خرپا چیست ؟
خرپا چیست ؟ خرپا سازهای عموما فلزی با چهارچوبی مثلثی شکل بوده که اجزای آن بدون انحنا به یکدیگر متصل شده و اتصال آنها از نوع لولا است؛ چهارچوب این سازه به دلیل تحمل بار خارجی، در معرض نیروهای وارده اصلی محوری قرار خواهند گرفت و در اشکال مسطح یا فضایی و سه بعدی اجرا میشود. با استفاده از ساده سازی اجزای خرپا میتوان، سیستم سازهای آن را به آسانی تحلیل نمود. با توجه به این که در خرپا، نیروها به صورت نقطهای یکدیگر را خنثی میکنند، در تحلیل نیروهای سازه فقط از نیروهای کششی و فشاری استفاده میشود. خرپا یک سیستم سازهای در صنعت ساختمان بوده و همچنین ساده و باربر است و در ساخت پل، سقف و سوله کاربرد دارد. قسمتهای این سازه متشکل از یالهای تحتانی و فوقانی، اجزای قائم و وتری هستند.
به زبانی آسان وظیفه این سازه توضیع یکنواخت وزن، تراکم بدون ایجاد خمش یا برش و همچنین کنترل تنش است و از فشار وارده برروی اسکلت بنا جلوگیری خواهد کرد. وزن خرپا در مقایسه با تحمل باری که دارد بسیار کم است و میتوان از متریالهایی با وزن نسبتا سبک برای اجرا برروی بنا ساخته شده با خرپا استفاده نمود که از جمله میتوان به: سمنت برد یا ورق سیمانی، بلوک سبک، سالید سرفیس، کامپوزیت آلومینیوم و … اشاره نمود.
چند نوع خرپا داریم ؟
روشهای مختلفی برای دسته بندی خرپا وجود دارد. در این قسمت انواع خرپا براساس شکل را به شما معرفی میکنیم:
خرپا فلزی ساده
این نوع سازه با شکل اولیه مثلث تشکیل شده و با افزودن دو اجزاء مستقیم و بدون انحنا در کنار یک مفصل به راحتی قابل گسترش است. این نوع سازه ممکن است در ساخت و اجرای سقف قاببندی شده متشکل از تیرهای شیبدار و یک تیرچه سقفی، به کار برده شود. استفاده از این نوع خرپا در ساختمانهای قدیمی بسیار متداول بوده، ولی امروزه با وجود مدلهای مستحکمتر مانند: فضایی و مرکب از این نوع سیستم کمتر استفاده میشود.
خرپا فلزی مسطح
این نوع سازه با یک صفحه دو بعدی که همه اعضا درون آن قرار دارند، تشکیل میشود. اعضای تحتانی و فوقانی در این سازه موازی بوده و به طور معمول به صورت پشت سر هم مورد استفاده قرار میگیرد. خرپا مسطح در ساخت و اجرای: سقفها، پلها، شاه تیرها و حتی سازههای مکانیکی از جمله: دوچرخه و هواپیما کاربرد دارد.
خرپا فلزی فضایی
خرپا فلزی متشکل از مثلثهایی به هم متصل با شبکه سه بعدی بوده و به دلیل مقاومت و استحکام بالا از محبوبیت خاصی در بین کارفرمایان برخوردار است. این سازه بیشتر در ساخت و اجرای: سقف نمایشگاهها، استخرها و کارخانهها کاربرد فراروانی دارد. خرپاهای فضایی عموما از جنس آهن، فولاد و یا آلومینیوم بوده و اتصالات آنها از نوع لولایی میباشد. در برخی از پروژهها که نیاز به استقامت و پایداری بیشتری خواهد بود، برای مقاومت و استحکام بیشتر، از خرپاهای فضایی دو لایه استفاده میشود که قیمت خرپاهای دو لایه قاعدتاً بیشتر از نوع تک لایه خواهد بود.
خرپا فلزی مرکب
این نوع سازه از ترکیب دو یا چند خرپا فلزی ساده ساخته میشود. یکی از ویژگیهای این سازه مقاومت بسیار بالای آن در مقایسه با انواع دیگر است؛ به همین علت در بسیاری از پروژههای ساخت و ساز از این نوع سیستم سازهای استفاده میشود. باید توجه داشت که نوع سیستم خرپا برای هر پروژه میتواند متفاوت باشد و باید با توجه به نیاز و هدف پروژه نوع آن انتخاب شود.
