Проект "Мост из макарон"

Городской конкурс проектов «От идее к действию!»

Исследовательский проект:

«Мост из макарон»

Выполнила:

МБОУ «СОШ № 22»

Научный руководитель: Колова Татьяна Анатольевна,

учитель начальных классов,

Гундарева Анна Викторовна,

педагог д/о, учитель химии

г. Новокузнецк, 2019

Содержание

Введение………………………………………………………….3

1. Обзор литературы………………………………………………4

2. Материалы и методы……………………………………………6

3. Ход работы………………………………………………………7

4. Результаты и их обсуждения…………………………………..8

Выводы……………………………………………………………...9

Заключение………………………………………..………………..9

Список литературы……………………………………………….10

Приложение………………………………………….....................11

Введение

В чём заключается, смысл моего проекта? В 1983 году в Оканаганском колледже в Канаде прошло первое в мире состязание молодых инженеров по строительству мостов из спагетти. Категорий было несколько: самый длинный пролет, самый тяжелый мост и т. д. А спустя пять лет, в 1988-м году, появилась дисциплина, сделавшая макаронных инженеров героями многочисленных телепрограмм и интернет-сайтов. Мне бы хотелось создать мост из спагетти, продающихся в наших супермаркетах, и изучить его свойства.

Поэтому цель моего проекта: создание арочного моста из макарон отечественного производства: спагетти и лазанья, весом около 0,5 кг, и исследовать его свойства.

Гипотеза: Из макарон спагетти и лазанья возможно создать мост, который выдержит нагрузку весом более 10 кг.

Для реализации проекта мне необходимо выполнить следующие задачи:

- изучить схему конструкции моста из макарон, предложенную и алгоритм его изготовления;

- создать мост;

- изучить свойства моста:

- анализ проведенной работы.

Объект проектирования: арочный мост из макарон

Предмет: качества арочного макаронного моста в наших условиях

Обзор литературы

1.1 Объект проектирования – арочный мост

Мост — искусственное сооружение, возведённое над водным препятствием

Как правило, мосты состоят из пролётных строений и опор. Пролётные строения служат для восприятия нагрузок и передачи их опорам; на них может располагаться проезжая часть, пешеходный переход, трубопровод. Опоры переносят нагрузки с пролётных строений на основание моста.

Пролётные строения состоят из несущих конструкций: балок, ферм, диафрагм (поперечных балок) и собственно плиты проезжей части. Статическая схема пролётных строений может быть арочной, балочной, рамной, вантовой или комбинированной; она определяет тип моста по конструкции. Обычно пролётные строения прямолинейны, однако в случае необходимости (например, при постройке эстакад и дорожных развязок) им придают сложную форму: спиралеобразную, кольцевую, и т. д.

Пролётные строения поддерживаются опорами, каждая из которых состоит из фундамента и опорной части. Формы опор могут быть весьма разнообразными. Промежуточные опоры называются быками, береговые — устоями. Устои служат для соединения моста с подходными насыпями.

Материалами для мостов служат металл (сталь и алюминиевые сплавы), железобетон, бетон, природный камень, дерево, верёвки.

Схема моста — формула, в которой последовательно представлены размеры расчётных пролётов — расстояния между центрами опорных частей пролётных строений. Если несколько последовательных опорных частей имеют одинаковый размер, указывается их количество, помноженное на размер каждого. Например, (вымышленный «мост»), схема моста 5+3x10+4 м значит, что у первого пролётного строения моста расчётный пролёт — 5 метров, три следующих — по 10 метров каждый и пятый — 4 метра.

По статической схеме

По статической схеме мосты делятся на балочные, распорные и комбинированные.

Распорные системы — отличаются от балочных тем, что нагрузки, передаваемые с пролётных строений на опоры, имеют не только вертикальную, но и горизонтальную составляющую, называемую в строительной механике распором. Выделяют несколько разновидностей распорных систем, довольно сильно отличающихся друг от друга:

• Арочный мост — классический тип каменного моста, известный с глубокой древности: основными несущими конструкциями являются арки или своды. Арка — криволинейный брус, у которого

поперечный размер меньше высоты. Свод — криволинейный брус, у которого ширина сечения значительно больше высоты.

1.2 Виды макарон отечественного производства, используемые для построения арочного моста.

Макаро́ны (итал.maccheroni) — трубчатые макаронные изделия (тесто) из высушенного пшеничного теста, замешанного на воде. Некоторые макароны длиной схожи со спагетти, но полые внутри. Иногда макаронами именуют любые макаронные изделия (собственно макароны, рожки, перья, вермишель и т. п.). Однако итальянский термин maccheroni относится только к коротким трубчатым изделиям. По определению Даля, «МАКАРОНЫ ж. мн. трубчатая лапша, итальянские трубки»

Виды макарон:

Спагетти. Длинные, тонкие, легкие и ломкие макаронные изделия работают только на разрыв и не терпят ни малейших поперечных нагрузок. Идеальны для изготовления вант.
Лазанья. Плоские и широкие пластины — это дорожное полотно макаронного моста. Они непрочные, но все же дают полезный эффект — придают конструкциям из макарон жесткость.

