آشنایی با انواع سازه های خرپایی

سازه های خرپا، از جمله سازه‌های مهندسی به شمار می روند که از به هم پیوستن ساختارهای مثلثی شکل به وجود می‌آیند. وظیفه اصلی خرپا کنترل تنش و نیز توزیع یکنواخت وزن ساختمان می‌باشد. خرپاها در بازار با توجه به جنس و فرم ساخت در انواع مختلفی به فروش می‌رسند. اگر قصد خرید سازه خرپایی دارید، می‌توانید استعلام قیمت سازه های خرپایی را در سامانه ساخت بازار مشاهده نمایید. برای آشنایی بیشتر با انواع خرپا و استاندارد ملی آن تا انتهای مقاله با ما همراه باشید.

خرپا چیست و مزایا و معایب آن کدامند؟

خرپا (Truss) سازه فلزی مثلثی شکلی است که از سازه‌های بسیار مستحکم و کاربردی در مهندسی عمران به شمار می‌رود. اعضای خرپا به صورت کاملا مستقیم بوده و انحنایی در آن وجود ندارد. اتصال اعضای سازه‌های خرپایی به صورت لولا یا مفصل است که در سقف‌هایی با زیربنای زیاد بدون نیاز به وجود ستون، استفاده می‌شوند. طراحی خاص سازه خرپایی به جهت وزن پایین آن، بسیار مورد توجه طراحان قرار گرفته است.

وظیفه سازه خرپا توزیع یکنواخت وزن، کنترل تنش و نیز تراکم بدون ایجاد هرگونه خمش یا برش است. به صورت کلی هندسه مثلثی در مقایسه با دیگر هندسه‌ها (چهار ضلعی یا بیشتر) پایداری بالاتری دارد که این موضوع در سازه های خرپایی به صورت عینی دیده می‌شود.

از مزایای سازه های خرپایی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• مقاومت بسیار بالا و پشتیبانی از بارهای سنگین
• قابل سفارش در اندازه و ابعاد دلخواه
• وزن پایین
• سهولت در حمل و جا به جایی در مقایسه با سازه‌های بتنی
• دادن آزادی عمل به طراحان و معماران
• مقرون به صرفه از لحاظ اقتصادی
• قابلیت ایجاد دهانه‌های بزرگ بدون نیاز به ستون
• سازه ایده آل برای سازه‌ها و ساختمان های بلند
• نصب و اجرای سریع و آسان
• کاهش انحراف و خمش سازه

سازه های خرپایی در کنار تمام مزیت‌های بیان شده، دارای معایبی نظیر اشغال فضای زیاد و هزینه تعمیر و نگهداری بالا  نیز هستند.

انواع خرپا از لحاظ شکل ظاهری

همانطور که در بخش قبل گفته شد، سازه‌های خرپایی به صورت مثلثی شکل هستند که با اضافه نمودن دو عضو بدون انحنا و یک مفصل قابل گسترش هستند. سازه خرپایی از لحاظ شکل ظاهری با هم متفاوت بوده که در ادامه انواع آن را معرفی خواهیم کرد:

• سازه خرپا مسطح یا صفحه‌ای: در این نوع از سازه‌های خرپایی کلیه اعضا در یک صفحه دو بعدی در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند که برای ساخت پل، شاه تیر و سقف از این نوع خرپاها استفاده می‌کنند.
• سازه خرپا فضایی: از ترکیب سازهای خرپایی مسطح در فضای سه بعدی، سازه خرپایی فضایی ایجاد می‌شود. این سازه‌ها به دلیل مقاومت بالایی که دارند در میان طراحان از محبوبیت خاصی برخورداند و در ساخت سقف نمایشگاه‌ها، کارخانجات و استخرها استفاده می‌شوند.
• سازه خرپا مرکب: از ترکیب دو یا چند خرپا فلزی ساده (که در گذشته کاربرد داشته است) خرپای مرکب ایجاد می‌شود که از مقاومت بسیار بالاتری در مقایسه با دیگر خرپاها برخوردار است.

انواع فرم های سازه های خرپایی

خرپا ها که از جنس آهن، فولاد، چوب و آلومینیوم ساخته می‌شوند، بسته به نوع متریال، هندسه خرپا و دهانه آن در انواع مختلفی وجود دارند. در ادامه قصد داریم به معرفی انواع مدل سازه های خرپایی بپردازیم. جهت استعلام قیمت خرپا می‌توانید از سامانه ساخت بازار استفاده نمایید.

سازه خرپایی پرات “Pratt”

سازه‌های خرپایی پرات به صورت اعضای عمودی و مورب هستند که از جنس فولاد (گاهی از چوب) ساخته می‌شوند. الگوی قرار گیری اعضای این سازه خرپایی به صورت N شکل است که اعضای مورب وظیفه تحمل تنش و اعضای عمودی وظیفه تحمل نیروی فشاری را برعهده دارند. در ساخت پل و ساختمان‌هایی با دهانه‌های بزرگ 20 تا 100 متر از این نوع خرپا استفاده می شود. همچنین لازم به ذکر است که خرپا Pratt اقتصادی‌ترین نوع خرپا به شمار می رود.

