با توجه به آنکه اينجانب منبع مناسبي براي آشنايي با نحوه مسابقات خرپاي ماکاروني نداشتم و براي شرکت در اين مسابقات هم وقت زيادي نبود برآن شدم تا نتايجي را که در اين دوره بدست آوردم را دراختيار ديگر دوستان قرار داده تا توانسته باشم در حد امکانم زکات العلم خويش را پرداخت کرده باشم.

۱- طراحي شکل سازه :

چندين حالت و سليقه مختلف براي خرپاها وجود دارد. ابتدا ميبايست يک شکل کلي براي سازه خود انتخاب نمائيد مثل اينکه يال بالاي آن قوس داشته باشد و يا مستقيم باشد يا مثلا خرپا معين و يا نامعين باشد , به هر گره آن حداکثر چند عضو وارد مي شود و يا بطور مثال به سادگي در کار اهميت مي دهيد و دقت در اجراي آن و يا کاهش نيروهاي داخلي را مد نظر داريد . چراکه هنگام ساخت خرپا با دو مساله مواجه خواهيد شد:

۱ – تحليل نيروي داخلي و کاهش اين نيروها با توجه به نتايج تحليل و کم و زياد نمودن اعضا خر پا تا به نتيجه مطلوب رسيدن.
۲ – اجراي مشکل بعضي خرپاها.
بنا براين بر اساس يکي از پارامترهاي فوق طراحي سازه را آغاز مي نمائيم.
طراحي سازه:

طراحي دستي يک خرپا حتي اگر خرپاي معين باشد بازهم کار مشکل و طولاني است. پس براي سرعت و دقت بيشتر در کار تحليل نيروهاي موجود در خرپا نياز به يادگيري يکي از نرم افزارهاي عمراني در زمينه سازه مي باشد که با توجه به شهرت و سادگي کار با نرم افزار SAP2000 به بررسي اين نرم افزار مبادرت مي نمائيم. اين نرم افزار براي محاسبه اکثر پروژه هاي عمراني مناسب است و براحتي مي توان پروژه ها را مدل کرد.

۲- نسخه هاي نرم افزار SAP2000 :

نسخه هاي SAP2000 که توسط شرکت CSI توليد مي گردد تقريبا هر دو يا سه ماه به روز مي شودو همواره در جهت سادگي مدل کردن و دقت در تحليل و طراحي سازه پيش خواهد رفت. نکته مهم در اين زمينه آن است آيا تمام نسخه هاي اين نرم افزار قابل استفاده براي کار است يا خير. گاهي اوقات برخي از نسخه هاي به بازار آمده اين نرم افزار دچار برخي از مشکلات مي باشد. علت آن اين است که کپي هاي غير مجاز باعث بسته شدن برخي آيکونهاي برنامه از جمله آيکون RUN مي شود. بنابراين سعي کن

يد همواره نام نسخه هاي جديد و سالم نرم افزار را از افراد مطمئن بپرسيد.
آخرين ورژن اين نرم افزار ۳/۰/۹ است که در سال ۲۰۰۵ توليد شده وسالم است. البته ورژن ۳۳/۸ نيز نسخه قبلي و خوبي است. در مقاله حاضر به تشريح کار با ورژن ۳/۰/۹ مي پردازيم.

۳- مدل کردن سازه :

براي ساخت خرپا بايد ابتدا ابعاد کلي سازه را وارد کنيد . در واقع چهارچوب مدل با استفاده از خطوطي شطرنجي نرم افزار مشخص مي گردد براي همين عمل پس از وارد شدن به نرم افزار در قسمت File>New گزينه Grid Only را کليک ميکنيم.

سپس در پنجره باز شده ابعاد مورد نياز را وارد کرده و Ok کرده و خارج مي شويم. دقت کنيد که دراين قسمت فواصل محورهاي شکل در جهات x وy وz خواسته ميشود. همچنين فاصله اين محورها پرسيده ميشود.
اگر بخواهيم يک خرپا را مورد بررسي قرار دهيم نکته مهم اين است که براي سادگي کار و زيبايي ظاهر بهتر است مقدار Y Direction را برابر ۱ قرار دهيم و مقدارZ direction اهميتي ندارد.

پيش از شروع به ترسيم مي بايست به تنظيم نوع ماده مورد نظر اقدام نمود.
مواد پيش فرض SAP2000 براي سازه ها معمولا شامل بتن و فولاد و آلومينيوم ميباشد. اگر بخواهيم اين مواد را به عنوان ماده يک خرپاي ماکاروني استفاده کنيم مشکل ايجاد شده اين است که وزن اين مواد باعث ايجاد خمش در اعضا شده و ديگر حالت خرپايي سازه از دست خواهد رفت. به اين منظور و همچنين براي جلوگيري از ايجاد تنشهاي غير واقعي در مدل مي بايست ماده اي را با خواص ماکاروني به نرم افزار معرفي کنيم.

به قسمتDefine>Materials رفته و در قسمت زير جرم و وزن را برابر صفر قرار مي دهيم. ساير موارد نياز به تغيير ندارد.

سپس okکرده و خارج ميشويم.
نکته: دقت کنيد که ماکاروني مقاومت فشاري خوبي دارد ولي از آنجا که در خرپا طول اعضا نسبت به مقطع آنها زياد است(لاغري زياد) بايد سعي شود اعضاي فشاري کمترين طول ممکن را داشته باشند.

۴- مشخصات مقطع:

در خرپا مقطع اعضا تفاوتي نمي کند. ولي براي اطمينان از درستي محاسبات مقطع يک ماکاروني ضخيم با قطر ۴ ميلي متر را براي آن معرفي مي کنيم. دستور زير را اجرا ميکنيم و جداول زير را پر ميکنيم Define>Frame Section :

حال در تصوير با باز شده مي توانيد از آيکونهاي AutoCAD براي ترسيم و مشخص کردن ابعاد مقطع اقدام کنيد. روي دکمه Done کليک کرده و خارج مي شويم.
براي ترسيم خرپا از گرينه زير استفاده مي کنيم :
Draw> Draw frame

حال براي ترسيم اقدام کرده و بطور مثال خرپاي زير را ترسيم ميکنيم

حال تکيه گاههاي سازه را مشخص مي کنيم در ابتدا وانتهاي سازه کليک مي کنيم سپس با استفاده از گزينهAssign> Joint>Restraint تکيه گاههاي ساده و مفصلي را براي خرپا در ابتدا و انتهاي آن تعريف ميکنيم.

نکته: کليه اتصالات در خرپاها(شامل تکيه گاهها هم ميشود) مفصلي است ولي در عمل تقريبا کليه خرپاهايي که اجرا ميشوند بصورت گيردار متصل ميشوند براي SAP هم تفاوتي براي نوع اتصال وجود ندارد ولي بهتر است براي اطمينان اتصالهاي اعضا بصورت مفصل معرفي گردد.