مدلهای خرپا کدامند ؟
دستهبندی دیگر، بر اساس شکل آن است که در این قسمت رایجترین مدلهای این سازه را معرفی خواهیم کرد:
خرپا دو بعدی
- اگر تمام اجزای سازه در یک صفحه دو بعدی قرار گیرد و شکل آن به شکل مثلث بنیادی باشد، از نوع دو بعدی است.
خرپا سه بعدی
- این مدل علاوهبر اتصالات صفحهای، اتصال فضایی دیگر هم داشته و اصطلاحاً دارای حجم بوده که به خرپای حجمی یا سه بعدی معروف است.
خرپا چند گانه
- این سازه از مجموعهای خرپای ساده تشکیل شده و در آن، مفاصل وسطی فقط یک اتصال و مفاصل بالایی و پایینی، دارای چند اتصال هستند.
خرپا پرات
- خرپا پرات از نوع چندگانه است که دارای شکل نهایی مثلثی داشته یا ستونی بوده و برای ساخت دهانههایی به طول 30 الی 60 متر کاربرد دارد؛ برخی از اجزای این نوع سازه، کاملاً عمودی یا افقی هستند.
خرپا وارن
- خرپا وارن نیز شبیه به پرات است، ولی تمامی اجزای آن مانند نوع بنیادین، قابل تفکیک هستند؛ این ویژگی موجب شده تا میزان تحمل بار این سازه، نسبت به نوع پرات بیشتر باشد و دهانههای 60 متری به راحتی با استفاده از آن قابل اجرا باشد.
خرپا قوسی
- این نوع خرپا با استفاده از یک ستون صاف در پایین و مجموعهای از خرپاهای مسطح متصل به یکدیگر، که با تغییر در اندازه یال و وتر، حالتی خمیده به سازه میبخشند، تشکیل شده است.
خرپا کی (K) شکل
- این سازه، نسبت به سایر انواع یاد شده در بالا، از پیچیدگیهای بیشتری برخوردار است؛ اگر به ساخت سازه دقت کنیم، شکل K کاملاً در بخشهایی از آن مشخص است. در خرپا K شکل، یک سری اجزای عمودی وجود دارد که میزان تحمل فشار بار سازه را افزایش میدهد.
مزایای استفاده از خرپا چیست ؟
- همان گونه که در بالا به آن اشاره شد، خرپا، شکلی از سازههای مرکب است که میتوان آن را با استفاده از انواع مصالح مانند: فولادی، تیرهای بتنی، چوب و … طراحی و اجرا کرد. میزان باری که این سازه ترکیبی تحمل مینماید، نسبت به وزن خود آن کمتر است، لذا در ساخت انواع سقف، پل و دهانه کاربرد دارد. همچنین بسیاری از سازههای دکوراتیو و فضایی را میتوان با استفاده از خرپا ساخت.
- یکی دیگر از مزایا استفاده از این سازه، مقاومت مناسب آن در برابر تکانها و نیروهای وارده ناگهانی است. لذا در ساخت و سازهایی که در مناطق زلزله خیز انجام میشود، به راحتی میتوان از آن استفاده نمود.
- مزیت دیگر سازههای خرپایی، امکان تکمیل آن با مصالح دیگر از جمله صفحات پوشاننده برای شکل دهی سازههای فضایی و ساخت و ساز سریع و سبک است. برای مثال میتوان با استفاده از مصالحی مانند: فایبر سمنت برد، سطح بیرونی انواع اتاقک، سایبان یا آلاچیقی که در محوطه بیرونی باغ و ویلا و سایر مکانها ساخته شده است را پوشاند و یک سازه سبک و سریع و در عین حال، مقاوم در برابر فشارهای وارده بوجود آورد.
کاربرد خرپا در ساختمان چیست ؟
خرپا در صنعت ساختمان کاربرد فراروانی دارد و با استفاده از این سازه میتوان بناهای بسیاری را اجرا نمود. از جمله میتوان به ساخت و اجرای ساختمانهای بلند و مرتفع، ساختمانهایی که دهانه بزرگ دارند، سقف ساختمانهای مسکونی و … اشاره نمود. علاوهبر ساختمان میتوان از این سازه در ساخت بناهای دیگر همچون: پلهای عظیم، سولهها و … از این سازه استفاده میشود. اما یکی از مواردی که با کاربرد خرپا در ساختمان باید مورد توجه قرار گیرد، استفاده از محصولات نسبتا سبک و در عین حال با کیفیت است.
