Blok blok, bir zamanda bir plastik bölüm, dünyadaki çocuklar ve yetişkinler gezegenin en yüksek Lego yapısını inşa etmek için yarışıyor. 102 metre (31.09 metre) yüksekliğindeki son bir rekor kırıcı, şehir havasına [kaynak: World Records Academy] yükselmek için yaklaşık 500.000 blok kullandı.
Ancak, rekorları kırmak için aramızda olmayanlar için, ayak uzunluğundaki bir tasarımın bile inşa edilmesi öngörü gerektiriyor. Yapınız dengeli ve devrilmeyecek mi? Tabanı desteklemek için yeterince geniş mi? Lego'nuzun yaratımı doğanın güçlerine veya hatta aile kedisine dayanabilir mi?
Etrafta oynamak ve Lego ile deney yapmak çocukluk oyun zamanının ötesine uzanır. Aslında, bu bloklar ve ürünler temellerini öğrenmek için pratik bir fırsat sunmaktadır. yapısal mühendislikUzmanlar, binalar, köprüler, arabalar, barajlar, stadyumlar ve diğer büyük yapıları işlerken uzmanların benzer soruları incelediği bir alandır.
Nihai Lego imparatorluğu ve gerçek dünya yapı mühendisliğinin ortak iki yönü var: fizik ve yaratıcılık. Çalıştığınız malzemelerin sınırlamalarını bildiğiniz sürece, plastik yaratımınızı ve belki de daha gelişmiş hale geldikçe diğer yapıları şekillendirirken daha az sorun olacaktır.
Ölçek, özellikle de ünlü bir dönüm noktasının veya binanın bir kopyasını oluşturmak istiyorsanız her şeydir. Ölçeğin aşağıdaki sayfada mühendisler için neden önemli olduğunu okuyun.
Ölçek kavramları hem Lego binası hem de yapı mühendisliği için önemlidir. Sonuçta, oyuncak minifigure ve arkadaşları için yeterince büyük bir şey inşa etmek istiyorsun, değil mi?
Eh, aynı kavram, arzulanan sayıda insanı barındıracak kadar büyük alanlar yaratan mühendisler için de geçerlidir. Son sonucu dikkate alsak bile, ölçeği düşünmek için daha önemli bir sebep vardır: Yapısal mühendisler ve mimarlar için bir zorunluluk olmaksızın, yapınızı planlamaya ve modellemeye ihtiyaç duyar.
Eyfel Kulesi'nin Lego tuğlalarıyla bir yorumunu yapmak istediğini söyle. İhtiyacınız olan parça sayısını toplamaya başlamadan önce, projenizin ölçeğini ve ne kadar büyük olacağını belirlemek iyi bir fikirdir. Bu, yapının özünü, tuğlalarla daha küçük ölçekte oluşturmanıza olanak tanır. Ölçeklendirmek, yapı malzemelerini perspektife de dahil ederek, sınırlamalarını kabul etmenizi gerektirir. Yapı ne kadar büyükse, dikdörtgen tuğlaları kullanırken bile, eğrileri ve kemerleri birleştirirsiniz. Özellikle sorunla karşı karşıyaysanız, bölümleri daha yönetilebilir boyutlara bölerek önceki Lego projelerini küçültmek için matematik kullanabilirsiniz.
Gökyüzü sınırdır - Lego ürünleriyle bile. Ama yapınızın işlevsel mi? Bir sonraki sayfada daha fazla bilgi edinin.
Okul sonrası ve Topluluk Lego Binası
Lego sadık, çocuklar ve gençler için öğrenmeyi ve eğlenceyi teşvik etmek için çeşitli programlar yarattı. Her kıtada takımlarla birlikte First Lego League, çocukları özel problemleri çözmek için kameralar, kablolar, motorlar, jantlar ve bilgisayar işlemcileri de dahil olmak üzere, ek fonksiyonları olan Lego robotlarını tasarlamaya teşvik ediyor. Herkes rekabet edebilecek bir takım oluşturabilir. Üniversitelerin ve okul bölgelerinin de çocuklar, gençler ve yetişkinlerin temel binalara girdiği veya görevleri gerçekleştirmek için yüksek teknolojili robotlar oluşturduğu yarışmalar vardır. Bu projeler, ilk elden öğrenmeyi [kaynak: Vamplew] güçlendirmeye yardımcı olur.
Yükleme kısıtlamaları Yapısal mühendislerin belirli bir projeye nasıl yaklaştıklarını etkileyebilir. Terim, tanıdık gelmeyebilir olsa da, temelde, bir yapı veya nesne üzerinde ağırlık veya diğer faktörler hareket ettiği zaman ne olacağını sorgulamanın bir yoludur.
Lego tuğlaları kullanarak mühendislerin göz önünde bulundurması gereken iki temel prensibi daha iyi görüntüleyebilirsiniz: statik yükleme ve dinamik yükleme. Statik yüklenme, sabitken strüktür üzerindeki ağırlık ve basıncı içerirken, dinamik yükleme, dış kuvvetlerin kullanılmakta iken yapıya nasıl etki ettiğini ifade eder. Örneğin, her binanın destekleyebileceği şey için fiziksel sınırları vardır - statik yükleme kapasitesi. Ancak, yolcuları karşılamak ve her zaman değişen hava koşullarını değiştirmek için hazırlanmış bir uçak gibi, biraz daha mobil olan bir şey ne olacak? Mühendisler, bir uçak dinamik olarak yüklendiğinde (insanlarla ve havada) güvenli ve verimli olmasını sağlamak için bu faktörleri dikkate almalıdır.
