انواع خرپا

در مهندسی و معماری سازه، خرپا سازه ای متشکل از یک یا چند واحد مثلثی با اعضای بلند عمودی است. لازم است بدانید که انتهای اعضای خرپا، به اتصالات موسوم به گره ها وصل می باشد که عمل و عکس العمل نیروهای بیرونی، تنها در گره ها عمل می نمایند. این اتفاق سبب ایجاد نیرو در اجزا گشته که این نیروها کششی یا فشاری می باشند.  از انواع خرپا می توان به خرپای ساده، صفحه ای و مرکب اشاره نمود که هر یک کاربرد خاص خود را دارد.

ساختمان‌های در حال ساخت، متشکل از انواع مختلفی اجزای سازه فولادی مثل تیرآهن فولادی، خرپا و ورق است. تمام اینها باعث ایجاد ساختارهای محکم و با عمر طولانی هستند. خرپا فولادی، به علت طول زیاد، سبک بودن ، کم بودن انحراف و توانایی حمل بار سنگین، بسیار به کار می رود. خرپای مورد نظر در آب و هوای نامساعد استفاده می گردد. این مدل سازه مستعد پوسیدگی، منحرف شدن و یا موریانه نمی باشند.

خرپا ساختاری می باشد که به علت پایداری ذاتی و توزیع وزن مثلث دارای مزیت های زیادی می باشد. این مثلثها خواهند توانست به هم وصل شوند. به کارگیری از این سازه منجر به توزیع استرس به صورت مساوی در تمام ساختار می ‌گردد. در آخر این سازه به طرز چشمگیری سبک تر از دیواره های ایجاد شده از مواد قوی می‌شود.

انواع اصلی خرپا:

خرپاها به صورت کلی به سه دسته طبقه بندی می شوند. ساده، صفحه ای و مرکب جزو این دسته بندی است.

خرپای ساده:

این خرپا از مثلثی ایجاد می شود، که بیشتر به منظور ساخت سقف های سبک تر، پشتیبانی از سازه های سقفی، یا استحکام قاب فلزی دوچرخه ها کاربرد دارد.

خرپای صفحه ای:

با متصل شدن مثلثهای خرپایی بیشتر، به ساختارهای مسطح دست می یابیم که بارهایی را که بر روی آن ها قرار می گیرد، به اشتراک می گذارند. به طور معمول، طرح این خرپا از الگوی تکراری تشکیل شده و بیشترین استفاده از آن در ساختمان سازی سقف ها و پل ها می باشد.

خرپای فضایی:

طرح خرپا می تواند 3 بعدی بوده که خرپای چهارضلعی ساده ترین و رایج ترین خرپای فضایی می باشد. این ترکیب از شش عنصر مجزا متشکل است و وزن زیادی را تحمل می نماید.

مدل های دیگر خرپا:

به منظور سازه های گوناگون از انواع مختلف خرپای فولادی کاربرد دارد. بعضی از آنها در زیر ذکر گشته است.

خرپای پرات:

متداول ترین و اقتصادی ترین مدل خرپا که در سازه ها یافت می شود، خرپای پرات می باشد. در این مدل، اجزایی که به شکل عمودی قرارگرفتند، به منظور تحمل فشار بوده و اجزای مورب به تنش پاسخ خواهند داد. این خرپا به منظور استفاده در ساختمان هایی که دارای دهانه حدود 20 تا 100 متر می باشند، ایده آل است.

خرپای وارن:

در خرپای وارن، اجزای مورب به صورت متناوب قرار می گیرند تا شکل W ایجاد نمایند. از آنها می توان به منظور ساختمانها یا بناهایی استفاده نمود که حدود 20 تا 100 متر دهانه دارند.

خرپای فینک:

به طور معمول، خرپای فینک که به منظور سقف استفاده می گردد، اجزا و قوس کوتاه تری دارند. تنظیم فشار و تنش به ساخت آن بستگی دارد و به منظور مکان هایی با دهانه کوتاه مفید می باشد. همچنین به علت کوچک بودن، این خرپاها برای استفاده بسیار اقتصادی می باشد.

خرپای شاه تیر:

یکی از ساده ترین خرپاها برای ساختن، خرپای شاه تیر یا تک تیر می باشد. این مدل برای دهانه کوتاه‌تر از حدود 8 متر به کار می روند، درنتیجه برای خانه‌های کوچک ایده‌آل هستند.

خرپای دستک دار یا عصایی:

مانند مدل شاه تیر، خرپای عصایی نیز به منظور ساخت ساده می باشد. کاربرد خرپا عصایی نیز بسیار تنوع دارد. از این مدل می توان به منظور ساختن پل های سرپوشیده شده، سقف و غیره استفاده نمود. این مدل سازه ها برای دهانه کوتاه تر از 10 متر قابلیت استفاده دارد. دو جز افقی دارای یک تیر در مرکز می باشند که به منظور پشتیبانی وصل شده است.

خرپای هاو:

خرپای هاو از ترکیب چوب و فولاد تولید می شوند. به کارگیری فولاد پشتیبانی و اطمینان بیشتری در ساخت و سازها فراهم می نماید. همچنین، آنها دارای یک دهانه وسیع می باشند که می تواند در حدود 6 تا 30 متر را پوشش دهد. به علت تنوع، از این نوع سازه در ساخت پل ها استفاده می گردد.

خرپای سقف نور شمالی:

از قدیمی ترین و مقاوم ترین خرپاها، خرپا ی سقف نور شمالی می باشد. دهانه‌ی آن  20 تا 30 متر می باشد و به همین علت تهویه مناسبی فراهم می نماید. خرپای سقف نور شمالی به علت دوام و تنوع در کاربرد آن در فضاهای بزرگ به کار می رود و حداکثر نور را وارد فضا خواهد کرد.

خرپای چتری:

طرحی آن ساده بوده که از فولاد تولید می شود و در پروژه های با دهانه بزرگتر و در حدود 10-15 متر استفاده می گردد.

خرپای پارکر:

خرپای پارکر مدل خرپای پرات با قوس بالای چند ضلعی می باشد. کاربرد خرپا به منظور دهانه های بیش از 30 متر است.