خرپا از نمونه سازهای پرطرفدار است که امروزه در ساختمان های بزرگ اطراف شهر به چشم می خورد و از قابلیت های استفاده از آن می توان به متنوع بودن، تحمل فشار بالا اشاره کرد. استفاده از این سازه ها برای انبوه سازان که توانایی مدیریت و مسئولیت طرح ها و عرضه مسکن و ساختمان را دارند، بسیار مناسب و کاربردی است. همچنین پیمانکاران با در دست داشتن ساخت و سازهای بزرگ و کوچک می توانند از انواع خرپا استفاده کنند و مقاومت و زیبایی چشم نوازی را به فضای شهر بدهند.
در این مقاله قصد داریم شما را با خرپا آشنا کنیم و به توضیح انواع آن و ویژگی هایی که دارند، بپردازیم. پس اگر قصد ساخت و ساز دارید و به استفاده از این مدل سازه ها علاقه مند هستید، پیشنهاد می کنیم تا پایان مقاله همراه املاک داران باشید.
خرپا چیست؟
یکی از متداول ترین نوع سازه در ساختمان سازی، خرپا نام دارد که به صورت فلزی مثلث شکلی ساخته می شود و با داشتن اجزای بدون انحنا به صورت انحنا به هم متصل می شوند. از این نوع سازه، انواع مختلفی طراحی شده است که بر اساس شرایط و انواع کاربری ساختمان ها، از هر کدام آن ها با داشتن ویژگی هایی خاص، مورد استفاده قرار می گیرند.
به دلیل قابلیت تحمل بالا در برابر نیروهای فشاری و کششی و تغییر ندادن شکل هندسی، کاربردهای بسیاری دارد که از جمله آن ها می توان به موارد زیر اشاره نمود:
- استفاده از این سازه برای مکان های مسقف شده و قسمت هایی که زیر بنای وسیعی دارند.
- با قرارگیری در دسته سازه های ساده باربر در ساخت پل، سازه های هوا و فضا سقف مورد استفاده قرار می گیرد.
- با توجه به متصل شدن اجزای سازه به شکل مفصلی، نیروی گشتاور در آن ها تاثیری ندارد.
اجزای اصلی تشکیل دهنده خرپا
خرپا به عنوان سازه های رایج در مراحل ساخت انواع ساختمان است و متنوع در مدل از اجزای مختلفی تشکیل شده که از جمله آن ها می توان به اجزای قطری، اجزای قائم، یال تحتانی و یال فوقانی اشاره کرد.
انواع خرپا
همانطور که در بالا به آن اشاره کردیم، انواع مختلفی از خرپا وجود دارد که از جمله آن ها می توان به خرپای دوبعدی، سه بعدی، چندگانه، پرات، وارن و کی اشاره کرد که در ادامه بیشتر به توضیح هر کدام از آن ها خواهیم پرداخت.
خرپای دو بعدی
اختلاف دو بعدی از نظر هندسی در این نوع سازه وجود ندارد و تمامی اجزای آن در یک صفحه قرار گرفته است.
خرپای سه بعدی
خرپای سه بعدی مجموعه ای از اجزاء و اتصالات را به یکدیگر متصل می کند و از مزیت های استفاده از آن می توان به قابلیت تحمل بارهای سه بعدی و حجیم شدن سازه اشاره کرد.
خرپای چندگانه
ساختار هندسی خرپای چندگانه به این صورت است که لینک های وسط به صورت تکی و لینک های بالا و پایین به شکل دوگانه و چندگانه هستند. از این مدل سازه زمانی استفاده می شود که هدف برطرف کردن نقاط ضعف یا تقویت نقاط قوت باشد.
از ویژگی های این نوع سازه با حفظ ابعاد متناسب می توان موارد زیر را نام برد:
- در تحمل بارهای صفحه ای دارای توان ظرفیتی بالایی است.
- در جهت های مختلف از مقاومت های خمشی و کمانشی برخوردار است.
خرپای پرات
سازه خرپای پرات به گونه ای است که بیشترین فشار اعمالی را در راستای عمودی دارد و این مدل سازه برای سازه های طاق مانند و ساخت پل مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین موقعی که چند نوع بار بر سازه وارد می شود، می توان از این سازه کمک گرفت.
از مزیت های این مدل سازه می توان موارد زیر را نام برد:
- طراحی ساده
- وزن کم
- تسهیل در ساخت سازه
- کاهش هزینه های ساخت
- مقرون به صرفه
با توجه به مزیت هایی که گفته شد این مدل سازه معایبی نیز دارد که عدم امکان پذیری استفاده از آن در موانعی که بار سازه در راستای عمود باشد، اشاره کرد.
