خرپا چیست؟
این سازه که در زبان انگلیسی با عنوان Truss شناخته می‌شود، به طورکلی نوعی چارچوب مثلثی به شمار می‌رود که از عناصر سازه‌ای مستقیم تشکیل شده و از اتصال چندین قطعه آهنی (یا در مورادی چوبی) که بلند و باریک هستند به وجود آمده است. اعضای این سازه‌ها این امکان را دارند که نیروهای کششی و یا فشاری را تحمل کنند.
در حقیقت می‌توان گفت این دسته از عناصر، از جمله سازه‌های باربر محسوب می‌شوند که قابلیت حمل آسان را دارند. این سازه‌ها در یک ساختمان مانند یک ساختار خمشی به کار برده می‌شوند. این محصول، در حقیقت نوعی سازه چند عضوی است که اتصالات محکمی میان تمامی بخش‌های آن ایجاد شده است. لذا تنها چیزی که در این سازه وجود دارد نیرو است. این سازه‌ها، در حال حاضر به عنوان یک سیستم فلزی جدید در ساخت اسکلت ساختمان‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
کاربرد خرپا
در حالت معمول از این سازه‌ها در مواردی مانند سقف ساختمان‌های صنعتی مثل سوله‌ها با دهانه‌های بزرگِ بدون ستون، در سقف‌های بلند و چند طبقه و یا در پل‌ها استفاده می‌شود. همچنین در سازه‌های فضاکار نیز از خرپا استفاده می‌شود.علاوه بر بارهای ثقلی، در بسیاری از موارد از خرپا استفاده می‌شود تا مقاومت مناسبی در برابر بارهای جانبی نیز ایجاد شود. برای این منظور از این سازه‌ها در ساختمان‌ها، دیوارهای چند طبقه و همچنین تیرهای افقی، استفاده‌های زیادی به عمل می‌آید.
انواع خرپا از لحاظ شکل سازه
در این بخش با انواع خرپا با توجه به شکل آن‌ها آشنا می‌شوید:
1- فلزی ساده
این نوع از سازه‌ها از یک عنصر مثلثی شکل به وجود آمده‌اند که دارای ۲ عضو مستقیم و بدون انحنا است. از طرف دیگر از یک مفصل و یا گره نیز استفاده شده است. در حالت معمول این محصولات در ساخت سقف قاب‌بندی شده کاربرد دارند.
2- فلزی صفحه‌ای
اعضای این سازه‌ها، در یک صفحه دوبعدی واقع می‌شوند. این سازه‌های صفحه‌ای و یا مسطح از برخی اعضای تحتانی و فوقانی موازی نیز به وجود آمده‌اند و در حالت معمول به صورت پشت سر هم مورد استفاده قرار می‌گیرند. این نوع از سازه‌ها در ساخت سقف‌ها، پل‌ها و دیگر سازه‌های مکانیکی از قبیل دوچرخه کاربرد دارند.
3- فلزی فضائی
این دسته از سازه‌ها نوعی شبکه سه‌بعدی محسوب می‌شوند و از چندین مثلث به هم متصل، به وجود آمده‌اند. این سازه‌ها مقاومت بسیار مناسبی دارند و لذا مورد استفاده بیشتر کارفرمایان قرار می‌گیرند. برای ساخت سقف نمایشگاه‌ها، استخرها و یا کارخانه‌ها از این نوع از سازه‌ها استفاده می‌شود. در حالت معمول جنس این محصولات از آهن، فولاد و یا آلومینیوم است و به صورت لولایی به یکدیگر متصل شده‌اند.
4- فلزی مرکب
در مواقعی که دو یا چند خرپای فلزی ساده را با یکدیگر ترکیب کنید، یک سازه مرکب ایجاد خواهد شد. این نوع از خرپا با توجه به مقاومت بسیار بالایی که دارد، کاربردهای وسیعی هم در پروژه‌های ساختمانی پیدا کرده است.
