده از تحليل سازه ها و با بكارگيري نرم افزار هاي كامپيوتري به طراحي و آناليز سازه مورد نظر بپردازند.

4-                       طراحي و ساخت يك سازه بهينه كه تحت عنوان بهينه سازي سازه ها مطرح است .

معرفي  انواع مختلف سازه هاي ماكاروني

 

 

سازه هاي فشاري :

نوعي پل با دهانه كوتاه ، كه اكثر اعضاي آن در فشار مي باشند . از مزيت هاي اين رشته از مسابقات طراحي اعضاي فشاري و بررسي پديده كمانش در آنها مي باشد .

Tower Crain - 2

دراين  نوع از سازه هاي ماكاروني ، هدف طراحي جرثقيلهايي است كه بر روي برجهاي بلند به كار گرفته مي شوند .

اين سازه ها بايد قادر باشند با داشتن ارتفاع معين شعاع خاصي را تحت پوشش قرار دهند .

3-پل با بار متمركز :

اين سازه از به هم پيوستن دو خرپاي دوبعدي به وجود مي آيد و بارگذاري از وسط دهانه صورت مي گيرد .

اين نوع پل هر سه نوع عضو فشاري ، كششي و خمشي را دارا مي باشد .

-پل با بار گسترده 4

پل به شكل ظاهري خرپا مي باشد ، كه بارگذاري به صورت گسترده و يكنواخت در تمام طول دهانه صورت مي گيرد . در عمل مي توان چنين فرض كرد كه تمام وسايل نقليه به دليل ترافيك به صورت ثابت بر روي پل قرار گرفته اند .

پل با بار متحرك :

اين نوع از سازه ماكاروني در واقع پيشرفته ترين و كامل ترين حالت از سازه ها مي باشد ، كه در آن طراحان اقدام به طراحي يك پل واقعي مي كنند .

بار قرار گرفته بر روي پل به صورت متحرك مي باشد ، كه اين امر با عبور دادن يك وسيله نقليه كوچك با سرعت معين ، كه بر روي آن وزنه قرار داده مي شود ، صورت مي گيرد .

آئين نامه سازه هاي فشاري:

سازه هاي فشاري :

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

هر گروه تنها قادر به ساخت يك سازه مي باشد. هر گونه كوتاهي و قصور در مورد نحوه چسباندن اعضا به يكديگر بر عهده خود شركت كنندگان مي باشد .

نوع مصالح :

تمام گروه هاي شركت كننده ملزم به استفاده از يك نوع ماكاروني، با مقطع دايره اي، به قطر خارجي حداكثر 4 ميلي متر مي باشند ، كه نوع ومارك شركت توليد كننده متعاقبا اعلام خواهد شد. همچنين چسب به كار رفته در سازه مي تواند از سه نوع چسب :

1.حرارتي

 Epoxy 2. ( دوقلو )

 Supper glow  3 .( قطره اي )   باشد.

ابعاد :

1.                        حداقل دهانه پل برابر 15 سانتي متر مي باشد.

2.                        .عرض عرشه پل حداقل برابر 10 سانتي متر مي باشد و سطح زيرين عرشه پل بايد حداقل 5/7 سانتي متر بالاتر از سطح زمين باشد.

3.                        طول پل بين 15 تا 45 سانتي متر و عرض آن بين 10 تا 20 سانتي متر باشد.

4.                        حداقل ارتفاع تراز بالاي عرشه پل تا سطح زمين 75/8 سانتي متر مي باشد.

قوانين :

1.                        حداكثر تعداد اعضاي گروه 3 نفر مي باشد.

2.                        هرگونه تغييردر جنس ماكاروني از قبيل ( پركردن ماكاروني با چسب يا مواد ديگر ، حرارت دادن ماكاروني و غيره ) پذيرفته نخواهد شد.همچنين شركت كنندگان فقط از چسب در محل اتصالات مي توانند استفاده نمايند.

3.                        بريدن ، قطع كردن و شكستن ماكاروني قانوني مي باشد.

4.                        حداكثر وزن پل 450 گرم مي باشد.

5. شركت كنندگان حداكثر مجاز به چسباندن 2 رشته ماكاروني به يكديگر و تشكيل پروفيل جديد هستند.

6.  به كار بردن هر ماده ديگري به غير از ماكاروني و چسب مجاز نمي باشد. 

7.  شركت كنندگان قادر هستند از ديگر منابع براي كمك در طراحي سازه بهينه كمك بگيرند.

8 .  قبل از بارگذاري تمام سازه ها چه از نظر نوع مصالح وچه از نظر ابعاد مورد بازبيني قرار مي گيرند و هرگونه تخلف از قوانين به معناي عدم پذيرفته شدن سازه در مسابقات مي باشد.  

نحوه بارگذاري سازه ها  :

1.                        پل ها روي سطوح صافي قرار مي گيرند.

2.                        يك صفحه فلزي يا چوبي به ابعاد 10 در 15 سانتي متر روي عرشه پل قرار مي گيرد.

