خرپا سازهای صلب از واحدهای مثلثی شکل است که از اتصال اجزای باریک و بلند ساخته شده است. خرپاها توانایی تحمل نیروهای کششی و فشاری را دارند. خرپاها از جملهٔ سادهترین اعضاء باربر سازهها هستند که در کل به عنوان اعضاء خمشی عمل نموده و در سقفها، پلها، و سازههای هوا و فضا مورد استفاده قرار میگیرند. دراین گونه سازهها به علت عدم وجود نیروی برشی و لنگر خمشی در تک تک اعضاء متشکله مثلثها اتصالات باید به صورت مفصلی مدل شود. خرپا بر حسب تعریف از مجموعهای از اعضایی بوجود میآید که همگی در یک صفحه قرار داشته و ترکیب آنها یک شبکه مثلثی ایجاد نماید. چون در خرپاها فرض میشود که اعضا در انتهای خود به اعضای دیگر لولا شدهاند بنابر این شکل مثلثی تنها شکل پایدار خواهد بود. خرپاها به سه گروه زیر تقسیم می شوند: 1) خرپاهای ساده یا Simple Trusses: که شبکه بندی مثلثی در آنها کاملا رعایت شده. 2)خرپاهای مرکب یا Compounded Trusses : این نوع خرپاها از ترکیب مناسب در یا چند خرپای ساده ایجاد میشوند که این ترکیب میتونه بوسیله ی یک گره یا یک عصو ویا سه عضو موازی و غیر متقارب ایجاد شود. 3)خرپاهای پیچیده و مبهم هرگاه عضو یا اعضای جدیدی به خرپا اضافه شوند بدون اینکه گره جدیدی به آن اضافه شود،خرپا یک خرپای نامعین ایستایی میشود. پایداری-ناپایداری-معینی-نامعینی خرپاها: اگر تعداد گره های خرپا را با j و تعداد عضو های آن که همان میله ها هستند رو با m و تعداد عضوهای خرپا رو با R نشون بدیم داریم: A) اگر m+R<2j باشد خرپا ناپایدار استاتیکیست. B) اگر m+R=2j خرپا معین است اما پایداری و ناپایداری هندسی آن باید بررسی شود C) اگر m+R>2j باشد خرپا نامعین استاتیکیست ولی پایداری و ناپایداری هندسی آن باید بررسی شود. كاربرد خرپاها : خرپاها از مفيد ترين فرم ساختماني هستند كه در انواع ساختمانها وماشينها به كار مي روند. ساختمانهاي خرپايي،در مقابل نيروهاي واردآمده مقاومت بسياري دارند واز لحاظ اقتصادي نيز ساختن آنها مقرون به صرفه است .اتصال ميله هاي خرپاها به يكديگر چنانچه فلزي باشند ،به وسيله ميخ وپيچ انجام مي گيرد .وچنانچه خرپاي چوبي باشد،اتصالات آنها به سقفهاي با دهانه هاي زياد ونيز پله ها به كار مي برند. بعضي از ماشينهاي سنگين ،مثل جرثقيلها،نيز از خرپا استفاده مي شود.خرپاها ضمن داشتن مقاومت زياد،از نظر وزن سبك هستند. استخوانبندي بال بعضي از پرندگان كه براي پرواز بايد سبك باشند،به صورت خرپا تكوين يافته است .اسكلت بندي هواپيماها را نيز به همين علت از نوع خرپايي انتخاب مي كنند. پروفيل هاي رايج در خرپا سازي : در خرپاسازي ميتوان بر حسب مورد از پروفيلهاي فولادي مختلف استفاده كرد.1-استفاده از پروفيلهاي L و در خرپاهاي سبك به نحوي كه وترهاي بالايي وپاييني از I وقطرهايL استفاده مي شود .2-استفاده از پروفيلهاي IPE يا IPB و و L به طوري كه وترهاي بالايي وپاييني از I واعضاي قائم از IPE يا IPB وقطريها از 2L پشت به پشت . 