انواع خرپا فلزی

خرپای فلزی به مجموعه‌ای قطعات و میله‌های فلزی گفته می‌شود که از طریق پیوند مفصلی به شکل مثلثی به یکدیگر متصل شده‌اند. اجزای تشکیل‌دهنده خرپا بدون خم شدن به یکدیگر وصل شده‌اند و پیوندی لولایی دارند.

از انواع خرپا به وفور در صنعت ساخت‌وساز، اتصالات و اسکلت کشتی‌ها، هواپیماها، سقف‌ها و… به منظور افزایش مقاومت سازه در برابر فشارهای خارجی استفاده می‌شود و لازم به ذکر است که بدانید هزینه خرپا نسبت به قیمت بسیاری از تقویت‌کننده‌های سازه مانند قیمت میلگرد کمتر است و از جمله این امر می‌توان به نیاز کمتر به مواد اولیه برای ساخت، نیاز به نیروی کار کمتر و همچنین استفاده آسان اشاره کرد.

شکل هندسی خرپا بسیار زیبا بوده و از طرف دیگر پایداری بسیار زیادی نیز دارد و جزو کارآمدترین سازه‌ها برای طراحی سازه‌های فضایی محسوب می‌شود. برای آشنایی بیشتر با انواع خرپا و کسب اطلاعات سودمند در رابطه با استفاده از این محصول حتما تا انتهای این متن ما را همراهی کنید.

خرپا چیست؟

خرپا همان‌طور که گفتیم از چندین عضو تشکیل شده که تمامی آن‌ها از طریق نیروهای کششی و فشار به یکدیگر متصل شده‌اند. شکل ظاهری این محصول صلبی شکل بوده و از واحدهای مثلثی تشکیل شده و همچنین هر عضو در انتهای خود به عضو دیگری لولا شده است و نکته‌ای که در رابطه با خرپا باید بدانید این است که تمامی اعضای آن باید به شکل مستقیم و بدون خمیدگی باشند.

انواع خرپا به عنوان یک ساختار خمشی ایفای نقش می‌کنند و جزو سازه‌های باربر طبقه‌بندی می‌شوند و علاوه بر کاربردهایی که در ابتدای مقاله به آن‌ها اشاره کردیم غالبا برای طول دهانه مشابه با جان تیرآهن نیز استفاده می‌شوند و به همین منظور از خرپا برای دهانه 6 متر و… می‌توان استفاده کرد.

به این نوع خرپاها تیرهای توخالی مشبک نیز گفته می‌شود و از طرف دیگر خرپاهای فولادی را می‌توان به همراه کامپوزیت بین سازه فولادی و بتن نیز استفاده کرد.

انواع خرپا

از جمله انواع خرپا به‌طورکلی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

· خرپا ساده

این خرپا به شکل مثلثی و ساده ساخته می‌شود و از دو قطعه مستقیم و بدون انحنا تشکیل شده که امکان انعطاف را در کنار مفصل به آسانی فراهم می‌کند. این خرپاها در ساخت تیرچه‌های سقفی و همچنین سقف‌های شیبدار کاربرد دارند و به همین خاطر استفاده از خرپا ساده در قدیم برای ساخت ساختمان‌ها و خانه‌های ویلایی بسیار رایج بوده است، اما امروزه با پیدایش انواع خرپا مقاوم‌تر و باکیفیت‌تر میزان اسفاده از خرپاهای ساده بسیار کم شده است.

·  خرپا مسطح

این خرپا از یک ورقه دو بعدی و اجزای مختلف دیگر تشکیل شده است. لازم به ذکر است که بدانید اجزای فوقانی و تحتانی این خرپا بر روی هم قرار گرفته‌اند و به صورت پشت سر هم مورد استفاده قرار می‌گیرند. از خرپا مسطح در طراحی و ساخت سقف‌ها، تیرها، ستون‌ها، پل‌ها و ساخت اجزای هواپیما و دوچرخه استفاده می‌شود و به‌طورکلی می‌توان گفت که خرپا مسطح نسبت به خرپا ساده کارایی بیشتری دارد.

· خرپا مرکب

با ترکیب چندین خرپا ساده می‌توان یک خرپا مرکب به‌وجود آورد و از آنجایی که این خرپا استحکام بسیار زیادی دارد، بنابراین از آن در پروژه‌های بزرگ استفاده می‌کنند؛ اما یادتان باشد که هر پروژه‌ای نسبت به نیاز و هدفی که دارد خرپای متفاوتی را می‌طلبد اما به‌طورکلی خرپاهای مرکب به خاطر استحکام بالایی که دارند می‌تواند مقاومت سازه‌های بزرگ را تقویت کنند.

