خرپاها و انواع آن

خرپا نوعی چارچوب محسوب می شود که مهم در ساختمان ها می باشند و وظیفه ای که بر عهده دارند این است، می توانند تنش ها و برخی موارد دیگر را کنترل کنند که در ساختمان ها به شکل‌ها و مدل‌ های مختلفی مورداستفاده قرار می‌گیرند.
این اجزا معمولا مثلثی شکل و به‌هم‌پیوسته هستند اما اغلب در حالت‌های ساده، مسطح، فضایی و مرکب هم ساخته می‌شوند.
یکی از کاربردهای مهم خرپا ها در پوشاندن دهانه‌های بزرگ است که در ساخامان های نیمه آماده بیش تر دیده می شود. اگر بخواهیم در قالب مثال توضیح دهیم این گونه است که انتخاب خرپا معمولا برای دهانه هایی استفاده می شوند که ۶ متری هستند و یا خرپاهایی که دهانه ۸ متری دارند، کاربرد دارند.
در واقع خرپا ها از یک چارچوب مثلثی شکل که با استفاده از اتصالات بلند و باریک آهن‌آلات ساخته می‌شود که به یک دیگر متصل شده اند.
منظور از ساختن این خرپاها این است که باعث افزایش مقاومت در برابر بارهای خارجی طراحی شده و مورد استفاده قرار می‌گیرند که این از مهم ترین موارد محسوب می شوند.

اجزای اصلی خرپاها شامل موارد زیر می باشد:

۱- قاب‌های مثلثی ساخته‌شده با مقاطع فولادی

۲- یک گره که برای اتصال این قاب‌ها به کار می رود.

۳- در نهایت اجزای کوچکی که برای اتصال این چارچوب است.

گره‌هایی که در خرپا مورد استفاده قرار می گیرند به یکی از این دو حالت می باشند:

۱- لولا های سفت‌وسخت

۲- لولا های نیمه سفت‌وسخت هستند.

به این معنی که این گره‌ها توانایی تحمل بارهای وارد بر خرپا را دارند.

دلیل استفاده از خرپا این است که:

۱- مورد اول به حداقل رساندن وزن وارده بر سازه

۲- مورد بعدی کاهش میزان انحراف و خمش در سازه است.

۳- و در نهایت پشتیبانی از بارهای سنگین است که همگی برای سازه بسیار پر اهمیت و پر کاربرد هستند.

و اما خرپاهای فلزی دسته وسیعی از خرپاها را شامل می‌شوند که با توجه به مزایایی که دارند که این مزایا شامل:

۱- مقاومت در برابر نیروهای خارجی

۲- نصب و راه‌اندازی ساده و سریع

۳- قابلیت جابجایی و حمل آسان

۴- مقرون‌به‌صرفه بودن

۵- و در آخر مناسب بودن برای ساختمان‌های مرتفع، بسیار کاربردی هستند.

هم چنین بپردازیم به انواع خرپاها که از نظر شکل ظاهری دسته بندی می شوند و شامل:

۱- خرپای ساده فلزی

این نوع از خرپاها شامل یک عضو مثلثی هستند  که این خرپاها قابلیت گسترش آن در صورت اضافه کردن دو عضو مستقیم و فاقد انحنا و نیز یک مفصل یا گره است.
از انواع خرپای ساده معمولا در ساخت سقف‌های قاب‌بندی شده متشکل از تیرهای شیب‌دار و هم‌چنین در ساخت تیرچه سقفی استفاده می‌شود.
امروزه به دلیل روی کار آمدن خرپاهای فضایی و مرکب، استفاده از خرپای ساده  تا حد نسبتا زیادی کم شده است و بیش تر در دوره های قبل تر مورد استفاده بودند که رفته رفته با پیشرفت در این زمینه مدل های جدید تر و به روز تری استفاده می شوند.
و بیش ترین استفاده از نوع ساده ی آن ها در ساختمان‌های قدیمی استفاده می شود.

۲- خرپای مسطح فلزی

و حالا در رابطه با خرپاهای مسطح یا صفحه‌ای باید گفت که تمام اعضا در یک صفحه دوبعدی هستند و شامل یکی سری اعضای تحتانی و فوقانی به صورت موازی قرار می گیرند که معمولاً به صورت سری یا پشت سرهم می باشند. ازجمله کاربردهای که می توان از انواع خرپاهای مسطح گفت ساخت انواع سقف، پل و شاه‌تیر می باشند.

۳- خرپای فضایی فلزی

خرپاهای فضایی برخلاف خرپای مسطح که در یک صفحه دوبعدی هستند، یک شبکه سه‌بعدی از مثلث‌های متصل‌به‌هم را تشکیل می‌دهند. خرپاهای فضایی به دلیل این که مستحکم هستند و هم چنین مقاومت بالایی دارند در بین کارفرمایان محبوبیت زیادی دارند و در موارد مختلفی کاربرد دارند که شامل ساخت سقف نمایشگاه‌ها، استخرها و کارخانه‌ها می باشند. خرپاهای فلزی فضایی معمولاً از جنس فولاد یا آلومینیوم هستند و همین باعث شده بسیار مستحکم باشند و همین طور نوع اتصالات آن‌ها لولایی می باشند.