3-استفاده از پروفيلهاي مثل IPEIو 2 [ .4-در طراحي خرپاهاي بسيار سنگين از پروفيلهاي IPB استفاده ميكنند ولي وترهاي بالايي و پاييني به صورت افقي است. 5-امروزه به كمك تكنيك نورد كردن پروفيلهاي قوطي مربع و مربع مستطيل بسيار ساده شده است و هيچگونه اضافه قيمت ساخت براي اين نوع پروفيلها در مقايسه با ديگر پروفيلها در خرپاسازي وجود ندارد. 6- ازپرو فيل هاي لوله اي شكل در خرپا سازي استفاده مي شود . تنها مشكل در استفاده از اين نوع پروفيل ها بريدن وجفت و جور كردن قطعات به يكديگر است . استفاده از اين نوع پروفيل در صنايع جرثقيل سازي اهميت بسيار دارد. اجزاي تشكيل دهنده خرپا عبا رتند از : نيروي وارد از لاپه- عضو قطري، عضو قا ئم ، وتر بالايي (كنش) وتر پاييني (عضو مورب زرين)وتر بالايي(عضو مورب بالايي) اتصالات در خرپا ها : اعضاي خر پاها به وسيله جوش ، پيچ و مهره ويا پرچ به يكديگر متصل مي شوند اتصال اعضا گاهي به مستقيم وگاهي به مسيله ورقي موسوم به ورق اتصال صورت مي گيرد :بنا براين در عمل نه تنها حالت اتصال مفصلي در انتهاي اعضا وجود ندارد، بلكه پيوند آنها به يكديگروبه ورق اتصال از گيرداري قابل ملا حظه اي نيز برخوردار است . توجه به نكاتي خاص موجب مي شود كه فرض اتصال مفصلي و نيرو ي محوري خالص در اعضاي خرپا ها واقعيت بيشتري پيدا كند . از مهمترين ملا حظات در اين مورد آن است كه در طرح خرپا سعي شود تا امتداد محور ميله ها از نقطه مشتركي بگذرد . همچنين اعمال نيرو هاي خا رجي به محل گروه ها از شرايط ديگر اين فرض مي باشد . ورقه هاي اتصال در خرپا : ورق اتصال در خرپا با توجه به فرم اعضاي آن بدست مي آيد .يكي از مسائلي كه گاهي در اتصالات خرپا ها پيش مي آيد خمش ورق اتصال است . خمش ورق اتصال در بعضي موارد موجب تغيير فرم و كج شدن خرپا واحتمالا خرابي آن مي شود . بسياري از خر ابيهاي ساختمانهاي خرپايي به علت اتصال ضعيف (جوش يا پرچ يا پيچ )و خمش ورق اتصال اتفاق افتاده است . گسيختگي جوش ، پارگي ورق و برش پيچ وپرچها را نيز بايد از ضايعات اتصالات ضعيف خرپا ها به شمار آورد. لاپه ريزي روي خرپاها و مهار كردن آنها : خر پا ها يا قابهاي خرپايي معمولا به فواصل 3تا6 متر از يكديگر انتخاب مي شوند وبر روي آنها تير هاي (لاپه) در امتداد عمو د برصفحه خرپا ها ويا قابهاي خر پايي قرار داده مي شود . براي نمونه قاب ساختماني از اين نوع با تير هاي طو لي و عرضي متكي بر آنها در شكل نشان داده شده است . بهتر است لاپه ها روي گره هاي خر پا قرار گيرند . باد بند وانوع آن در ساختمانهاي خر پايي : تعريف : به طور كلي باد بند عبارتند از مجموعه ميله ها ويا پرو فيل هايي ( كشها و مهار ها ) است كه نو عا به صورت ضربدري قا بهاي ساختماني را بهم متصل مي كند . چون مقاومت قابهاي خر پايي در برابر نيروهاي عمود بر صفحه قابهابسيار كم است ، لذا براي بالا بردن مقاومت