درباره خرپا و انواع آن بیشتر بدانید

خرپا و انواع آن سازه های فلزی مثلثی شکلی هستند که اجزای آنها فاقد انحنا بوده و اتصال آنها به صورت لولا صورت می گیرد. این سازه یکی از رایج ترین انواع سازه های مورد استفاده در ساخت و ساز می باشد. در این مطلب از خانه معماری به بررسی انواع خرپا و مزایای استفاده از آن ها می پردازیم. با ما همراه باشید.

خرپا چیست؟

این سازه مثلثی یکی از رایج ترین انواع سازه ها می باشد. این سازه در مکان ها و قسمت های سرپوشیده ای که زیرساخت بزرگی دارند استفاده می شود. ویژگی خرپاها تحمل آنها در برابر نیروهای فشاری و کششی است. این ویژگی مانع از تغییر شکل هندسی پرده می شود. این سازه در دسته سازه های باربر ساده قرار می گیرد و در ساخت پل ها، سقف ها و سازه های هوافضا کاربرد دارد. از آنجایی که اجزای سازه خرپایی به هم متصل هستند، نیروی گشتاور تأثیری بر آنها ندارد. خرپاها از اجزای متعددی تشکیل شده اند که شامل لبه پایینی، لبه بالایی، اجزای عمودی و اجزای مورب می باشد.

بخوانید!!

تفاوت سازه نگهبان متقابل با سازه نگهبان خرپایی

خرپا و انواع آن

به طور کلی سازه های خرپایی به سه دسته خرپایی ساده، خرپایی مرکب و خرپایی پیچیده تقسیم می شوند. یک خرپا ساده از اتصال سه قسمت در دو گره ساخته شده و به صورت مثلثی مفصل بندی می شود. در خرپا مرکب از اتصال و ترکیب دو یا چند خرپا ساده استفاده می شود. خرپاهای پیچیده همانطور که از نامشان پیداست از ساختار پیچیده ای استفاده می کنند.

مزایای استفاده از خرپا و انواع آن

خرپاها بخشی جدایی ناپذیر از معماری مدرن هستند. از آنجایی که خرپا وزن زیادی را تحمل می کند، به سازندگان این امکان را می دهد که هزینه ها را تا حد امکان کاهش دهند، مسافت های طولانی را به راحتی با خرپاها طی کنند و سازه را به طور یکنواخت بارگذاری کنند. در مواد اضافی صرفه جویی کنید و سازه هایی بسازید که به راحتی قابل نگهداری هستند.

استفاده از خرپاهای چوبی نیز بسیار رایج است و در برخی از نقاط دنیا از خرپاهای چوبی برای ساخت سقف استفاده می شود. خرپا چوبی را می توان به راحتی در محل ساخت، این خرپا ارزان است، مواد آن موجود است. پرده سازه ای سبک است که می تواند دهانه های بزرگ را بپوشاند و وزن زیادی را تحمل کند. توجه داشته باشید، قیمت خرپا با توجه به ارتفاع، ابعاد و نوع میلگرد به کار رفته در ساخت آن ها تعیین می شود و متفاوت می باشد.

انواع خرپا

به طور کلی خرپاها به انواع مختلف خرپا دوبعدی، خرپا سه بعدی، خرپا چندتایی، خرپا پرات، خرپا وارن و خرپا کلید تقسیم می شوند. در ادامه به بررسی انواع خرپا می پردازیم:

خرپای دو بعدی و سه بعدی

نحوه قرارگیری اجزا در سازه های شبکه دو بعدی طوری است که از نظر هندسی تفاوت دو بعدی در آنها وجود ندارد. در این نوع خرپا می توان تمامی اجزای خرپا را روی یک صفحه قرار داد.

برخلاف نمونه های قبلی، خرپاهای سه بعدی مجموعه ای از اجزا و اتصالات هستند. یکی از مزایای استفاده از خرپاهای سه بعدی، توانایی تحمل بارهای سه بعدی است. این ویژگی ساختار را حجیم می کند.

خرپای چندگانه

از خرپاهای چندگانه برای رفع نقاط ضعف و تقویت نقاط قوت استفاده می شود. خرپاهای چندتایی به گونه ای طراحی شده اند که پیوندهای میانی تک و پیوندهای بالا و پایین دوتایی و چندتایی باشند. از مزایا و ویژگی های این گونه خرپاها می توان به توانایی بالای آنها در تحمل بارهای صفحه ای و مقاومت کافی در برابر خمش و کمانش در جهات مختلف اشاره کرد. این ویژگی با حفظ ابعاد متناسب در خرپا انجام می شود.

خرپای فضاکار

خرپا را می توان به صورت سه بعدی استفاده کرد که ساده ترین و رایج ترین نوع خرپای فضاکار است. اگر یکی از وجوه هرم مربع باشد، هشت عنصر در پنج گره به هم متصل می شوند و اگر همه وجوه مثلثی باشند، این ترکیب از شش عنصر مجزا تشکیل شده است که در چهار گره به هم متصل می شوند.