· خرپا فضایی

خرپا فضایی در بین انواع خرپا بالاترین امتیاز را کسب کرده و در عین حال محبوب‌ترین و باکیفیت‌ترین آن‌ها محسوب می‌شود و به خاطر استحکام و دوام بالایی که دارد بسیار مورد توجه قرار گرفته است. برای ساخت آن از اتصال مثلث‌های سه بعدی بهره گرفته‌اند و اگر برای اجرای پروژه‌هایتان به دنبال بهترین خرپای موجود در بازار می‌گردید، خرپا فلزی می‌تواند پیشنهاد اول و آخر برای شما باشد.

درضمن برای افزایش میزان مقاومت آن می‌توانید با صرف کمی هزینه بیشتر از دو لایه خرپا فضایی استفاده کنید.

کاربرد خرپا چیست؟

کاربرد و وظیفه اصلی خرپا پخش کردن وزن به صورت یکنواخت در تمامی اعضای آن است تا کنترل تنش و تراکم بدون خمش یا برش به بهترین شکل ممکن انجام شود. از انواع خرپاهای فلزی در ساخت پل‌ها، سقف‌ها، برج‌ها، انبارهای صنعتی و همچنین سوله‌ها استفاده می‌شود.

به‌این‌ترتیب با هدف کاهش وزن وارده بر اسکلت سازه، کاهش انحراف و خمش، پشتیبانی از بارهای سنگین و همچنین استفاده به عنوان طول دهانه مشابه با جان تیرآهن می‌توانید از خرپاها استفاده کنید.

اتصالات خرپا

اتصالات خرپا معمولا به وسیله پرچ کردن، پیچ، مهره یا جوش فراهم می‌شود و در بین تمامی این اتصالات پرچ کردن چندان متداول نیست، چرا که به نیروی متخصص و ماهر نیاز دارد. اما هم‌چنان به خاطر ملاحظات خستگی در بعضی از سازه‌‌ها مانند پل‌های راه‌آهن از پرچ استفاده می‌شود.

خرپاهای کوتاه معمولا در محل جوشکاری شده و نصب می‌شوند، اما در مقابل خرپاهای طویل ابتدا در کارگاه جوشکاری شده و سپس از طریق پیچ یا جوش در محل پروژه مونتاژ می‌شوند.

اگر قصد خرید خرپا یا هر نوع آهن‌آلات دیگری مانند میلگرد را دارید باید به فاکتورهای مختلفی توجه کنید که از جمله مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به وزن میلگرد و قیمت آن اشاره کرد؛ برای اطلاع از قیمت یا محاسبه وزن می‌توانید از سایت آهن رسان کمک بگیرید.

نحوه ساخت انواع خرپا

نحوه ساخت انواع خرپا معمولا بر اساس کاربردی که دارند متفاوت است اما روش‌های ساخت آن‌ها را به‌طورکلی می‌توان به 3 دسته تقسیم که در ادامه به صورت مفصل درباره آن‌ها صحبت خواهیم کرد:

· خرپای پل (مسطح)

در این روش ساخت خرپا به شکل ذوزنقه‌ای و مستطیلی ساخته می‌شود و از یک سری اعضای تحتانی موازی و یک سری اعضای فوقانی به‌وجود آمده است.

·  خرپای صفحه ای

در این روش ساخت تمامی اجزای تشکیل‌دهنده خرپا در یک صفحه قرار داده می‌شوند و از خرپاهای ساخته شده به این روش برای ساخت سقف و پل استفاده می‌کنند.

·خرپای سقف _ شیبدار

از آنجایی که این نوع خرپاها شیبدار هستند، بنابراین برای ساخت سقف‌های شیروانی بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند. اما نکته‌ای که در انواع روش‌های ساخت خرپا باید در نظر گرفته شود این است که طول انواع آن‌ها باید بین 1 تا 15 متر و فاصله بین آن‌ها نیز باید 3 تا 4 متر باشد.

