برای ساخت سازه های بزرگ با دهانه بزرگ یکی از بهترین و کم هزینه ترین و در عین حال مقاوم ترین روش ها استفاده از سازه های خرپایی است. سازه های خرپایی می توانند با به کار گیری مصالح کمتر در سریع ترین زمان و کمترین هزینه سقف یک سازه را پوشش دهند یا یک سازه جدید پدید آورند.
در این مطل می خواهیم سازه خرپایی را توضیح دهیم و مزایا و انواع آن را برای شما شرح دهیم.
سازه خرپایی چیست؟
سازه خرپایی یک نوع سازه است که در آن از عناصر خرپاها به عنوان ستون و عناصر اصلی استفاده میشود. در این سازه‌ها، خرپاها به صورت افقی و موازی قرار گرفته و به وسیله‌ی اجزاء تقویت کننده‌ی دیگری مانند وترها، استحکام و پایداری آنها تضمین میشود.
سازه خرپایی به دلیل قدرت باربری بالا و استفاده از فضای باز و بدون ستون‌های مرکزی، برای پوشش دهانه‌های بزرگ و فضاهای گسترده استفاده میشود.
این سازه در ساختمان‌های نمایشی، آمفی‌تئاتر، سالن‌های ورزشی و ساختمان‌های عمومی مورد استفاده قرار میگیرد و توانایی ایجاد فضاهای بزرگ، پرنور و باز را داراست. سازه خرپایی به عنوان یک راه‌حل مهم و مناسب در طراحی سازه‌ها و ساختمان‌ها مورد توجه قرار میگیرد.
خرپا ها از یکسری المانهای افقی،قائم و مایل تشکیل شده اند،به سازه هایی که از المانهای خرپایی ساخته میشوند،سازه های خرپایی گفته میشود.
انواع سازه خرپایی کدامند؟
خرپا ها به خرپای دوبعدی،سه بعدی،و چندگانه تقسیم میشوند.
خرپای دوبعدی
وقتی اجزای خرپا در یک صفحه دوبعدی قرار میگیرد،خرپا دو بعدی می شود و معمولا با یکسری المانها،خرپاهای دوبعدی را به هم متصل می کنند.
خرپای سه بعدی
وقتی المانهای خرپایی به صورت سه بعدی توسعه می یابند،خرپای سه بعدی گفته شده که پیچیدگی های خاص خود را در طراحی و اجرا دارند.
خرپای چندگانه
این نوع خرپا ها با انواع اتصال خرپاهای دوبعدی به هم حاصل میگردند.
ترکیب المانها برای رسیدن به شکل خرپایی در خرپاهای دوبعدی،انواع نام های مختلف خرپا مطرح میگردد که می توان به نامهای زیر اشاره نمود:
خرپای پرات
خرپای وارن
خرپای کی
و…
اشکال مختلف خرپا
خرپای پرات
از این نوع خرپا بیشتر برای طراحی پلها استفاده شده و این نوع خرپا می تواند بار فشاری در راستای عمودی را تحمل نمایند.سادگی و وزن کم و هزنه کم ساخت را می توان از مزایای آن به حساب آورد.
خرپای وارن
این نوع خرپا از المانهایی با شکل مثلثی تشکیل شده اند،و المانهای قائم ندارند.از این نوع خرپا وقتی قشار یکسان برسازه اعمال میگردد،استفاده میشود.از مزایای این نوع خرپا ها می توان ساده بودن طراحی و اجرا و توزیع متناسب بار را نام برد.
خرپای کی (k)
نام خرپا از شکل اتصال المانها الهام گرفته شده و در این نوع خرپا،المانهای قائم و افقی وجود داشته و به جای اتصال المان مایل به نقطه تلاقی المانهای افقی و قائم،به صورت کی شکل به محل تلاقی المانهای قائم و افقی و وسط المان قائم را شامل میشود.
این سازه می تواند تنش های خمشی را بهتر تحمل نماید ولی به دلیل اتصال کی به وسط المان قائم،باعث ایجاد لنگر در خرپا میشود که از نقاط ضعف خرپا بوده امکان ایجاد رفتارهای غیرقابل پیش بینی را در خرپا افزایش میدهد.
در شکل زیر انواع دیگر خرپا نیز آمده است.
مزایای سازه خرپایی
از مهم ترین مزایای سازه خرپایی میتوان به موارد زیر اشاره کرد.
- وزن پایین
- هزینه کم احداث
- قابلیت اجرا در اشکال مختلف
- استحکام و مقاومت بالا
- قایل اجرا برای دهانه های بزرگ
سازه های خرپایی امکان تحمل بار بهتر و امکان طراحی ساده تر سازه را فراهم می کند و با تلفیق این مزایا هزینه سازه نیز کاهش می یابد.
اما برای هر سازه ای امکان استفاده از خرپا فراهم نمی باشد.
اجزاء اصلی سازه خرپایی
خرپا از المانهای قائم،افقی و مایل تشکیل شده است و در ترکیب خرپا ها با هم در سیستم چندگانه اجزای مختلفی مانند تیرهای اتصال و یا اتصال خرپاها به هم و همچنین مهاربندها جهت تحمل بارهای جانبی می توانند از دیگر اجزای خرپا باشند.
برای پوشش سقف نیز از اجزایی مانند لاپه ها و مهارلاپه ها و همچنین برای ایجاد صلبیت در سقف از مهاربندهای سقف استفاده می کنند.
اتصالات سازه خرپایی
اتصالات در سازه های خرپایی به چند دسته تقسیم میشوند:
اتصال بین المانهای خرپا:
به دلیل اینکه المانهای خرپا طوری طراحی میگردند که فقط کشش و فشار را تحمل نمایند،این نوع اتصالات،اتصالات مفصلی می باشند.
اتصال خرپا های دو بعدی به هم در یک صفحه، مثلا اتصال تیر به ستون:
این نوع اتصالات می توانند مفصلی و گیردار باشند.
اتصال قابهای خرپایی در صفحه عمود به هم:
این اتصالات در صورت امکان ساخت مهاربند، مفصلی و درصورت عدم امکان ایجاد مهاربند، گیردار می باشند.
سخن پایانی
سازه خرپایی نوعی سازه ساختمانی است که اجزای آن به صورت عمودی و مورب به هم متصل شده اند و بار افقی و عمودی وارده را به ستون ها منتقل کرده و سپس به زمین انتقال می دهند.
سازه خرپایی می تواند براساس نیاز و شرایط مختلف از جنس چوب نیز ساخته شود که در اکثر مواقع و برای پروژه های بزرگ تر با استحکام بالا از فولاد استفاده می شود.
در این مطلب سعی کردیم به طور ساده سازه خرپایی را توضیح داده و برای شما مزایا و انواع سازه خرپایی همچنین اتصالات سازه خرپایی را بیان کنیم.
