خرپا چیست | انواع خرپا | اصول ساخت خرپا

<p>خرپا (Truss) اساسا یک چهارچوب مثلثی از عناصر ساختاری مستقیم می باشد که از اتصال قطعات آهنی بلند و باریک ساخته شده است. اعضای خرپا توانایی تحمل نیروهای کششی و فشاری را دارند. خرپا جز سازه های باربر و حمل آسان محسوب می شوند که به عنوان یک ساختار خمشی عمل می کنند. در واقع خرپا سازه چند عضوی است که تمام بخش های آن به یکدیگر پین شده اند. بنابراین در خرپا فقط نیرو وجود دارد. خرپا معمولا در سقف ها، پل ها و سازه های هوا و فضا به کار می روند و بیشتر اوقات برای طول دهانه های مشابه با جان تیرآهن در نظر گرفته می شود. به ان نوع خرپا ها تیرهای توخالی مشبک می گویند.</p> <blockquote> <p>بیشتر بخوانید: <a title="سازه های پیش ساخته LSF چیست؟" href="https://www.modiranahan.com/article/233/%D8%B3%D8%A7%D8%B2%D9%87-LSF-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA-%D9%88-%DA%86%D9%87-%D9%85%D8%B2%D8%A7%DB%8C%D8%A7-%D9%88-%D9%85%D8%B9%D8%A7%DB%8C%D8%A8%DB%8C-%D8%AF%D8%A7%D8%B1%D8%AF" target="_blank">سازه های پیش ساخته LSF چیست؟</a></p> </blockquote> <p><strong>خرپا به طور معمول از سه عنصر اساسی تشکیل شده :</strong></p> <ul> <li>آکورد بالایی که معمولا در حالت فشرده سازی است</li> <li>آکورد پایینی که معمولا در تنش است</li> <li>مهاربند بیت آکورد بالا و پایین</li> </ul> <p><strong>آنچه در این مقاله خواهید خواند:&nbsp;</strong></p> <ul> <li><a title="انواع خرپا" href="#types">انواع خرپا</a></li> <li><span id="types"></span><a title="اشکال خرپا" href="#Bugs">اشکال خرپا</a></li> <li><a title="تحلیل نیرو در خرپا" href="#Analysis">تحلیل نیرو در خرپا</a></li> <li><a title="مزایا و معایب خرپا" href="#Advantages">مزایا و معایب خرپا</a></li> </ul> <h2>انواع خرپا</h2> <p><strong>خرپا به سه دسته تقسیم می شوند:</strong></p> <ol> <li> <h3>خرپا ساده (simple truss)</h3> </li> </ol> <p>خرپای ساده یک نوع خرپای مسطح است که با اتصال سه عضو در انتهای یکدیگر و ایجاد شکل مثلث ساده، تشکیل می شود. توسعه این خرپا از طریق هر بار اضافه نمودن دو عضو و یک گره صورت می گیرد. اعضای جدید در گره جدید به یکدیگر متصل شده و انتهای دیگر آن ها به گره های موجود دیگر متنقل می گردند. استفاده از خرپا در ساختمان های قدیمی بسیار متداول بوده ولی امروزه از خرپای های جدید استفاده می کنند.</p> <p style="text-align: center;"><img class="content-image" style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" title=" انواع خرپا&nbsp;" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1616054799775.jpg" alt=" انواع خرپا&nbsp;" />تصویر شماره 1 - انواع خرپا&nbsp;</p> <ol start="2"> <li> <h3>خرپای مسطح (Planar truss)</h3> </li> </ol> <p>در خرپای مسطح همه اعضا در یک صفحه دو بعدی قرار میگیرند. این بدان منظور است که از لحاظ هندسی اختلاف بعدی در نحوی قرار گیری و جهت گیری اعضا وجود ندارد. این نوع خرپا دارای اعضای تحتانی و فوقانی موازی است. اغلب طرح های کلاسیک خرپا در این دسته قرار دارد.</p> <ol start="3"> <li> <h3>خرپای مرکب (Compounded Truss)</h3> </li> </ol> <p>خرپای مرکب از ترکیب چند خرپای ساده تشکیل می گردد. استقامت این خرپا ها در قیاس با سایر خرپا ها بسیار زیاد بوده به همین علت در بسیاری از پروژه های ساخت و سازه استفاده می شود.</p> <ol start="4"> <li> <h3>خرپای پیچیده و مبهم (خرپای فلزی فضایی)</h3> </li> </ol> <p><strong>خرپای پیچیده و مبهم دارای بعد های مختلفی می باشد که شامل:</strong></p> <p><strong>خرپا سه بعدی:</strong> خرپای سه بعدی شامل شبکه ای از اعضا و اتصالات اند و دارای حجم یه بعدی هستند. این خرپا ها قدرت تحمل بار و تنش های سه بعدی را دارند.</p> <p><strong>خرپا چندگانه:</strong> خرپا چندگانه با هدف حذف اشکالات خرپا سه بعدی ابداع گردیده است. در اغلب این خرپا ها معمولا لینک های وسط به صورت تکی و لینک های بالا و پایین به صورت دوگانه یا چندگانه طراحی می شوند.