اما شاید برایتان سوال باشد که برای ساخت خرپا از چه مصالحی استفاده می‌شود؟ در پاسخ به این سوال ابتدا باید بگوییم که مقاطع فولادی مورد استفاده برای ساخت خرپا با توجه به کارایی آن متفاوت خواهد بود اما به‌طورکلی برای ساخت بیشتر خرپاها از مصالح زیر استفاده می‌شود:

1. انواع تیرآهن‌های معمولی و هاش
2. انواع قوطی پروفیل توخالی به شکل مستطیل و مربع
3. انواع نبشی و سپری فولادی
4. انواع لوله

اگر قصد خرید خرپا و دیگر مقاطع فولادی را دارید باید بدانید اطلاع از نحوه خرید آهن  در راستای خرید مقرون‌به‌صرفه و باکیفیت کمک بسیار زیادی به شما می‌کند و تجربه خریدی مملوء از رضایتمندی را برایتان رقم می‌زند.

مزایا و معایب خرپا

از جمله مزایای خرپا می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. برای بیشتر سازه در مناطق شهری مختلف می‌توان از انواع خرپا استفاده کرد.
2. اجرای خرپا در شرایط مختلف انعطاف بسیار زیادی را برای شما به همراه خواهد داشت.
3. امکان استفاده مجدد از خرپاها وجود دارد.
4. به سادگی می‌توان خرپاها را اجرا کرد و به نیروی متخصص یا دستگاه خاصی نیاز ندارد.
5. برای مسافت‌های طولانی می‌توان از خرپا استفاده کرد.
6. حمل و جابجایی آن بسیار آسان است.
7. در برابر تنش‌های محیطی مقاومت زیادی از خود نشان می‌دهد.
8. برای ساختمان‌های مرتفع انتخابی بسیار ایده‌آل است.
9. گزینه‌ای مقرون‌به‌صرفه و اقتصادی محسوب می‌شود.

از جمله معایب استفاده از خرپا نیز می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. زمان اجرای خرپا معمولا از دیگر روش‌های پیشرفته و به‌روز طولانی‌تر است.
2. خرپا از نظر طراحی ساختار بزرگی دارد و فضای زیادی را اشغال می‌کند.
3. از آنجایی که خرپا از اعضای زیادی تشکیل شده، بنابراین هزینه نگهداری و تعمیر آن نیز زیاد است.
4. خرپاها وزن زیادی را به سازه اضافه می‌کنند.
5. برای نصب به فضای بزرگی نیاز دارند.

نیروهای اعمال شده به خرپا در ساختمان کدامند؟

لازم به ذکر است که بدانید نیروی اعمال شده به خرپا با توجه به کاربرد آن در سازه‌های مختلف متفاوت است و به همین خاطر در این قسمت سعی داریم تا به نیروهای اعمال شده به خرپا در سازه‌های مختلف اشاره کنیم.

·         ساختمان های صنعتی

نیروی اعمال شده به خرپا در ساختمان‌های صنعتی به 4 دسته تقسیم می‌شود:

1. بار مرده: بار مرده اعمال شده به خرپاهای سقفی در ساختمان‌های صنعتی یک طبقه شامل موارد مختلفی همچون بار مرده روکش‌ها، بار مرده تیرک‌ها، وزن خود خرپا، وزن بست‌ها، مجراهای مخصوص تهویه مطبوع هوا و همچنین وزن هواکش می‌شود.
2. بار زنده: بار زنده اعمال شده به خرپاهای سقفی در ساختمان‌های صنعتی از وزن گرانشی ناشی از رفت‌وآمد کاربران، تتجهیزات متحرک، گردوغبار، اسباب و لوازم منزل تشکیل شده است.
3. نیروی باد: زمانی که باد در پشت بام می‌وزد نیرویی به خرپاهای سقفی اعمال می‌شود؛ این نیرو به شکل صعودی بلند کننده عمود بر سقف بوده و خلاف بار گرانش است.
4. بار ناشی از زلزله: نیروی اعمال شده به خرپاها که ناشی از زلزله باشد تا حد زیادی به وزن ساختمان وابسته است و بار زلزله در طراحی آن دسته از ساختمان‌های صنعتی که وزن زیادی در پشت بام دارند بسیار حائز اهمیت است.

·  ساختمان های چند طبقه

در ساختمان‌های چند طبقه نیروی اعمال شده به خرپا از طرف بار جانبی باد یا زلزله بوده و این خرپاها نقش بسیار مهمی در فراهم کردن مقاومت در برابر این بارها دارند.

