استقبال دانشجویان از ساخت پل​هایی از جنس ماکارونی

این رشته در مقایسه با رقابت‌هایی مانند رباتیک در رایانه، سوخت پاک در رشته شیمی و همچنین بتون در رشته عمران، مسابقه جوانی است اما برای دانشجویان رشته مهندسی عمران و معماری از اهمیت مشابهی برخوردار است.

دهمین دوره مسابقات ملی پل‌های ماکارونی با حضور حدود 200 تیم دانشجویی و دانش‌آموزی از سوی انجمن علمی دانشکده عمران دانشگاه صنعتی امیرکبیر در محل این دانشگاه برگزار شد. به گفته یوسف نیک‌روش، دبیر دهمین دوره این مسابقات، امسال مسابقه پل‌های ماکارونی در سه گرایش سازه‌های سبک، سنگین و پل‌های زیبا تقسیم‌بندی شده بود که از مجموع تیم‌های شرکت‌کننده یکصد تیم در گرایش سازه‌های سبک و بیش از 60 تیم در گرایش سازه‌های سنگین در این رقابت‌ها شرکت داشتند. امسال 30 تیم نیز برای نخستین بار در گرایش پل‌های زیبا شرکت کرده بودند.

دبیر اجرایی این رقابت‌ها با اشاره به تغییرات ایجاد شده در آیین‌نامه اجرایی این مسابقات این طور توضیح می‌دهد: دهمین دوره مسابقات چگونگی ساخت و نوع طراحی پل‌ها در مقایسه با سال‌های گذشته با تغییراتی همراه بوده است. برای مثال برخلاف دوره‌های قبل که شرکت‌کنندگان ملزم به بار‌گذاری سازه ماکارونی روی سه گره بودند، بر اساس آیین‌نامه جدید این سازه‌ها باید روی دو گره بارگذاری می‌شد. یکی دیگر از تغییرات مسابقات امسال نسبت به گذشته این بود که وزنه‌هایی که روی سازه قرار می‌گیرد نیز سنگین‌تر شده و مدت زمان بیشتری برای بررسی وضع استقامتی سازه‌ها در نظر گرفته شده بود. در این رقابت‌ها در مرحله نخست سازه‌ها از سوی داوران ارزیابی شده و در مرحله بعد با هدف بررسی استقامت سازه‌ها آنها را بارگذاری می‌کنند.

از مدلسازی تا ساخت نمونه‌های واقعی

سازه‌های ماکارونی سازه‌هایی است‌ که با هدف آموزش و با استفاده از ماکارونی و چسب ساخته می‌شوند و مدل‌هایی کوچک‌تر از سازه‌های واقعی به شمار می‌آیند که در ساخت آنها به جای مصالح ساختمانی از چسب و ماکارونی استفاده شده است. به گفته نیک‌روش، بسیاری از دروس سازه‌ای که در رشته‌های مهندسی عمران و مهندسی معماری تدریس می‌شود ، جنبه تئوری دارد و دانشجویان این دو رشته امکان تجربه عملی این دروس را بندرت پیدا می‌کنند. با توجه به این‌که هزینه تمام شده فولاد یا بتون بسیار بالاست، ساخت سازه‌هایی از جنس این دو مصالح برای آموزش دانشجویان از نظر عملی با مشکلات و محدودیت‌های بسیاری همراه است. با توجه به اهمیت آشنایی با دروس تئوری در قالب واحدهای عملی در دانشگاه‌های معتبر و بنام دنیا واحدهای عملی با استفاده از مصالح ارزان‌قیمت‌تر برگزار می‌شود. یکی از این مصالح ارزان‌قیمت که شاید بتواند جایگزین مناسبی برای بتون و فولاد باشد، ماکارونی است که با توجه به سبک‌بودن، در دسترس بودن و کم‌هزینه بودن بیش از مصالح دیگر مورد توجه دانشجویان و استادان این رشته قرار گرفته است.