Dinamik yükleme kısıtlamalarını test etmek için bir Lego köprüsü oluşturun ve daha sonra, yapı boyunca hareketlerini nasıl etkilediğine bakmak için çeşitli ağırlıklardaki bir uzaktan kumandalı araba veya tahta araba arabaları kullanın. Kirişlerden biri ek ağırlık altında mı kalkar? Dinamik yükleme ile etrafta dolaşmak, ağırlık ve sayıların elle tutturulamadığı bir kitapta okumaktan çok daha etkilidir.
Sırada, her ciddi Lego kurucusunun bilmesi gereken şey hakkında konuşacağız.
Bir yapının gücünü güçlendirmek için tuğlaları nasıl kullanacağınızı bilmek, sadece Lego ürünlerini kullanırken size bir avantaj sağlamakla kalmaz, aynı zamanda Lego topluluğunuz boyunca karmaşık yapıların etrafında beyninizi sarmanıza da yardımcı olabilir.
Küçük bir minyatür köy oluşturduğunuzu ve bir binanın çok istikrarlı olmadığını ve devrildiğini anladığınızı varsayalım. Onu toparladıktan sonra, hala nispeten bozulmamış olduğunu anlıyorsun. Hurdaya çıkarır mısın?
Şart değil. Ekstra destek sağlayıp sağlayamayacağınızı görün canlandırıcıveya destek için ek parçalar ekleyin.Yapısal bir mühendis için makaslar, kolonlar ve kirişler hile yapmalı, ancak bağlayıcı mandallar ve akslar Lego muadili için ekstra destek sağlayacaktır. Ayrıca, kendinize şu soruyu sormanız akıllıca olur: Eşleşmeyen parçaları istifliyor muydunuz ya da birbirinizin üzerine aynı tuğlalarla mi yapıyorsunuz? İstifleme için aynı tipteki parçaları kullanmak, yapıları daha kararlı hale getirmek için iyi bir stratejidir.
Coğrafya ve hava durumu kalıpları mühendislerin bir yapıyı nasıl oluşturduğunu etkiler. Lego ürünlerini kullanarak bu koşulları nasıl test edebilirsiniz?
Yapı Mühendisi vs. Mimar
Her iki meslek de sıklıkla işbirliği yapsa da, yapısal mühendisler ve mimarlar farklı işler yaparlar. Çoğu zaman, mimar bir tasarıma sahiptir ve planın güvenlik ve etkinliğine bakmak için bir yapısal mühendisin yanında çalışır.
Çeşitli yarışmalar ve görsel deneyler, deprem gibi doğal olaylar sırasında yapısal mühendisliğin tuzaklarını modellemek için Lego projelerini kullanmıştır. Rakipler nasıl olduğunu öğreniyor sismik yüklemeya da bir deprem sırasında binanın dayanmadığı stres, küçük ölçekli yapılarını etkiler.
Hem Lego inşaatçılarının hem de yapısal mühendislerin toplu olarak itiraf ettiği şey, sağlam bir model yaratmanın, hatta bu konuda gerçek bir yapının yaratılmasının, bir dizi sismik dalga ve bunların ortaya çıkardığı problemleri anlamasını gerektirir. Kuzeybatı'daki bazı bölgeler hem düşük hem de yüksek frekanslı depremleri deneyimlediğinden, mühendisler her ikisine de dayanabilecek bina yapılarını tasarlamaya zorlanmaktadır.
Depremlere dayanabilecek daha sağlam binalar oluşturmak için, öğrenciler, daha büyük üst yapılara sahip yapılar inşa ederler ya da bir yapı mühendisi ekibinin yapacağı gibi, binalar ya da katmanlar arasında destek kafesleri yerleştirirler. Daha sonra, hangi tasarımın en iyi işe yaradığını görmek için deprem simülatörlerine yerleştirerek yapılarına meydan okuyorlar. Buradaki fikir, bazı yeniliklerin daha büyük ölçekte test edilmeye değer yeni fikirler ortaya koyması nedeniyle doğal inovasyonun ele geçirilmesidir.
Lego köprünün bileşenlerini bir arada tutan nedir? Bir sonraki sayfada oturma odanızda oynayabileceğiniz yapısal mühendislik konseptini öğrenin.
Bazı köprüler fiziğe meydan okuyor gibi görünürler, büyük parçaları havada asılı dururlar. Bu mümkün kılan aynı kavramı da evde Lego projeleri ile daha küçük ölçekte de çalışır.
Gerilim (malzemelerin çekme kuvvetleri) ve sıkıştırma (malzeme üzerindeki basınç), birçok yapıya yüzen bir etki verir. Lego severler için, kendi kemerlerinizi ve köprülerinizi oluşturarak yapı bölümlerini askıya almaya çalışabilirsiniz. Truss köprüler, özellikle işi yapmak için gerilim ve sıkıştırmayı kullanır. Ek baskı altında olduğu zaman az ya da çok olduğu için malzemenizin sertliğini de göz önünde bulundurmak önemlidir.
Lego çeşitliliğinin yapısal mühendisliği hakkında daha fazla ipucu için tıklayın.
Öğrenme Üzerindeki Etkiler
Bir çalışmada, Lego First programına katılan lise öğrencilerinin, mühendislik ve bilim hakkında daha rahat ve heyecanlı hissettikleri bildirilmiştir. [kaynak: Melchior ve diğerleri]. Farklı geçmişlere sahip gençler bile, Lego projelerinin bazı bölümleri için kişisel sorumluluklarını sürdürmekten yararlanmıştır.
Hong Kong-Zhuhai-Makao Köprüsü bir mühendislik harikasıdır. WordsSideKick.com bu muhteşem yapıya bakar.