سازه خرپایی چیست ؟
در این قسمت شما را با چندین سازه خرپایی پرکاربرد آشنا میکنیم:
پل خرپایی چیست
شاید یکی از متداولترین تصویری که از سازه خرپایی در ذهن همه ما به جای مانده است، توالی منظم، زیبا و مثلثی شکل آن در پلهای قدیمی و حتی مدرن است. در بسیاری از مناطق روستایی، شهرهای کوچک، نقاط عملیاتی و … که به صورت کلی، قصد ساخت و ساز سریع یک پل مقاوم را داشته باشیم، میتوانیم از این سازه استفاده کنیم. در ساخت پل، بیشتر از خرپای نوع پرات و وارن استفاده میشود.
سقف خرپایی چیست
یکی از مزایایی که برای خرپا بر شمردیم، قابلیت تحمل بار بالا، در عین وزن کم آن است. همین ویژگی موجب شده است تا از انواع خرپا در صنعت ساختمان به خصوص برای ساخت سقف استفاده شود. به خصوص در سالنهای ورزشی، ترمینالها و فرودگاهها، اماکن عمومی مانند: ورزشگاهها، رستورانها و … که نمیتوان از ستونهای قطور و متعدد در بخش میانی سقف استفاده کرد، استفاده از سقفهای خرپایی امری متداول است. جهت زیبایی بیشتر، میتوان سقفهای خرپایی را با استفاده از سقف کاذب سمنت برد یا مصالحی مانند: چوب پلاست، ورق سیمانی، انواع سرامیک، پنل گچی و … پوشاند. خرپا قوسی، یکی از متداولترین نوع این سازه برای ساخت سقف است.
خرپا سقف شیروانی
خرپا سقف شیروانی یکی از رایجترین نوع سقف بوده که در بناهای بسیاری کاربرد دارد. این سازه در شهرهایی با آب و هوای مرطوب و به منظور ایجاد جلوگیری از نفوذ آب و آسیب به بنا بسیار مورد توجه قرار میگیرد. همچنین در سایر شهرها با آب و هوای معتدل از اینخرپا سقف شیروانی برای ساخت اتاق استفاده میشود. برای این که بتوان خرپا سقف شیروانی را به بهترین شکل پوشاند باید از محصولی متفاوت و مستحکم در عین برخورداری از وزنی نسبتا سبک استفاده نمود؛ سقف شیروانی سمنت برد گزینهای مناسب برای پوشاندن خرپا سقف شیروانی بوده که به بهترین شکل ممکن برروی این سازه نصب خواهد شد و از نفوذ هرگونه آب یا آسیب به دلیل عو.امل فیزیکی- محیطی به بنا جلوگیری خواهد کرد.
سوله خرپایی چیست
این روزها افراد بسیاری هزینههای گزافی برای ساخت و اجرای سولههای یو بی ام و تیر ورق متقبل میشوند؛ همچنین امکان جابجایی برای این سولهها وجود داشته و همین امر باعث کاهش تقاضا برای ساخت این سولهها شده است. در ساخت سوله خرپایی این دو عیب از میان رفته و کارفرما میتواند با به راحتترین روش ممکن اقدام به ساخت و اجرای این سازه اسکلت فلزی نماید. علاوهبراین وزن سنگین سولههای تیر ورق از دیگر عواملی بوده که توجه تولید کننده و بهره برداران را به خود جلب نموده است؛ زیرا موجب افزایش هزینهها خواهد شد. امروزه ساخت سوله خرپایی در اوزان بسیار سبک، این مشکل را نیز حل نموده است که در نهایت منجر به کاهش هزینهها شده و کمک شایانی به کارفرما خواهد نمود.
انواع سازههای فضایی
با استفاده از خرپا پیچیده و فضایی، میتوان سازههایی کروی، مخروطی و … ساخت. امکان توالی سلسله خرپا، پیچ و تابهای متهورانه و امکان محاسبه دقیق وزن و فشار وارده به هر عضو سازه، که امروزه با استفاده از انواع نرم افزار محاسباتی سازه در صنعت ساختمان، مانند: اتوکد، سیف و … انجام میشود، دست طراحان را برای بلند پروازیهایشان باز میگذارد. در بسیاری از نمایشگاههای بینالمللی که در سالهای اخیر برگزار شده و ایدههای طراحان خلاق در آن به نمایش گذاشته شده است، سازههای سبک و فضایی خرپایی، پای ثابت طرحهای برنده بوده است.