۴- خرپای مرکب فلزی

خرپاهای مرکب از دو یا چند خرپای ساده فلزی تشکیل شده است و در مقایسه با سایر انواع خرپا، استحکام و مقاومت بیشتری دارد، از این نوع هم به میزان زیادی استفاده می شود. لازم به ذکر است که نوع سیستم خرپا برای هر پروژه متفاوت است و بر اساس نیاز و هدف پروژه باید انتخاب شود که تماما توسط طراحان و سازندگان انتخاب می شود.
و حالا برای اتصال قسمت‌های مختلف خرپا می‌توان از پیچ و مهره، پرچ کردن و یا جوشکاری اعضا به یکدیگر استفاده می کنند و البته از روش پرس کردن هم می‌توان استفاده کرد که اما نیاز به نیروی کار ماهر است و لازم است از تخصص بالایی برخوردار باشند.
در برخی از پل‌های راه‌آهن نیز لازم است از روش پرچ کردن برای اتصال قسمت‌های مختلف خرپا استفاده می‌شود تا به بهترین صورت متصل شوند و استحکام بالا باشد. جوشکاری هم رایج‌ترین روش است که برای اتصال برخی از نوع های خرپاها استفاده می شود.

انواع خرپا در سقف شیروانی

در سقف شیروانی، که به عنوان یک نوع ساختار معماری در استفاده است، خرپاها نقش مهمی در پشتیبانی و نگه‌داری اجزای سقف دارند.
این خرپاها به صورت تیرها و بارها به عنوان اجزای اصلی سازه‌های سقف شیروانی استفاده می‌شوند.

برخی از انواع خرپاها در سقف شیروانی عبارتند از:

۱- تیرها (Beams)

تیرها به عنوان اجزای افقی اصلی سازه، به نگه‌داری بارها و انتقال آنها به دیوارها و ستون‌ها می‌پردازند. این تیرها معمولاً از بتن مسلح، فولاد، چوب یا سایر مواد ساخته می‌شوند.

۲- بارها (Joists)

بارها نیز به عنوان اجزای افقی از نوعی خرپا به کار می‌روند و از موادی مانند چوب، بتن مسلح یا فولاد تهیه می‌شوند. بارها وظیفه تحمل بارهای توزیع‌شده مانند سقف و طبقات را دارند.

۳- ستون‌ها (Columns)

ستون‌ها به عنوان اجزای عمودی سازه، بارها و تیرها را تحمل می‌کنند و آنها را به بندها و سنگ‌های پایه‌ای منتقل می‌کنند. این ستون‌ها معمولاً از بتن مسلح یا فولاد ساخته می‌شوند.

۴- تسمه‌ها (Straps)

تسمه‌ها نیز از انواع خرپاهای سقف شیروانی هستند که به عنوان اجزای افقی کوچک‌تر از تیرها استفاده می‌شوند. آنها نقش تقویت‌کننده در سیستم سازه‌ای سقف دارند.
ترکیب مناسب این انواع خرپاها با هم، به ساختار سقف شیروانی استحکام و پایداری می‌بخشد و به اجزای سقف امکان مقاومت در برابر بارهای وزنی و نیروهای خارجی را می‌دهد.
نوع و تعداد خرپاها به وابستگی به طراحی و نیازهای ساختاری سقف تعیین می‌شود.

انتخاب خرپا مناسب برای سقف شیروانی

انتخاب خرپاهای مناسب برای سقف شیروانی بسیار مهم است، زیرا آنها باید توانایی تحمل و پشتیبانی بارها و نیروهای مختلف را داشته باشند.

در انتخاب خرپاها، باید به نکات زیر توجه کنید:

۱- نوع مواد ساخته‌شدن خرپاها

خرپاها معمولاً از بتن مسلح، فولاد، چوب یا سایر مواد ساخته می‌شوند. هر نوع ماده ساختمانی مزایا و معایب خود را دارد، بنابراین باید با توجه به نیازها و محیط استفاده، بهترین نوع مواد را انتخاب کنید.

۲- بارهای متحمل بر سقف

برای انتخاب خرپاها، بارهایی که سقف باید تحمل کند (مانند بارهای ثابت، بارهای متحرک، بارهای برف و بارهای باد) را محاسبه کنید و خرپاهایی را انتخاب کنید که با توجه به طراحی و استانداردهای مربوطه، این بارها را تحمل کنند.

۳- اندازه خرپاها

اندازه خرپاها نیز اهمیت دارد. خرپاها باید به اندازه کافی قوی و مقاوم باشند تا بارها را به نقاط پشتیبانی‌شونده (ستون‌ها و دیوارها) منتقل کنند.

۴- طراحی سازه

در انتخاب خرپاها، طراحی سازه سقف نیز باید مد نظر قرار گیرد.
شیوه‌های اجرایی سقف می‌تواند تعیین‌کننده نوع و تعداد خرپاها باشد.

۵- آسیب‌پذیری به حریق

در برخی موارد، ممکن است نیاز به استفاده از خرپاهای آتش‌بندی شده یا مقاوم به حریق باشد.

۶- هزینه‌ها

هزینه‌های مرتبط با نوع مواد و طراحی خرپاها نیز باید در نظر گرفته شوند.

۷- استانداردها و مقررات

همیشه به استانداردها و مقررات مربوط به ساخت و ساز و طراحی سقف توجه کنید.
بهتر است برای انتخاب خرپاهای مناسب و طراحی صحیح سازه، با مهندسان معماری یا مهندسان سازه همکاری کنید. آنها با توجه به نیازها و شرایط خاص پروژه شما، بهترین راهکارها و انتخاب‌ها را ارائه خواهند داد.