چگونه ارتفاع سازه های بلند را بدست آوریم؟

ارتفاع سازه های بلند:

همه ما از برج های غول آسایی مثل برج امپراطوری آمریکا(Empire State building) و یا برج ایفل (Eiffel Tower) را شنیده ایم و حتی شاید از برج هایی دیگر مثل برج پیزا بازدید کرده باشیم.و تمامی این قبیل سازه های را به عنوان سازه های بلند (Tall Building) و یا آسمان‌خراش ها (SkyScrapper) میشناسیم اما چگونه میتوانیم ارتفاع سازه های بلند را بدون وسیله بدست آوریم؟

شاید باور نکنید ولی در انتهای این آموزش شما میتوانید ارتفاع سازه های بلند را بدون وسیله محاسبه کنید.تصورش را بکنید که به عنوان یک مهندس عمران به همراه دوست خود از یک آسمان خراش بازدید میکنیدو برای شما ارتفاع این سازه سوال است.به کمک این مقاله میتوانید ارتفاع سازه های بلند را به کمک قد دوستان خود محاسبه کنید.

در این مقاله از شهر نوین عمران ومعماری به سه راهکار میپردازیم که از باستان تا به امروز با ما همراه بوده است.سه راهکار برای محاسبه ارتفاع سازه های بلند عبارتند از:

1. استفاده از سایه برج و سایه چوب
2. استفاده از نقاله

 

تکنیک اول برای محاسبه ارتفاع سازه های بلند:

تکنیک اول ساده ترین راه برای محاسبه میباشد اما متاسفانه با محدودیت هایی همراه است که شاید هیچگاه از این ترفند برای محاسبه ارتفاع سازه های بلند استفاده نکنید.در این روش ما به ساعت مناسبی از روز و جایگیری خوب خورشید نیاز داریم و چون از سایه ی ساختمان میخواهیم استفاده کنیم باید زمین باز در اطراف آن را داشته باشیم تا این راهکار برای ما عملی شود.

در این روش ارتفاع سازه های بلند زیر را در نظر بگیرید که برای ما نامعلوم است اما به کمک خورشید سایه ی مناسبی برای ما روی زمین انداخته است.حال برای محاسبه ارتفاع سازه های بلند ما به کمک یک وسیله اندازه گیری سایه ی آن آسمان‌خراش را روی زمین محاسبه میکنیم.منظور از وسیله اندازه گیری میتواند متر لیزری و یا متری بلند باشد.

 

سپس در مرحله ی دوم از یک چوب جارو استفاده میکنیم و دقیقا در همان موقعیت خورشید نسبت به سازه چوب خود را قرار میدهیم تا سایه ی چوب بر روی زمین بیفتد.

در مرحله ی سوم به کمک متر، ارتفاع چوب و سایه ی چوب را محاسبه میکنیم و برای مرحله بعد و محاسبه ارتفاع سازه های بلند آماده میشویم.

در مرحله ی آخر از قوانین تشابه مثلث ها استفاده میکنیم و فرمول زیر را به کار میبریم.

 

نکته مهم : در گاهی اوقات مثلا در حدود ساعت دو وسه ظهر (وابسته به مکان و شهر و استان و کشور) خورشید به نحوی در آسمان قرار دارد که در هنگام استفاده ار رابطه بالا ارتفاع چوب با ارتفاع سایه آن برابر است.در این حالت ارتفاع سازه های بلند نیز با ارتفاع سایه آن ها برابر است.

 

تکنیک دوم برای محاسبه ارتفاع سازه های بلند:

در این روش یک مقدار تجهیزات مجهز تری را نسبت به تکنیک اول برای محاسبه ارتفاع سازه های بلند نیازمند هستیم.

تجهیزان مورد نیاز:

1. نقاله
2. نی پلاستیکی
3. نخ و مهره

برای محاسبه  ارتفاع سازه های بلند بر اساس تکنیک دوم مطابق شکل زیر مهر را به کمک نخ از نقاله آویر میکنیم.برای اینکار معمولا خود نقاله هایی که در بازار هستند حفره ای را در مرکزثقل قسمت افقی خود دارند.

 

در مرحله ی بعد نی را با کمک چسبی به قسمت افقی نقاله متصل میکنیم و تا حد امکان سعی میکنیم که موازی این قسمت باشد.زمانی که ما میخواهیم  ارتفاع سازه های بلند را بدون کمک تجهیزات مدرن بدست آوریم صددرصد دچار خطا هایی میباشیم و هیچگاه نمیتوانیم مقدار دقیق ارتفاع را محاسبه کنیم اما با توجه به تجربه و تکنیک مورد استفاده میتوانیم این خطا ها را به حداقل برسانیم.یکی از این موارد همین متصل نمودن درست نی به قسمت افقی نقاله میباشد.

 

 

پس ار درست کردن این وسیله اندازه گیری که در علم فنی به آن clinometer میگویند باید دست به کار شویم.مطابق شکل زیر این دستگاه را در مقابل چشمان خودمان میگیریم تا زوایای دقیق را به کمک نقاله بخوانیم.