خرپای وارن
زمانی از خرپای وارن استفاده می شود که بارهای وارد بر اجزای مختلف پخش شود و به صورت متمرکزی نباشد. در این صورت از این مدل خرپا در ساخت سازه های بلند و سازه هایی که ساده و به دور از پیچیدگی هستند، کاربرد دارد. از ویژگی های استفاده از خرپای وارن می توان به طراحی نسبتا ساده و توزیع متناسب و برابر بارها در قسمت و اجزای مختلف سازه اشاره کرد.
در کنار ویژگی ها، این مدل از سازه معایبی دارد که از جمله آن ها می توان به پیچیدگی ساخت و استفاده از مواد و آشنایی با انواع مصالح ساختمانی، بیشتر در ساخت آن اشاره کرد، همچنین از دیگر معایب آن، عدم امکان پذیری استفاده در سازه هایی است که بارهای متمرکز تنها بر یک نقطه هستند.
خرپای کی
این مدل از خرپا، پیچیدگی های بیشتری نسبت به خرپای پرات دارد که از جمله آن ها می توان به کوتاه تر بودن اجزای عمودی کی در مقایسه با اجزای عمودی خرپای پرات اشاره کرد. به سبب همین ویژگی این مدل سازه مقاومت بیشتری در برابر تنش های خمشی دارد.
مزیت های خرپای کی شامل کاهش هزینه های بنا، افزایش راندمان، کاهش تنش کششی در اجزای عمودی است. در کنار این مزیت ها، از عمده ترین نقاط ضعف سازه، غیر قابل پیش بینی بودن رفتار اجزای خرپا و استفاده از مصالح و مواد زیاد در ساخت آن می باشند.
انواع سازه های خرپایی
سازه های خرپایی در سه دسته اصلی زیر تقسیم بندی می شوند:
- خرپای ساده
این مدل سازه به صورت مفصلی و با شکل مثلث از اتصال سه قسمت در دو گروه تولید می شود.
- خرپای مرکب
خرپای مرکب در واقع از تشکیل شدن و ترکیب چند خرپای ساده تولید می شود.
- خرپای پیچیده
این مدل سازه نیز از ساختار و اجزای پیچیده ای ساخته شده است.
مزیت های استفاده از خرپا
با توجه به اینکه امروزه از خرپا در معماری های مدرن استفاده می شود، در اینجا به مزیت های عمده آن اشاره می کنیم:
- قابلیت تحمل وزن بالا
- کاهش هزینه ها برای سازندگان
- پوشش دهنده فواصل زیاد
- انتقال بار به صورت مساوی
- صرفه جویی در مصرف مصالح اضافی
- آسان بودن تعمیر و نگهداری سازه ها
تا اینجای مقاله به خرپاهای فلزی اشاره کردیم و مفصل در مورد آن توضیح دادیم، اما نوع دیگری از خرپا وجود دارد که از جنس چوب هستند و در برخی کشورها استفاده از آن بسیار متداول است. که از جمله ویژگی های این مدل سازه می توان موارد زیر را شرح داد:
- استفاده راحت و آسان از خرپای چوبی در محل های مختلف
- تحمل وزن بالا
- در دسترس بودن متریال آن
- قیمت ارزان و به صرفه ای
- قابل استفاده برای ساخت دهانه های بیش از ۳۵ متر
- مناسب برای دهانه های بزرگ پوشش دهنده
- سبک وزن
خرپای فضاکار
در صورتی که سازندگان قصد داشته باشند، سازه های خود را به صورت سه بعد مانند استفاده کنند، بهترین گزینه ایده آل استفاده از سازه خرپای فضاکار است که به شکل چهاروجهی طراحی شده است.
این مدل سازه به دو صورت زیر قابل طراحی است:
- مربع بودن یکی از وجه های هرم: اگر سازه به این شکل طراحی شده باشد، هشت المان در پنج گره به یکدیگر متصل می شوند
- مثلث بودن همه وجه ها: این ترکیب از شش عنصر جدا از هم می باشد که در چهار گره به هم وصل می شوند.