</p> <p><img class="content-image" style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" title="خرپا سه بعدی" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1616054878828.jpg" alt="خرپا سه بعدی" /></p> <p style="text-align: center;"><span id="Bugs"></span>تصویر شماره 2 - خرپا سه بعدی</p> <blockquote> <p>بیشتر بخوانید:&nbsp;<a title="10 روش بهینه&zwnj;سازی ساختمان جهت کاهش وزن سازه" href="https://www.modiranahan.com/article/205/10-%D8%B1%D9%88%D8%B4-%D8%A8%D9%87%DB%8C%D9%86%D9%87-%D8%B3%D8%A7%D8%B2%DB%8C-%D8%B3%D8%A7%D8%AE%D8%AA%D9%85%D8%A7%D9%86-%D8%AC%D9%87%D8%AA-%DA%A9%D8%A7%D9%87%D8%B4-%D9%88%D8%B2%D9%86-%D8%B3%D8%A7%D8%B2%D9%87" target="_blank" rel="nofollow">10 روش بهینه&zwnj;سازی ساختمان جهت کاهش وزن سازه</a></p> </blockquote> <h2>اشکال خرپا</h2> <p>خرپا را می توان در اشکال متفاوت ایجاد کرد. برخی از رایج ترین این اشکال عبارتند از:</p> <p style="text-align: center;"><img class="content-image" style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" title="اشکال خرپا" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1616054612028.jpg" alt="اشکال خرپا" />تصویر شماره 3 - اشکال خرپا</p> <h3>خرپا پرات (Pratt truss)</h3> <p>خرپا پرات به خرپای N معروف است و اغلب برای ساختمان هایی با دهانه های طولانی استفاده می شود، دهانه های آن بین 20 الی 100 متر است. در مکان هایی احتمال دارد بالا رفتن بار ها غالب باشد مانند آویز های هواپیما خرپای پرات موثر می باشد.</p> <h3>خرپای وارن (Warren truss)</h3> <p>خرپای وارن اعضای کمتری نسبت به خرپای پرات دارند و دارای اعضای مورب هستند که در تنش و فشرده سازی قرار دارند. اعضای خرپای وارن یک مثلث متساوی الاضلاع را تشکیل می دهند و به طور متناوب بالا و پایین می شوند.</p> <h3>خرپای نور شمالی (North light truss)</h3> <p>این فرم خرپا معمولا برای دهانه های کوتاه در ساختمان های صنعتی استفاده می شود که اجازه می دهد حداکثر سود حاصل از روشنایی طبیعی با استفاده از لعاب در شیب تندتر رو به شمال بدست آید.</p> <h3>پادشاه خرپا (King post truss)</h3> <p>پادشاه خرپا به طور معمول از چوب ساخته می شود. آنها به شکل یک مثلث ساده با یک عضو عمودی بین راس و وتر قرار دارند.</p> <h3>کراس پست خرپایی (Queen post truss)</h3> <p>شبیه خرپا پادشاه است اما با اعضای مورب بین مرکز آکورد پایین و هریک از آکوردهای بالایی مایل، قرار می گیرد. خرپاهای پست ملکه می تواند 10 متر طول داشته باشد.</p> <h3>خرپای تخت (Flat truss)</h3> <p>آکورد بالا و پایین مواری هستند و امکان ساخت کف یا سقف های مسطح را دارند.</p> <p><strong>انواع دیگر خرپا ها عبارتند از :</strong></p> <ul> <li>خرپا هاو (Howe truss)</li> <li>خرپا سقفی قیچی (Scissor roof truss)</li> <li><span id="Analysis"></span>خرپا رشته ای (Bowstring truss)</li> <li>خرپا فن (Fan truss)</li> <li>خرپا فینگ (Fink Truss)</li> </ul> <blockquote> <p>بیشتر بخوانید:&nbsp;<a title="میراگر ساختمان چیست" href="https://www.modiranahan.com/article/209/%D9%85%DB%8C%D8%B1%D8%A7%DA%AF%D8%B1-%D8%B3%D8%A7%D8%AE%D8%AA%D9%85%D8%A7%D9%86-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA-%D8%A7%D9%86%D9%88%D8%A7%D8%B9-%D9%85%DB%8C%D8%B1%D8%A7%DA%AF%D8%B1" target="_blank" >میراگر ساختمان چیست</a></p> </blockquote> <h2>تحلیل نیرو در خرپا</h2> <p>&nbsp;به منظور تحلیل نیروهای موجود در خرپا از دو روش &laquo;مفاصل (Joints)&raquo; و &laquo;مقاطع (Sections)&raquo; استفاده می شود. با اعمال نیروی خارجی در هر خرپا، درون هر عضوی نیروی ایجاد می شود. بنابراین در شکل یک نیروی F1، F2 و F3 به آن وارد می شود و نیروهایی مطابق شکل زیر در آن ایجاد شده است.