خرپا هاو “Howe”

به سازه خرپایی برعکس خرپا پرات، خرپای هاو می‌گویند. در این نوع سازه های خرپایی، اعضای مورب نیروهای فشاری را تحمل می‌کنند و وظیفه تحمل نیروهای تنشی بر عهده اعضای عمودی است. استفاده از این نوع خرپا در مقایسه با خرپا پرات، کاربرد کمتری دارد.

سازه خرپایی وارن “Warren”

از ترکیب مثلث‌های متساوی الاضلاع، سازه خرپا وارن ایجاد می‌شود. این سازه های خرپایی از جنس فولاد ساخته می‌شود و در مقایسه با خرپا پرات دارای اعضای کمتری هستند. اعضای عمودی در این خرپاها دیده نمی‌شود و تنها اعضای مورب در طراحی آن مدنظر قرار گرفته شده است که به صورت تناوبی، تحمل تنش و نیروی فشاری را به عهده دارند.

خرپای شاه تیر “King Post”

خرپا شاه تیر که برای دهانه های کمتر از 8 متر مورد استفاده قرار می‌گیرد، معمولا از چوب یا ترکیبی از چوب و فلز ساخته می‌شود و در سقف خانه‌های کوچک کاربرد دارد. خرپا شاه تیر به شکل یک مثلث ساده ساخته می‌شود که یک عضو عمودی بین راس و وتر پایینی آن قرار می‌گیرد.

خرپای عصایی “Queen Post”

خرپا عصایی مانند خرپای شاه تیر ساخته می‌شود با این تفاوت که یک عضو مورب وسط وتر پایینی و هرکدام از وترهای شیب دار بالایی قرار می‌گیرد. از این نوع سازه های خرپایی برای دهانه های کم تر از 10 متر استفاده می‌شود که در عین سادگی مقاومت قابل قبولی دارد و در اکثر سازه‌های عمرانی، قابلیت اجرا دارد.

سازه خرپا نور شمالی “North light”

در ساختمان‌های صنعتی با دهانه‌های کوچک 20 تا 30 متری از سازه‌های خرپایی North light استفاده می‌شود. دلیل نامگذاری خرپا نور شمالی به این دلیل است که این نوع خرپا قادر است که بیشترین نور ممکن را به زمین‌های شمالی هدایت نماید.

خرپا فینک “Fink”

یکی دیگر از سازه های خرپایی ساخته شده با فولاد، خرپا فینک است که در اجرای ساختمان های مسکونی و پل‌ها بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. خرپا Fink برای دهانه‌های تا 20 متر قابل استفاده است.

خرپا  ویرندیل  “Vierendeel”

خرپا  ویرندیل اگر چه با ساختارهای خرپایی بیان شده کاملا متفاوت است اما به عنوان یکی از انواع سازه های خرپایی شناخته می‌شود.  ساختار خرپاهای معمولی به صورت مثلثی است که توسط گره های لولایی به یکدیگر متصل می‌شوند و مفاصل لولایی در برابر چرخش و نیروی چرخشی مقاومتی ندارند.

تفاوت اصلی خرپا  ویرندیل در نحوه انتقال نیروها می‌باشد.این نوع خرپا به صورت دهانه‌های مستطیلی و مربعی ساخته می‌شود که قادر به تحمل نیروهای محوری و گشتاور خمشی می‌باشد. در ساختمان‌هایی که خرپاهای مثلثی شکل، باعث انسداد محل در و پنجره ها می شوند از این سازه خرپایی استفاده می‌کنند.

استاندارد 2909-1 برای تیرچه های خرپایی

مطابق با استاندارد 2909 با عنوان "خرپای تیرچه و تیرچه مورد مصرف در سقف های تیرچه بلوک" برای ساخت تیرچه خرپایی باید به نکات زیر توجه نمود:

• رواداری ارتفاع خرپا ( از زیر میلگرد زیرین تا بالای میلگرد پایینی) باید 5 ± درصد ارتفاع اسمی آن باشد.
• گام‌های میلگرد عرضی (فاصله دو نقطه متوالی روی هر دو میلگرد طولی) باید مطابق با ابعاد محاسباتی با رواداری 15 ± میلی‌متر و حداکثر مقدار 200 میلی‌متر باشد.
• حداقل زاویه میلگرد عرضی با افق باید 45 درجه باشد.
• نسبت مقاومت کششی میلگردهای پایینی پس از جداسازی از خرپا به مقاومت گسیختگی میلگردهای پایینی از همان نمونه پیش از اتصال باید حداقل مقدار 95/0 باشد. به عبارت دیگر، جوشکاری بر میلگردها نباید بیش از 5 درصد بر روی مقاومت کششی میلگرد اثر گذار باشد و آن را کاهش دهد.

استعلام قیمت خرپا در ساخت بازار

اگر به دنبال خرید انواع سازه های خرپایی هستید، سامانه ساخت بازار با در اختیار قراردادن آخرین استعلام محصولات ساختمانی از جمله استعلام قیمت خرپا، قصد دارد تا پلی بین خریدارن و تولید کنندگان یا تامین کنندگان ایجاد نماید. جهت دریافت قیمت روز خرپا می‌توانید از سامانه ساخت بازار استفاده نمایید.