خرپا چیست؟

خرپا (Truss) سازه ای صلب و مثلثی شکل می‌باشد که اعضای آن مستقیم و بدون انحنا بوده و اتصال اعضای آن با یکدیگر به صورت مفصل (لولا) می‌باشد. اگر اعضای خرپا همگی در یک صفحه موجود باشند به آن خرپا، خرپا صفحه ای می‌گویند. برای پوشانیدن دهانه های بزرگ که پوشانیدن آن بوسیله تیرآهن و یا تیر بتنی مشکل بوده و یا غیر ممکن میباشد از خرپا استفاده می گردد.

بوسیله خرپا دهانه های بزرگ حتی تا ۱۰۰ متر را نیز میتوان پوشانید برای ساختن خرپا از پروفیلهایی از قبیل نبشی و یا ناودانی و یا سپری استفاده می گردد زیرا در ایــن نوع پروفیلها امکان طول جوش بیشتر میسر میباشد.با توجه به اینکه بعضی از اجزاء خرپا در فشار و بعضی در کشش کار می کنند مسئله طول جوش و بعد جوش در خرپا از اهمیت ویژه ای برخوردار است. به همین علت در گره ها صفحه ای بین دو ناودانی و یا دو نبشی قرار میدهند تا امکان برای طول جوش لازم فراهم گردد. با توجه به طول دهانه و بارهای وارده کلیه اجزاء خرپا بوسیله محاسبه تعيين می گردد. در این مقاله از شرکت ساختمانی تاتیان همراه ما باشید :

ساختار خرپا چگونه است و چه کاربردهایی دارد؟

* خرپا ساختاری است که از قطعاتی تشکیل شده  که به صورت مثلث های متصل به هم سازماندهی شده اند تا مجموعه کلی مانند یک جسم واحد رفتار کند. خرپاها بیشتر در پل ها، پشت بام ها و برج ها استفاده می شوند.

* خرپا از شبکه‌ای از مثلث‌هایی تشکیل شده است که به یکدیگر متصل شده‌اند تا توزیع یکنواخت وزن و مدیریت تغییر کشش و فشار را بدون خمش یا برش امکان‌پذیر کند. مثلث از نظر هندسی در مقایسه با چهار ضلعی (یا بیشتر) که مستلزم آن است که اتصالات گوشه برای جلوگیری از برش ثابت باشند، از نظر هندسی پایدار است.

* خرپاها از واحدهای مثلثی تشکیل شده اند که با اعضای مستقیم ساخته شده اند. انتهای این اعضا در مفاصل به هم متصل می شوند که به عنوان گره شناخته می شوند. خرپاها قادر به حمل بارهای قابل توجهی هستند و آنها را به سازه های نگهدارنده مانند تیرهای باربر، دیوارها یا زمین منتقل می کنند.

به طور کلی از خرپاها برای موارد زیر استفاده می شود:

1. دستیابی به بازه های طولانی وزن سازه را به حداقل برسانید.

2. کاهش انحراف.

3. بارهای سنگین را پشتیبانی کنید.

خرپاها معمولاً از سه عنصر اساسی تشکیل می شوند:

1. آکورد بالایی که معمولاً فشرده است.

2. آکورد پایینی که معمولاً در تنش است

3. مهاربندی بین آکوردهای بالا و پایین.

مهاربندی خرپا به چه صورت است؟

معمولا قطعات خرپا تحمل لنگرهای خمشی را ندارند و این پایداری توسط گره‌ها تامین خواهد شد؛ به دنبال این امر میتوان برای قطعات خرپا از پروفیل‌های کمی نازک استفاده کرد که باعث پایداری ارتجاعی شود و برای این پایداری از مهاربند در جهات جانبی استفاده می‌شود.

چند نوع خرپا داریم؟

خرپا ها معمولاً به سه دسته خرپاهای ساده، مرکب و خرپاهای پیچیده تقسیم می‌شود.

خرپا ی ساده

خرپا ساده : این یک مثلث منفرد است که ممکن است در یک سقف قاب بندی شود و متشکل از خرپا و تیرچه سقفی است.

simple truss با اتصال سه عضو در دو گروه به صورت مفصلی با یکدیگر یک مثلث تشکیل شده که به آن مثلث بنیادی خرپا گفته می شود.

توسعه آن هربار با اضافه نمودن دو عضو و یک گره صورت می گیرد.