کاربرد استفاده از سازه خرپای فضاکار
- در ساخت مراکز تفریحی
- ساخت استادیوم های ورزشی
- ساخت فرودگاه ها، ایستگاه های قطار
- ساخت مراکز تجمع و دیگر مکان های مشابه
مزیت های استفاده از خرپای فضاکار
با توجه به شناخت خرپای فضاکار در ادامه به شرح چندین مورد از ویژگی های خرپای فضاکار می پردازیم:
- قابلیت برداشته شدن و ماندن در مکان های مختلف و به انتخاب سازنده
- ایمن بودن در بهره برداری های کم و طولانی
- امکان ایجاد هر نوع شکل و نیمرخ از این سازه و کسب رضایت معمار و پیمانکاران در استفاده از آن
- آسان بودن توزیع و انتشار نور در این سازه با توجه به داشتن یک گره
- قابلیت انتقال و عبور راحت سیستم داکت های برق متناوب شهری و سیستم اطفای حریق
- مناسب بودن انتقال بار
تفاوت خرپای فضاکار با خرپای دو بعدی مسطح
این دو مدل از سازه با توجه به ویژگی هایی که دارند، تفاوت هایی با هم دارند که در ادامه به شرح آن می پردازیم:
خرپای مسطح مانند خرپاهای مورد استفاده در سقف در دو بعد طول و عرض تولید می شود؛ اما خرپای فضاکار در سه بعد طول، ارتفاع و عرض به کار برده می شود. شباهت این دو سازه در تحمل بارهای کششی و فشاری است که در ساخت و ساز بر آن ها اعمال می شود.
انواع نیروهای اعمال شده به خرپا
با توجه به اینکه نیروهایی که به خرپاها وارد می شوند یکسان نیستند، از این رو نمی توان به صورت دقیق به آن اشاره کرد. چراکه این مورد به چگونگی استفاده از خرپا بستگی دارد و گاهی اوقات بارهای وارد شده بر سازه ممکن است ساکن یا متغیر باشد. در ادامه به توضیح دو نوع از ساختمان هایی که نیروهای اعمال شده بر آن ها متفاوت است، می پردازیم.
ساختمان های صنعتی
بارهایی که به خرپا در ساختمان های صنعتی وارد می شود به صورت مرده و زنده است:
- بار مرده: این بار شامل روکش ها، تیرک ها، وزن خود خرپا و وزن بست ها است.
- بار زنده: این بار شامل عبور و مرور کاربران، وزن گرانشی، انتقال اسباب و اثاثیه است.
ساختمان های چندکاره
بارهای جانبی که در اثر زلزله یا باد به وجود می آیند و ممکن است در مقابل مهاربندی های عمودی که نقش خرپا را ایفا می کنند، مقاومت کنند. این باعث مقاومت بالا در برابر بارهای جانبی و همچنین مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله خواهد بود. به همین دلیل از نظر اقتصادی، ساختمان های دارای دامنه نسبت به سایر ساختمان ها، بسیار به صرفه تر هستند.
اتصالات مهم خرپا
اتصالات خرپا شامل موارد مختلفی همچون پرچ کردن، پیچ و مهره یا جوش است که اغلب خرپاهای کوتاه در محل اجرا، جوشکاری و سپس نصب می شوند. در حالی که خرپاهای طویل تر بعد از انجام جوش کاری در کارگاه با جوش یا پیچ در محل مونتاژ می شوند.
روش های ساخت خرپا
خرپا معمولا به ۳ دسته زیر از نظر ساخت تقسیم بندی می شود:
- خرپای مسطح
در این نوع سازه، خرپا به شکل ذوزنقه و مستطیلی است و از اعضای تحتانی موازی و فوقانی تشکیل شده است.
- خرپای صفحه ای
تمای اجزای تشکیل دهنده این مدل سازه در یک صفحه قرار دارند.
- خرپای شیب دار
این مدل سازه برای ساخت سقف های شیروانی که دارای شیب هستند، کاربرد دارد.
قیمت خرپا
خرپا با توجه به فاکتورهای مختلفی می تواند متفاوت باشد که ما در اینجا به چند مورد از آن ها اشاره می کنیم:
- ارتفاع
- ابعاد
- نوع میلگرد به کار رفته
- شرکت سازنده
کلام پایانی
خرپا یکی از متداول ترین سازه های ساختمانی است که امروزه مورد توجه بیشتر معماران و انبوه سازان ساختمان قرار گرفته است و در ساخت و سازها و پروژه های بزرگ مورد استفاده قرار می گیرد. انواع مختلفی از خرپاها تولید و طراحی شده اند که با توجه به نوع ساخت و ساز و سازه، از آن ها استفاده می شوند. از ویژگی های خوب این سازه می توان به سبک وزن بودن، تحمل وزن بالا، متنوع بودن در طراحی، پوشش دهنده دهانه های بزرگ اشاره کرد. برای کسب اطلاعات بیشتر با کارشناسان املاک داران در تماس باشید.