· پل های خرپا

در پل‌ها نیروهای اعمال شده به خرپاها به خاطر انتقال فشار گرانشی ناشی از حرکت وسایل نقلیه است و با توجه به شرایط محیط و همچنین طول دهانه پل می‌توان از خرپا برای دهانه 8 متر یا بیشتر و کمتر و در انواع خرپا میانی یا عرشه در ساخت پل استفاده کرد.

چند نوع خرپا وجود دارد؟

خرپا از نظر ابعاد و همچنین تعداد اعضا انواع مختلفی دارد که در ادامه بیشتر درباره آن‌ها صحبت می‌کنیم:

·  انواع خرپا از نظر ابعاد

انواع خرپا از نظر ابعاد عبارت‌اند از:

1. خرپای دو بعدی: تمامی اعضای این خرپا در یک صفحه قرار دارند.
2. خرپای سه بعدی: این خرپا از شبکه‌ای از اعضا و اتصالات تشکیل شده که به شکل حجمی بر روی هر سه محور مختصات ادامه دارند.
3. خرپای چندگانه: اتصالات وسط در این خرپا به صورت تکی و اتصالات بالا و پایین آن به شکل دوگانه یا چندگانه طراحی می‌شوند.

·   انواع خرپا از نظر تعداد اعضا

انواع خرپا از نظر تعداد شامل موارد زیر می‌شود:

1. خرپای ساده: این خرپا از 3 عضور تشکیل شده است.
2. خرپای مرکب: این خرپا متشکل از چند خرپای ساده است.
3. خرپای پیچیده و مبهم: به خرپایی که در دسته خرپای ساده و مرکب جایی نداشته باشد خرپای پیچیده و مبهم می‌گویند.

متداول ترین شکل های خرپا

در این قسمت به متداول‌ترین شکل‌های خرپا پرداخته‌ایم:

1. خرپای شیروانی: خرپای شیروانی جزو شکل‌های مختلف خرپا به‌حساب می‌آید که ارتفاع آن در وسط دهانه بیشتر بوده و معمولا برای سقف از آن استفاده می‌شود.
2. خرپای وتر موازی: برای پشتیبانی کردن از خرپای سقف در ساختمان‌های صنعتی و همچنین پل‌هایی با دهانه متوسط از خرپاهای وتر موازی استفاده می‌کنند و از دیگر مصارف آن می‌توان به استفاده در شبکه‌هایی با طول یکسان اشاره کرد که منجر به کاهش هزینه‌های ساخت برای دهانه‌های بسیار طولانی می‌شود.
3. خرپای ذوزنقه‌ای: این نوع خرپاها در انتهای خود ارتفاع بیشتری دارند و به همین خاطر از آن‌ها در پشت بام‌های طویل استفاده می‌شود.
4. خرپای پرات: برای ساخت پل و همچنین سازه‌های طاق مانند از خرپای پرات استفاده می‌کنند که مقاومت خوبی در برابر فشار اعمال شده در راستای عمودی دارد. درضمن برای دهانه‌های بین 30 تا 60 متر می‌توان از این شکل خرپا استفاده کرد.
5. خرپای وارن: از آنجایی که شکل ظاهری این خرپا به شکل مثلث متساوی‌الاضلاع است، بنابراین بارهای وارده بر اجزای مختلف را به خوبی پخش می‌کند و معمولا برای دهانه‌هایی در حدود 60 متر انتخاب مناسبی است.
6. خرپای کی (K): این شکل خرپا می‌تواند سازه را در برابر تنش‌های خمشی وارده مقاوم سازد، اما لازم به ذکر است که بدانید این خرپا ساختار پیچیده‌ای دارد و برای ساخت آن از مواد زیادی استفاده می‌شود. درضمن برای دهانه‌های بزرگ‌تر از 100 متر نیز می‌توان از خرپای کی استفاده کرد.
7. خرپای هاو: این شکل خرپاها معمولا برای دهانه‌هایی تا 30 متر مناسب هستند و معمولا برای سقف نیز از آن‌ها استفاده می‌کنند.
8. خرپای فینک: این خرپاها اغلب به شکل فولادی ساخته می‌شوند و برای سقف و دهانه‌هایی تا 20 متر بسیار ایده‌آل هستند.
9. خرپای قوسی: قطر دهانه خرپای قوسی به 30 متر هم می‌رسد و معمولا برای سقف‌های انبارها و گاراژها کارایی دارد.
10. خرپای پارکر: برای دهانه‌های 50 تا 100 متر می‌توانید از خرپای پارکر استفاده کنید که برای ساخت پل نیز به شدت پیشنهاد می‌شود.
11. خرپای بالتیمور: اگر قصد اجرای پل‌هایی با دهانه بیش از 100 متر را دارید، می‌توانید از خرپای بالتیمور استفاده کنید که شکل دیگر از اشکال خرپا به‌حساب می‌آید.