انواع خرپا از لحاظ انتقال بار
در این بخش با انواع خرپا با توجه به نحوه‌ی انتقال بار آشنا می‌شویم:
1- وتر موازی
این نوع از سازه‌ها در حالت معمول، برای حمایت و یا پشتیبانی از سازه‌های سقف به ویژه در ساختمان‌های صنعتی استفاده می‌شود و یا می‌توان آن‌ها را در پل‌های با دهانه متوسط به کار برد. در حالت کلی، از این نوع محصولات، در شبکه‌هایی استفاده می‌کنند که طول یکسانی دارند.
2- پرات
در مواقعی که قصد داشته باشند به ساخت پل اقدام نمایند و یا برخی از سازه‌های طاق مانند را ایجاد کنند از سازه‌های پرات استفاده می‌کنند. چراکه این نوع از سازه‌ها می‌توانند در برابر فشارهایی که در راستای عمودی وارد می‌شوند، مقاومت بسیار خوبی داشته باشند. در حالت معمول از این نوع از سازه‌ها برای دهانه‌هایی استفاده می‌کنند که طول آن‌ها چیزی در میان ۳۰ تا ۶۰ متر است.
3- وارن
سازه‌های وارن، به یک مثلث متساوی‌الاضلاع شباهت دارند. این سازه‌ها این امکان را دارند که بارهای وارد شده بر اجزاء مختلف را توزیع نمایند. این سازه‌ها در حالت معمول، برای دهانه‌هایی مورد استفاده قرار می‌گیرند که چیزی در حدود ۶۰ متر طول دارند.
4- کی K
این دسته از محصولات این امکان را دارند که سازه مورد نظر را در برابر تمامی تنش‌های خمشی، مقاوم‌سازی و پشتیبانی نمایند. پیچیدگی ساختاری این سازه‌ها یکی از ویژگی‌های اصلی آن‌ها است. برای ساخت این تجهیزات از مصالح و متریال زیادی استفاده می‌شود. این سازه‌ها قابلیت کاربرد در دهانه‌های بیشتر از ۱۰۰ متر را دارند.
اصول ساخت خرپا
یکی از فرضیات اساسی در زمینه سازه‌های مورد نظر این است که اعضای این محصولات در انتهای خود به دیگر اعضا متصل و لولا شده‌اند. بنابراین شکل مثلثی، تنها شکل پایدار خواهد بود. اگر شبکه در یک صفحه واقع شده باشد سازه مورد نظر، صفحه‌ای است و اگر فضایی باشد سازه به دست‌آمده با عنوان فضایی شناخته می‌شود.
خرپاهای مثلثی با وارد شدن نیرو، شکلشان را تغییر نمی‌دهند. به جز در مواردی که یکی از اعضاء این سازه‌ها، دچار آسیب‌هایی از قبیل خم‌شدگی شوند و یا بشکنند. شبکه‌هایی که دارای ۴ عضو و یا بیشتر از این میزان باشند پایداری کافی را نخواهند داشت و اگر نیرو و یا فشار قابل توجهی به آن‌ها وارد شود، فرو خواهند ریخت.
قیمت خرپا
قیمت خرپا با در نظر گرفتن چند عامل مهم تعیین می‌شود. یکی از عوامل مؤثر بر تعیین قیمت این سازه‌ها نوع مصالح به کار رفته در ساخت آن‌ها است. از طرف دیگر کیفیت این مصالح نیز قیمت این سازه‌ها را تغییر می‌دهد.در چنین شرایطی توجه به سایز و ابعاد مصالح موجود در سازه نیز حائز اهمیت است. در این سازه‌ها توجه به سایز میلگردها نکته حائز اهمیتی است. قیمت این محصولات با توجه به شرکت سازنده آن‌ها نیز متفاوت. چراکه محصولات هر کدام از کارخانه‌ها و برندها، ویژگی‌ها و مشخصات مخصوص به خود را دارند.