در مرحله ی آخر در یک فاصله ی مشخصی از سازه بلند قرار میگیریم و از علم ریاضیات استفاده میکنیم و با توجه به تصویر زیر و استفاده از معادلات مثلثات ریاضی به محاسبه ارتفاع میپردازیم.

 

 

نکته ی بسیار مهم:

اگر ما بتوانیم به گونه ای زاویه سر خود را تنظیم کنیم که زوایای محاسبه شده برابر ۴۵ در جه باشد ، درمحاسبات بسیار راحت تر هستیم.همانطور که میدانید تانژانت زاویه ی ۴۵ درجه برابر عدد ۱ میباشد و در مراحل ریاضی این بدان معناست که طول سازه تقسیم بر فاصله ما تا سازه برابر یک میشود.و درمحاسبات کلی میتوانیم بدین گونه رفتار کنیم که ارتفاع سازه های بلند برابر فاصله ما از ساختمان به علاوه طول قد ما میشود.

 

تکنیک سوم :

در این روش بسیار جالب از دوست خود کمک بخواهید .و سپس به صورت روش زیر عمل کنید. البته دانستن انداره دقیق قد دوستتان الزامی است و محل ساختمان بلند باید به گونه ای انتخاب شود که آزادی عمل کافی را داشته باشید.

وسایل مورد نیاز:

1. یک عدد دوست خوب
2. یک وسیله اندازه گیری مثل متر

پس از اینکه وسایل مورد نیاز خود را جمع آوری کردید به صورت زیر عمل کنید تا بتوانید ارتفاع را با تقریب بسیار خوب بدست آورید.

1. از دوست خود بخواهید تا به نزدیک ساختمان یا پایه برج برود و در لب آن بایستد.
2. وسیله اندازه گیری مثل متر را به صورت عمودی بالا نگه داشته و سپس به گونه ای خودتان عقب و جلو بروید تا قد دوستان را برابر ۱ سانتیمتر ببینید
3. بدون حرکت از آن نقطه و نگه داشتن معیاراندازه گیری(متر) درهمان موقعیت، ارتفاع ساختمان را به کمک همان متر بخوانید.
4. سپس از معادلات ریاضی استفاده کنید تا ارتفاع سازه های بلند را بدست آورید.

 

 

به عنوان مثال اگر ارتفاع قد دوست شما برابر ۱٫۵ متر میباشد و مطابق دستورالعمل بالا عمل کردید و در طی این مراحل قد دوست خود را ۱سانتیمتر و ازتفاع ساختمان را ۱متر(۱۰۰ سانتیمتر) مشاهده کردید در این حالت ارتقفاع ساختمان برابر ۱۰۰*۱٫۵ یعنی برابر ۱۵۰ متر میباشد.

همینطور میتوانید حدس بزنید که اگر کاربری ساختمان تجاری است و ارتفاع متوسط هر طبقه برابر ۲٫۷ متر میباشد پس کل ساختمان پیشروی شما دارای ۵۵ طبقه میباشد.

این مقاله یک متن ترجمه شده از یک مقاله به زبان اصلی میباشد.برای مشاهده اصل مقاله میتوانید اینجا کلیک کنید.

و اما آسان ترین روش:

اگر زمانی از من به عنوان یک مهندس عمران بپرسند که آیا میتوانی ارتفاع سازه مقابل را محاسبه کنی، من آسانترین روش را استفاده میکنم که هم کم هزینه ترین روش میباشد و هم سریع ترین روش و معمولا به عنوان دقیق ترین روش هم انتخاب میشود.

معمولا تمامی سازه های بلند کاربری خاص را دارا هستند مثلا یا ساختمان های اداری تراز اول شهر هستند و یا ساختمان های مسکونی به اصطلاح لاکچری.پس این مسئله به ما کمک میکند تا بتوانیم به راحتی ارتفاع سازه های بلند را محاسبه کنیم.

1. گوشی خود را از جیب هایم در میآورم.
2. اینترنت خود را متصل میکنم.
3. نام آن ساختمان را در باکس سرچ گوگل ، جستجو میکنم.
4. اطلاعات آن را از سایت مورد نظر یادداشت میکنم

و اگر بنابه دلایلی همراه خود را در اختیار نداشتم به آن ساختمان بلند سری میزنیم و پس از ان یک سلام و احوال پرسی بسیار جانانه ای با نگهبان آن ساختمان میکنم و در نهایت ارتفاع آن ساختمان را از آن شخص میپرسم.

 

نتیجه گیری :

دوستان عزیزم در این مقاله قصد داشتم تا با زبانی علمی در هنگام فراگیری سه ترفند ریاضی که از گذشته با ما همراه بوده یک نکته ی بسیار مهم را به شما گوش‌زد کنم.

متاسفانه این روز ها بازار ما مهندسین عمران مقداری دچار سردرگمی شده و همانند بدست آوردن ارتفاع این ساختمان های بلند کاری بسیار دشوار است.اما در همین بازار اقتصادی ما میتوانیم به کمک ابزار هایی که در دسترس همگان هستند ، مثل نقاله و نی و دسته ی چوبی جارو ، به درآمد های خوبی برسیم که مقداری از آرزو های ما را برآورده کند.تنها کافیست که راهش را بلد باشیم.