مهاربندی خرپا به چه صورت است؟

لازم به ذکر است که بدانید اعضای تشکیل دهنده خرپا معمولا توانایی تحمل لنگرهای خمشی را ندارند و پایداری آن‌ها به وسیله گره‌ها فراهم می‌شود و به همین خاطر می‌توان برای اجزای خرپا از پروفیل‌های نازک‌تر استفاده کرد که پایداری ارتجاعی فراهم شود و برای فراهم کردن این پایداری نیز باید از مهاربند در جهات جانبی استفاده کنید.

یادتان باشد که اطلاع از قیمت روز مقاطع فولادی به شما کمک می‌کند تا در بهترین زمان ممکن خریدی مقرون‌به‌صرفه و ارزان را تجربه کنید، بنابراین از آنجایی که قیمت این محصولات دائما در حال نوسان است، ما به شما پیشنهاد می‌کنیم که برای استعلام قیمت ورق و دیگر محصولات به سایت آهن رسان مراجعه کنید یا از طریق شماره تماس درج شده در سایت با آن‌ها تماس بگیرید تا تمام راهنمایی‌های لازم را در نهایت صبر و شکیبایی در اختیار شما مشتریان عزیز قرار دهند.

بهترین روش های تحلیل نیرو در خرپاها

برای تحلیل نیرو در خرپاها دو روش وجود دارد که در ادامه درباره آن‌ها بیشتر صحبت خواهیم کرد:

1. روش مفاصل (joint): در این روش برای تحلیل نیرو در خرپا هر مفصل را به صورت جداگانه و تنها فرض می‌کنند و نیروهای وارد شده بر آن‌ها را صفر در نظر می‌گیرند و نیروی وارد شده بر هر مفصل می‌تواند به صورت کششی یا فشاری باشد.
2. روش مقاطع (Section): در این روش تحلیل نیرو قسمتی از خرپا به شکل جداگانه و به عنوان یک سیستم فرض می‌شود و نیروها و گشتاورهای وارده بر آن‌ها را صفر در نظر می‌گیرند تا بتوانند مقدار نیروی مجهول در مسئله را به دست آورند.

جمع بندی

همان‌طور که گفتیم خرپای فلزی از مثلث‌های متصل به هم تشکیل شده و برای ساخت بسیاری از سازه‌ها از آن استفاده می‌شود. از جمله وظایف اصلی انواع خرپا می‌توان به توزیع وزن ساختمان و همچنین کنترل تنش‌های وارده بر آن اشاره کرد. خرپاها به خوبی مقاومت و استحکام بالا را برای بسیاری از سازه‌ها فراهم می‌کنند و از آنجایی فرایند نصب و اجرای راحتی دارند، بسیار قابل توجه هستند. امیدواریم که با نوشتن این مقاله توانسته باشیم اطلاعاتی مفید درباره انواع خرپا فلزی به شما ارائه کرده باشیم و تمامی سعی ما بر این بود که به سطح آگاهی شما درباره این موضوع اضافه کنیم.

سوالات متداول

خرپا چیست؟

خرپا به سازه‌ای فلزی و متشکل از مثلث‌های متصل به‌هم گفته می‌شود که وظیفه کنترل تنش سازه را بر عهده دارد.

انواع خرپا کدام است؟

انواع خرپا از نظر شکل ظاهری عبارت‌اند از خرپا فلزی، خرپا مرکب، فلزی فضایی و مسطح.

خرپا چه کاربردهایی دارد؟

در ساخت پل‌ها، سقف‌ها، برج‌ها، انبارهای صنعتی، سوله‌ها، خانه‌های ویلایی و… می‌توان از خرپا استفاده کرد.

خرپاها از نظر ابعاد و تعداد اعضا شامل چه مواردی می شوند؟

خرپاها از نظر ابعاد شامل دو بعدی، سه بعدی، چندگانه و از نظر تعداد اعضا شامل ساده، مرکب، پیچیده یا مبهم می‌شوند.

چند روش برای ساخت خرپا وجود دارد؟

برای ساخت خرپا روش‌های مختلفی وجود دارد که عبارت‌اند از خرپای پل (مسطح)، خرپای صفحه‌ای و خرپای سقف _ شیبدار.