3.                        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 2 سانتي متر مي باشد.

عوامل موثر در گزينش بهترين سازه:

1.كارآمدي سازه:

حداكثر نسبت بار تحمل شده به وزن سازه.

2. ارائه مقاله:

ارائه مقاله در مورد چگونگي طراحي ، بهينه سازي و ساخت سازه فشاري توسط نرم افزار power point) ( .

     

چگونه شروع كنيم ؟

براي وارد شدن به اين رشته شما بايد داراي خصوصيات اخلاقي چون كنجكاوي ، خلاقيت ، صبر ، همت و تلاش فراواني باشيد .

اين خصوصيان به اين علت مطرح گرديد كه در ساخت و طراحي يك سازه موفق علاوه بر آگاهي از علوم مهندسي به اين ويژگي ها نيازمند هستيد . چرا كه ممكن در طراحي و ساخت يك سازه شما روز ها و هفته ها تلاش نماييد ، ولي در نهايت به دليل يك اشتباه كوچك در طراحي يا ساخت ، سازه شما به حداقل ركورد مورد نظر نرسد .

هيجان انگيزترين بخش كار شما مربوط به زمان بارگذاري سازه مي باشد ، كه سازه اي كه مدت زيادي براي طراحي و ساخت آن صرف كرده ايد در نهايت در جلوي چشمان شما منهدم مي گردد ، ولي آيا ركورد مورد نظر بدست مي آيد يا خير ؟

بطور خلاصه براي ساخت يك سازه شما بايد مراح زير را در پيش گيريد :

1-كشف خصوصيات عنصر سازه اي جديد با انجام آزمايش هاي ساده ولي دقيق . اين مرحله شامل آزمايشهايي براي رسيدن به خصوصياتي چون حداكثر تنش كششي ، حداكثر تنش فشاري ، مدول الاستيسيته، حداكثر بار بحراني در كمانش و غيره مي باشد .

2-كار بر روي خصوصيات عنصر سازه اي جديد   ( ماكاروني ) و دست يافتن به نقاط ضعف و يا قدرت آن .

3- آشنايي با يك نرم افزار رايانه اي براي تحليل و طراحي سازه . ( بطور مثال : SAP 2000  )

4- تحليل سازه هاي ساخته شده در گذشته و رسيدن به نقاط ضعف و يا قدرت آنها .

5- طراحي سازه با توجه به اطلاعات بدست آمده.

6- تلاش براي رسيدن به بهينه ترين طرح ( بهينه سازي ) .

7 - ساخت سازه توسط ماكاروني و چسب .

تكنيك هاي ساخت سازه ماكاروني :

ماكاروني :

اين عنصر سازه اي در برابر كشش و فشار ( اگر طول آن كوتاه باشد و دچار كمانش نگردد ) مقاومتي خوبي از خود نشان مي دهد ، ولي مقاومت آن در برابر خمش بسيار كم است . به همين علت بايد تا حد امكان سعي نمود ، تا سازه ها به گونه اي طرح شوند كه اعضاي آن كمترين خمش ممكن را تحمل نمايند .

در واقع  تابع هدف در بهينه سازي سازه خمش و وزن سازه مي باشد . يعني سازه ها بايد به گونه اي طرح شوند ، كه كمترين خمش در آنها به وجود آيد  و در عين حال با كمترين وزن بيشترين مقاومت را از خود نشان دهند .

يك نكته مهم در مورد سازه هاي ساخته شده توسط ماكاروني اين است ، كه در هنگام ساخت و يا بعد از آن نبايد در مكاني كه در آن رطوبت و گرماي هوا بالا است قرار گيرد ، زيرا در اين صورت ماكاروني ترك مي خورد . 

چسب :

براي ايجاد اتصالات در اعضاء ، آنها را به صورت سر به سر قرار داده و سپس در محل گره ها از چسب استفاده نماييم .

1- اتصال مفصلي :

براي به وجود آوردن چنين اتصالي بايد از چسب حرارتي ( چسب تفنگي ) استفاده نمود . زيرا اين چسب علاوه بر چسباندن اعضاء به يكديگر ، آنقدر انعطاف پذير است ، كه به اعضاء اين اجازه را مي دهد تا در محل گره ها تا اندازه اي دوران نمايند .

2-اتصال صلب :

براي ايجاد اتصالات صلب مي توان از دو چسب :

·                         دوقلو (EPOXY )

·                         قطره اي (SUPPER GLUE   )

اگر از چسب دوقلو استفاده مي كنيد ، اين چسب اين قابليت را دارد ، كه فضاي خالي بين اعضاء در محل گره ها را پر نموده و نيازي نيست كه شما ماكاروني ها را تراش داده و در كنار هم قرار دهيد . اما عيب اين چسب اين است ، كه وزن تمام شده سازه  بالا مي رود.