Материалы и методы

Материалы: спагетти, лазанья, трубчатые макароны, горячий клей, груз – камни разных размеров; оборудование: клей пистолет, линейка, картон, карандаш, ножницы, канцелярский нож.

Алгоритм построения арочного моста

1. Пролет сооружения подвешивается к арке 18-ю точками.

2. Арка собирается на картонном шаблоне, который представляет собой полукруг с радиусом 50 см. 

3. В наших супермаркетах найти Каннелони не представляется возможным. Поэтому, я решил использовать вместо них поломанные спагетти, размером с каннелони , связанные в брусок с их толщину. Изготовленные брусочки закрепляются на шаблоне малярным скотчем, и места соединения хорошенько заливаются горячим клеем.

Каннелони. Редкий вид макаронных изделий, которые выдерживают нагрузки на сжатие, поэтому используются для строительства арки. Имеют относительно большую массу. Посмотрим, как изменится прочность моста при замене канелоне брусочками спагетти моста.

4. Проезжая часть моста выполняется из лазаньи, состыковывая листы и уплотняя и скрепляя их горячим клеем.

5. Горячий клей — идеальное средство для сборки моста, так как он не только соединяет детали в месте касания, но и заполняет пустоты Горячий клей обладает довольно слабой адгезией к макаронам, поэтому плохо выдерживает нагрузки на разрыв. Зато его гибкость позволяет конструкции «работать», амортизируя переменные нагрузки. В исключительных случаях (для соединения арочных опор с полотном) можно использовать более мощный цианакрилат..

Ход работы:

В результате исследований и подготовки к построению моста, я проанализировал схему конструкции моста (см. Приложение, рис.1) и вывел алгоритм построения арочного моста из спагетти и лазаньи в уменьшенном масштабе, т.к. длина спагетти составляет около 20 см, соединения её в длину может привести к развалу конструкции.

Сборка и испытание конструкции

1. Пролет нашего сооружения подвешивается к арке 7-ю точками.

2. Арка собирается на картонном шаблоне, который представляет собой полукруг с радиусом 20 см. 

3. В наших супермаркетах найти Каннелони не представляется возможным. Поэтому, я решил использовать вместо них поломанные спагетти, размером с каннелони, связанные в брусок с их толщину и места соединения хорошенько заливаются горячим клеем.

4. Проезжая часть моста выполняется из лазаньи, состыковывая листы и уплотняя и скрепляя их горячим клеем.

5. Укрепление краев моста производится укороченными полыми макаронными трубочками.

6. Склеивание конструкций осуществлялось горячим клеем (Приложение, фото 2-3).

7. Проведение испытания прочности конструкции моста каменным грузом (Приложение, фото 4-5)

Результаты проектирования и их обсуждения

Арочный мост построен по схеме (Приложение, фото 1), где использовалось 1 пачка макарон - 950 г и два листа лазаньи - 6 г. Масса построенного моста – 500г. При испытании мост выдержал нагрузку в 3 кг и 200 г. Предположительно мост может выдержать нагрузку около 5 кг, но испытания были приостановлены для сохранения конструкции.

Анализ реализации проекта показал, что края моста необходимо было закрепить более прочными макаронными изделиями в виде укороченных полых трубочек, длиной около 5 см и диаметром 1 см. Арочная конструкция требовала упрочнения балок.

При работе также необходимо учитывать, что при высыхании горячего клея может произойти деформация несущих конструкции. В моей конструкции деформировалось нижнее полотно моста.

Выводы

В результате проекта был создан арочный мост из макарон, спагетти и лазаньи , массой 500 г, выдерживающий нагрузку до 5 кг. Анализ работы показал, что изготовить мост – как инженерное сооружении возможно, работа предполагает как научный интерес так и творческий подход. При работе необходимо учитывать следующие факторы: при высыхании клея, части моста деформируются, для этого требуется более качественный клей. При подборке схемы конструкции моста нужно учитывать не только размеры, но и качественный состав макарон.

Заключение

Но я думаю, что опыт создания инженерных сооружений из макарон здорово поможет в дальнейшей жизни! Уверен, что если ты неделю можешь строить идеальный мост из макарон, то и потом, в жизни, если станешь строителем, то будешь строить прочные и хорошие здания".

Список литературы

ПРИЛОЖЕНИЕ

Рис.1 Схема мост