تفاوت خرپای فضای کار با خرپای تخت دو بعدی در این است که خرپا تخت مانند خرپاهای مورد استفاده در پشت بام در دو بعد طول و عرض ساخته می شود اما خرپای فضای کار در سه بعد طول، عرض و ارتفاع استفاده می شود. . از سازه های فضای کاری می توان برای ساخت مکان هایی مانند مراکز تفریحی، مراکز تجمع، ایستگاه های راه آهن یا فرودگاه ها، استادیوم های ورزشی و سایر مکان های مشابه استفاده کرد.

در ایران نمونه هایی از خرپای فضای کار مانند خرپای فضای کار در شهر آفتاب تهران وجود دارد. لازم به ذکر است که هم اعضای خرپا تخت و هم اعضای خرپا فضایی بارهای کششی و فشاری را تحمل می کنند. خرپاهای فضایی معمولاً از آلومینیوم و فولاد ساخته می شوند، اگرچه بسته به کاربرد آنها از انواع مختلف خرپا استفاده می شود.

دانلود پروژه سازه فضاکار و سازه های خرپای فلزی

مزایای خرپای فضاکار

بسته به میل شما، خرپای فضاکار را می توان در جای خود رها کرد یا برداشت. این نوع خرپا بسیار زیبا بوده و برای عملیات کوتاه مدت یا طولانی مدت ایمن است. استفاده از خرپا فضای کار معمار را راضی می کند زیرا هر شکل و نمایه ای را می توان ایجاد کرد. توزیع نور در این نوع خرپاها بسیار راحت و در دسترس است زیرا یک سری گره وجود دارد که می توان با قرار دادن آنها در مکان مناسب نور را به خوبی پخش کرد. در این سیستم کانال های برق AC شهری و سیستم اطفاء حریق بدون نیاز به فضای اضافی و سقف کاذب به راحتی عبور می کنند. انتقال بار در خرپاهای فضایی کاملا راحت و مناسب است.

خرپای پرات

از خرپا پرات در ساخت پل ها و سازه های قوسی استفاده می شود. در این نوع سازه ها بیشترین فشار در جهت عمودی وارد می شود. از مزایا و ویژگی های این گونه خرپاها می توان به طراحی ساده، وزن کم خرپا، تسهیل در ساخت، کاهش هزینه های ساخت و ساخت سازه ای مقرون به صرفه اشاره کرد. خرپای پرات علاوه بر مزایایی که در بالا ذکر شد، معایبی نیز دارد. از معایب و ضعف های این خرپا می توان به عدم امکان استفاده از این خرپا در مواقعی که بار سازه در جهت قائم است اشاره کرد.

به طور کلی در زمانی که نیاز به یک طراحی با هزینه مقرون به صرفه دارید، این خرپا کاربردی خواهد بود. می توان در مواقعی که چند نوع بار بر سازه وارد می شود و همچنین در سازه های ساده نیز از خرپای پرات استفاده کرد.

خرپای k

خرپا “کی” پیچیده تر از خرپا پرات است. تفاوت این دو خرپا در اجزای عمودی آنهاست. این تفاوت به حدی است که اجزای عمودی خرپا کی کوتاهتر از اجزای عمودی خرپا پرات است. این ویژگی باعث می شود سازه ها در برابر تنش های خمشی مقاومت بیشتری داشته باشند. یکی از نقاط ضعف اصلی این سازه غیرقابل پیش بینی بودن اجزای خرپایی است. یکی از مزایای خرپا K کاهش تنش های کششی در اجزای عمودی و کاهش هزینه های ساخت و همچنین افزایش راندمان آنها می باشد. بسیاری از کارشناسان این حوزه پیچیدگی ساختاری این خرپا و استفاده از مصالح فراوان در ساخت آن را از نقاط ضعف خود می دانند.

خرپای وارن

نوع دیگری از خرپا که به شکل مثلث متساوی الاضلاع است، خرپای وارن است. با استفاده از این خرپا می توان بارها را روی چندین جزء توزیع کرد. خرپاهای وارن زمانی استفاده می شوند که در تمام جهات به سازه فشار وارد شود. این ویژگی نشان می دهد که خرپا برای استفاده در سازه هایی که بار در یک نقطه متمرکز است مناسب نیست. از این نوع خرپا در ساخت سازه های بلند و سازه های ساده و غیر‌پیچیده استفاده می شود.

یکی از مزایای خرپا وارن توزیع متناسب و مساوی بارها در قسمت ها و اجزای مختلف سازه می باشد. همچنین می توان گفت که این گونه خرپاها طراحی نسبتاً ساده ای دارند. یکی از نقاط ضعف Warren Truss عدم امکان استفاده از آنها در سازه هایی است که بارهای متمرکز تنها در یک نقطه اعمال می شود. از دیگر نقاط ضعف این گونه خرپاها می توان به پیچیدگی ساخت و استفاده از مصالح متعدد در ساخت آنها اشاره کرد.