</p> <p style="text-align: center;"><img class="content-image" style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" title="تحلیل نیرو خرپا" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/%201.jpg" alt="تحلیل نیرو خرپا" />تصویر شماره 4 - تحلیل نیرو خرپا</p> <ul> <li> <h3>روش مفاصل (Joints)</h3> </li> </ul> <p>در روش مفاصل به منظور تحلیل نیرو به خرپا، هر مفصل را به صورت جداگانه تصور کیند؛ ابتدا برآیند تمام نیروهای وارد شده به آن را صفر قرار دهید، سپس هر مفصل را به صورت جدا تصور کنید و نیروی وارد شده به مفصل را معین کنید در نهایت برآیند نیروهای رسم شده روی مفصل را در راستای x و y برابر با صفر قرار دهید. نیروهای وارده به یک مفصل می تواند از نوع کششی یا فشاری باشد.</p> <p><img class="content-image" style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" title="روش مفاصل تحلیل نیرو خرپا" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/%202.jpg" alt="روش مفاصل تحلیل نیرو خرپا" /></p> <p style="text-align: center;">تصویر شماره 5 - روش مفاصل تحلیل نیرو خرپا</p> <ul> <li> <h3>روش مقاطع (Sections)</h3> </li> </ul> <p>در روش مقاطع به منظور تحلیل نیرو به خرپا، ابتدا بخشی از خرپا جدا شده و به عنوان سیستم در نظر گرفته می شود. سرانجام برآیند نیروها و گشتاورهای وارد شده برآن برابر با صفر داده شده و نیروی مجهول را در مسئله بدست می آورید.</p> <p><img class="content-image" style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" title="روش مقاطع تحلیل نیرو خرپا" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/%203.jpg" alt="روش مقاطع تحلیل نیرو خرپا" /></p> <p style="text-align: center;">تصویر شماره 6 - روش مقاطع تحلیل نیرو خرپا</p> <p><strong>برای بدست آوردن نیروی مجهول:</strong></p> <ol> <li><span id="Advantages"></span>انتخاب بخشی از خرچا به عنوان سیستم</li> <li>جایگذاری تمامی نیروهای خارجی وارد شده به سیستم</li> <li>نوشتن معادله گشتاور و نیرو بر سیستم های مفروض و محاسبه نیرو مجهول</li> </ol> <blockquote> <p>بیشتر بخوانید:<a title=" اجرای وال پست در اسکلت بتنی و فلزی" href="https://www.modiranahan.com/article/198/%D8%A7%D8%AC%D8%B1%D8%A7%DB%8C-%D9%88%D8%A7%D9%84-%D9%BE%D8%B3%D8%AA-%D8%AF%D8%B1-%D8%A7%D8%B3%DA%A9%D9%84%D8%AA-%D8%A8%D8%AA%D9%86%DB%8C-%D9%88-%D9%81%D9%84%D8%B2%DB%8C" target="_blank" rel="nofollow"> اجرای وال پست در اسکلت بتنی و فلزی</a></p> </blockquote> <h2>مزایا و معایب خرپا</h2> <p>&nbsp;</p> <table class="table1200" style="margin-left: auto; margin-right: auto;" border="2"> <tbody> <tr> <td style="text-align: center;" width="312"> <p><strong>مزایای خرپا فلزی</strong></p> </td> <td style="text-align: center;" width="312"> <p><strong>معایب خرپای فلزی</strong></p> </td> </tr> <tr> <td style="text-align: center;" width="312"> <p>خرپا در برابر نیروهای وارد به ساختمان از جمله زلزله بسیار مقاوم است</p> </td> <td style="text-align: center;" width="312"> <p>خرپا فلزی به فضای زیادی احتیاج دارد</p> </td> </tr> <tr> <td style="text-align: center;" width="312"> <p>نصب و اجرای خرپای فلزی بسیار راحت است</p> </td> <td style="text-align: center;" width="312"> <p>برای تحمل و توزیع بارهای سنگین اجزای مثلثی بهم پیوسته باید بزرگ باشد</p> </td> </tr> <tr> <td style="text-align: center;" width="312"> <p>قابلیت حمل و جابه جایی</p> </td> <td style="text-align: center;" width="312"> <p>هزینه تعمیر و نگهداری خرپا بسیار زیاد می باشد</p> </td> </tr> <tr> <td style="text-align: center;" width="312"> <p>از نظر اقتصادی مقرون به صرفه می باشد.</p> </td> <td style="text-align: center;" width="312"> <p>خرپای فلزی بسیاز وزن بالایی دارد و سنگین می باشد</p> </td> </tr> <tr> <td style="text-align: center;" width="312"> <p>بسیار مناسب برای ساختمان های مرتفع</p> </td> <td style="text-align: center;" width="312"> <p>&nbsp;</p> </td> </tr> </tbody> </table> <p>&nbsp;</p>