ولي چنانچه از چسب قطره اي استفاده مي كنيد ، اعضاء در محل گره ها بايد تراش مناسب داده شوند ، تا سطح تماس افزايش يابد ، چراكه اصولا اين چسب فضاپركن نمي باشد و فقط در سطوحي كه اعضاء تماس مستقيم با هم دارند اتصال ايجاد مي نمايد . ولي در مقابل ، اگر از اين چسب استفاده نماييد ، وزن تمام شده سازه كمتر خواهد شد .

   چگونگي ساخت  :

بعد از آنكه طراحي نهايي را انجام داديد ، مي توانيد براي ساخت ، طرح نهايي را در ابعاد واقعي بر روي يك كاغذ پوستي بكشيد و سپس كاغذ را توسط چسب شيشه اي به يك سطح شيشه اي صاف بچسبانيد . سپس اعضاء را طبق نقشه از ماكاروني توليد كرده و در روي نقشه روي خط مربوط به خود بگذاريد و براي جلوگيري از لغزيدن ماكاروني مي توانيد از خمير بازي براي محكم كردن عضو بر روي كاغذ پوستي استفاده نماييد . سپس در محل گره ها از چسب استفاده نماييد . بدين ترتيب مي توانيد ، آن قسمتهايي از سازه را كه به صورت صفحه اي هستند ، را با دقت بالايي توليد نماييد.

بعد از آنكه قسمت هاي صفحه اي را بدين روش توليد كرديد ، اين قسمت ها را با دقت زياد به هم متصل نماييد ، تا سازه نهايي آماده گردد.  

 

 

 

 

وينيل

ـ قابليت برگشت به چرخه محيط

تولید وینیل یک فرایند تولید بسته اتوماتیک با تکنولوژی بالا است و تقریبا تمام ضایعات آن به چرخه تولید بازمی­گردد. مطالعات نشان داده است که تولیدات وینیل تنها یک­درصد آلودگی کل ناشی از مصارف گاز و نفت را تولید می­کنند و انرژی مصرف شده برای تولید وینیل سه برابر کمتر از انرژی مصرف شده برای تولیدات آلومینیومی است. همچنین مطالعاتی که توسط Principia Partners انجام گرفته است، نشان می­دهد که بیش از 98 درصد وینیل موجود می­تواند به چرخه تولید بازگردد.

ـ مقاومت و دوام

وینیل در مقایسه با سایر مواد به­کار رفته در ساختمان­سازی دوام قابل قبولی دارد. یک مثال ساده در این مورد، پوشش­های بام وینیلی می­باشد. این پوشش­های تک­لایه وینیلی، بیش از 30 سال عمر می­کنند. وینیل بهترین انتخاب برای پوشش­ کف­ها و پوشاندن دیوارهاست، به­خصوص در محل­های پر رفت­وآمدی همچون مراکز بهداشتی. انتخاب لوله­های PVC برای مواردی که لوله­ها زیر خاک قرار می­گیرند بسیار به­صرفه است، چرا که بدون هرگونه نیازی به نوسازی، بدون ترک خوردن و زنگ زدن عمر می­کنند.

ـ صرفه­جویی در انرژی

باتوجه به هدردهی انرژی کمتری که وینیل نسبت به سایر مواد مشابه دارد، از­ این رو بیشترین مصرف را در زمینه ساخت درب و پنجره داشته است.

ـ مقاومت در برابر آتش­سوزی

معمولا استفاده از محصولات ساختمانی وینیل کمترین درصد ریسک را در بر دارد. وینیل نسبت به سایر مواد از مقاومت فوق­العاده بیشتری در برابر آتش دارد.

  سیستم­های جدید ساختمانی تولید شده از وینیل

ترکیبات جدیدی که از وینیل به­دست می­آیند، امکان عرضه سازه­های جدیدی را می­دهد که می­توانند جای فلز و چوب را در بسیاری موارد بگیرند. Royal Building Systems یکی از این نوع سیستم­های سازه­ای جدید است که از پیوند وینیل­های توخالی تولید می­شود. داخل آن را با بتن پرنموده­ و به عنوان دیوار آماده عرضه می­شود. این سیستم، قابلیت آن را دارد كه انجام هرگونه عملیات اجرایی در سطح آن انجام­پذیر باشد. این سیستم در تمام دنیا، برای ساخت خانه­های یک یا دو خانواری، ساختمان­های اداری، صنعتی و تجاری به کار می­رود. مزایایی که این سیستم دارد، باعث می­شود که بتواند در کشورهایی که تغییرات دمای آنها در طی سال زیاد است و در معرض آسیب­های طبیعی مثل زمین­لرزه، تندباد و سیلاب قرار دارند، بسیار مفید واقع شود. دیوارهای به­کار رفته در این سیستم، علاوه بر دارا بودن خاصیت­های وینیل، در برابر موریانه نیز مقاومند.

امروزه، تولید محصولات متنوع­تر تشکیل یافته از وینیل و کاربردهای تازه و مختلف آنها، امكان انتخاب و گزینش­ بسیاری را در اختیار معماران و طراحان قرار می­دهد