اعضای جدید در گره (محل تقاطع دو یا چند عضو را گره می گویند) جدید به یکدیگر متصل شده.

و انتهای دیگر آن ها به گره های موجود متصل می گردند.

خرپاهایی که به این نحو ایجاد می گردند به ساده معروف هستند.

خرپا ی مرکب

این نوع خرپا مقاومت و استحکام بالایی نسبت به بقیه خرپاها دارد و در پروژه های مختلف برای ساخت و ساز استفاده می شود.

خرپای مرکب ، که از اتصال و ترکیب دو یا چند خرپای ساده ایجاد می گردد.

خرپا ی پیچیده و مبهم

به خرپایی که شرایط ساده و مرکب را نداشته باشد، خرپای مبهم گفته می شود.

خرپای مسطح

خرپا ی مسطح : که در آن همه اعضا در یک صفحه دو بعدی قرار دارند.

این نوع به طور معمول در ردیف ها مورد استفاده قرار می گیرد.

و آن هایی که به صورت موازی برای ایجاد سقف، پل و…. گذاشته شده اند.

خرپا ی قاب فضایی

خرپای فلزی مسطح از یک شبکه سه بعدی تشکیل شده است که مثلث ها هم متصل هستند. ای نوع خرپا در بین کارفرمایان از محبوبیت ویژه ای برخوردار است. از خرپای فلزی فضایی برای ساخت استخر ها، نمایشگاه ها و کارخانه ها استفاده می شود. این نوع خرپا معمولا از جنس آهن، فولاد و آلومینیوم است. اتصالات خرپای فلزی فضایی از نوع لولا است. اگر قصد افزایش استقامت و استحکام ساختمان را دارید از خرپای فلزی فضایی دولایه استفاده کنید. در مقابل یک خرپای مسطح که در یک صفحه دو بعدی قرار دارد.

یک خرپای قاب فضایی یک چارچوب سه بعدی از مثلث های متصل است.

 مهمترین معایب خرپا چیست؟

خرپا از نظر طراحی بزرگ است و فضای زیادی را اشغال می کند. از طرفی دیگر هزینه تعمیر و نگهداری آن زیاد است. همچنین خرپا وزن زیادی به ساختمان اضافه می‌کند.

انواع خرپا از نظر کارایی

خرپاها با توجه به کاربرد و نوع شکلی که دارند به انواع گوناگونی تقسیم می شوند که هر کدام نام منحصر به فرد خود را دارد. انواع مدل های خرپاها با توجه به شکل آن ها عبارت است از:

1. خرپا پرات (Pratt)

2. خرپا وارن (warren)

3. خرپا نور شمالی (North light)

4. خرپا شاه ‌تیر (king post)

5. خرپا عصایی (queen post)

6. خرپا فینک (fink)

7. خرپا هاو (Howe)

8. خرپای ویرندیل (Vierendeel)

نقش خرپا فلزی در سوله سازی

سوله دارای سقف شیب دار است و کاربرد بسیار متنوعی دارد. در ایران از خرپا برای ساخت سوله استفاده می شود و همچنین کاربرد و محبوبیت گسترده ای دارد. برای ساخت سقف سوله ها معمولا از خرپای تخت یا شیبدار استفاده می شود.

مزایای استفاده از خرپا در ساخت انواع سوله‌ ها:

♦ از لحاظ هزینه مقرون به صرفه و اقتصادی است.

♦ کم بودن وزن محصول

♦ ساخت و بهره‌ برداری سریع

♦ در ابعاد دهانه هیچ گونه محدودیتی وجود ندارد.

نتیجه :

خرپا به سازه ای فلزی می گویند که از مثلث های به هم پیوسته تشکیل شده است و در ساخت سازه های مختلف کاربرد دارند. وظیفه خرپا کنترل تنش و توزیع یکنواخت وزن ساختمان است. خرپا‌ها دارای انواع مختلفی هستند و مزایا و کاربرد گوناگونی دارند.انواع مختلف خرپا از نظر شکل عبارتند از: خرپای فلزی، خرپای فلزی مسطح، خرپا فلزی فضایی، خرپا فلزی فضایی، خرپا فلزی مرکب. قیمت خرپا فلزی به نوع فلز استفاده شده در ساخت خرپا، ابعاد و وزن خرپا بستگی دارد.