همه ساله مسابقات متعددی در سراسر دنیا با عنوان سازه‌های ماکارونی برگزار می‌شود که سازه‌های به نمایش درآمده در این رقابت‌ها با توجه به طراحی‌های ویژه خبرساز می‌شود. دانشگاه OUC در ایالت بریتیش کلمبیا کانادا از جمله دانشگاه‌هایی است که با داشتن تجربه‌ای 22ساله در این رشته از جمله پیشکسوتان برگزاری مسابقات پل‌های ماکارونی است. کانادا کشور ثروتمندی است، اما یکی از نکته‌های مهم و مطرح در این کشور ضرورت کاهش هزینه‌ها در بخش‌های مختلف است. بسیاری از شهرها از جمله شهر ونکوور از جزایر کوچک و بزرگی تشکیل شده که ضرورت استفاده از پل‌های ارتباطی را بیش از دیگر مناطق دنیا نشان می‌دهد. به همین علت برگزاری مسابقات سازه‌های ماکارونی به عنوان فرصتی برای شناسایی قابلیت‌هایی که در این زمینه وجود دارد مورد توجه قرار گرفته است. البته باید توجه داشت استفاده از مصالحی همچون ماکارونی در کنار مزایایی که دارد از معایب و ضعف‌هایی نیز برخوردار است که این ویژگی محدودیت‌هایی را برای طراحی ایجاد می‌کند. اما ابداعات و خلاقیت‌های شرکت‌کنندگان در این رقابت‌ها در ثبت رکوردهایی در زمینه بهینه‌سازی طراحی سازه‌ها نقش بسیار مهمی داشته است. دانشجویانی که در این رقابت‌ها شرکت می‌کنند باید دروس تئوری‌ را که در دوران تحصیل گذرانده‌اند در طراحی این سازه‌ها مورد توجه قرار دهند تا به موفقیت و هدف اصلی که طراحی و ساخت یک سازه بهینه است دست پیدا کنند، زیرا در این مسابقات سازه‌ها به عنوان یک مدل ساخته نمی‌شود و سازه‌ای که بتواند بار بیشتری را تحمل کند موفق‌تر است.

ملاک‌های داوری چیست؟

شاید این سوال مطرح شود که جنس ماکارونی که به‌عنوان مصالح اصلی در ساخت این سازه به کار رفته تا چه‌حد می‌تواند در بهینه‌سازی طراحی سازه تاثیرگذار باشد؟ گرچه جنس ماکارونی هم می‌تواند تا حد زیادی در مقاومت و بهینه‌سازی طراحی سازه تاثیرگذار باشد، اما مهارت و خلاقیت طراح در موفقیت و کسب بهترین رکورد نقش مهم‌تری دارد. طراحی و ساخت پل‌ها و ستون‌های فشاری از رشته‌های اصلی این رقابت‌هاست. در ساخت نوعی پل موسوم به پل خرپایی از 750 گرم ماکارونی استفاده می‌شود و این در حالی است که بالاترین رکورد کسب شده در ساخت این پل‌ها 176‌کیلوگرم یعنی بیش از 200 برابر وزن سازه است.

در بخش گرایش سنگین، وزن سازه ساخته شده کمتر از 65 گرم است، در حالی که می‌تواند باری به وزن 200 برابر خود را تحمل کند. در بخش گرایش سبک، سازه‌ای که ساخته می‌شود باید توانایی تحمل وزن یک وزنه دو‌کیلویی را در مدت زمان پنج دقیقه داشته باشد. در بخش سازه‌های سنگین وزن پل به عدد خاصی محدود نمی‌شود و طراحی این پل باید به گونه‌ای باشد که وزن پل در این محدوده بتواند بیشترین استقامت را در مقابل نیروی وارد شده داشته باشد. در بخش سازه‌های سبک باربری پل محدود و هرچه سازه سبک‌تر باشد بهتر است. در این مسابقات مدت زمانی برای تحمل بار در نظر گرفته می‌شود. البته علاوه بر این قوانینی بر این مسابقات حاکم است که دربردارنده مشخصات طراحی پل است. رعایت این قوانین طراحی‌ها را به واقعیت نزدیک‌تر می‌کند. برای مثال اندازه ارتفاع پل و طول دهانه پل از جمله قوانینی است که در طراحی پل‌های ماکارونی باید مورد توجه قرار گیرد. پل‌ها و سازه‌هایی که در این مسابقات ساخته می‌شود براساس استانداردهای پلسازی طراحی می‌شود و دانشجویان در طراحی شکل ظاهری آنها کاملا آزاد هستند.‌ در بخش زیبایی، زیبایی ظاهری پل‌ها جدا از مسائل سازه‌ای مورد توجه قرار می‌گیرد. بنابراین می‌توان گفت ملاک داوری در هر گرایش متفاوت است، چنانچه در گرایش سبک در نهایت این وزن سازه است که به عنوان ملاک ارزیابی مورد توجه است و هرچه سازه‌ها در این بخش وزن کمتری داشته باشند امتیاز بیشتری را از آن خود خواهند ساخت. در سازه سنگین نیز حداکثر باری که سازه تحمل می‌کند ملاک ارزیابی و داوری است. یکی از اهداف اصلی از برقراری این رقابت استفاده بهینه از مصالح برای به‌‌دست‌آوردن حداکثر ظرفیت باربری در سازه‌هاست.

فرانک فراهانی‌جم ‌/‌ گروه دانش