ساختمان در امتدادعمود بر قابهاي خرپايي، از عناصر ساختماني ديگري به نام ( باد بند) يا ((مهارهاي جانبي ))استفاده مي كنند ، فلسفه وجودي باربند جانبي آن است كه به نحوي مقاومت مقاومت سيستم قابها را در جهت عمود بر قابها افزايش دهد. سيستم باد بند عبارتند از مجموعه اي از كشها يا مهارهايي كه به طور ضربدري قابها را به هم متصل ميسازد . در اين حالت قابهاي انتهاي ساختمان توسط باد بندها به اولين قاب دروني متصل شدهاند . اين ترتيب تقويت براي ايجاد استحكام جانبي مناسب است و عملكرد آن به اين صورت است كه سيستم قابهاي خرپايي به اين وسيله به هم متصل ميشود و حالت قفسهاي را پيدا ميكند . اين قفسه در جهات مختلف تحت اثر نيروهاي جانبي داراي صلبيت و پايداري است و واژگون نميشود ، در مواردي نيز سيستم بادبند را هر چند دهنه قاب در ميان ، بين دو قاب انجام ميدهند.چپ و راستها را ميتوان در سطح ميلههاي بالايي خرپا يا در سطح ميلههاي پاييني خرپا قرار داد. خرپاي فضايي: يكي از مقاومترين و جالبترين سازهها ي شبكه فضايي (( حقيقي )) يا خرپاي فضايي است . از خرپاهاي فضايي ، به علت سختي و استحكام زيادي كه دارند ، براي پوشش فضاهاي كارخانهها ، نمايشگاها ،استخرها و … استفاده ميشود . در عمل از اين سيستم براي پوشاندن سقفهايي به مساحت 90*90 بدون بهرهگيري از ستون استفاده ميكنند . در طي سالهاي اخير از شبكههاي دو لايهاي كه يك يا هر دو لايه آنها از شش ضلعيهايي تشكيل ميشود ، براي احداث بام استفاده شده است . جنس و نوع پروفيلهاي به كار رفته در خرپاهاي فضايي ممكن است لوله فلزي ، آلومينيومي ،نبشي و يا قوطي باشد كه اتصالات به صورت مفصلي است . استاندارد خرپا در ایران در ايران سازمان مديريت و برنامهريزي كشور طي دو نشريه، استانداردهاي مورد نياز خرپاهاي فولادي را تدوين نموده است: · نشريه 82 سازمان مديريت و برنامهريزي کشور، معاونت امور فني، ويرايش سال 1385 · نشريه 94 سازمان مديريت و برنامهريزي کشور، معاونت امور فني، ويرايش سال 1385 همچنين موسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي ايران استاندارد شماره 2909 را در دو بخش براي خرپاها و بلوكهاي سقفي مورد مصرف در صنعت ساختمان ارائه نموده است: * تيرچه مورد مصرف در سقفهاي تيرچه بلوک - ويژگيها و روشهاي آزمون * بلوکهاي سقفي مورد مصرف در سقف هاي تيرچه بلوک- ويژگيها و روش هاي آزمون در اين دو نشريه تمامي موارد مورد نياز خرپاها و خرپاهاي فلزي از جمله خرپاهاي پيش ساخته فولادي و نحوه استفاده از فولادهاي نورد سرد شده (اصلاح شده) را ارائه نمود است. منابع: ۱- اخوان لیل آبادی، محمد رضا، طاحونی، شاپور، تحلیل سازهها، انتشارات جهاد دانشگاهی واحد صنعتی امیر کبیر، تهران ۱۳۸۴. ۲- http://ww.phalls.com/ ۳- http://www.afshinsalari.com ۴- http://www.fuladsk.com/ استفاده از مطالب تنها با قرار دادن لینک منبع وبسایت علمی Civil & Art مجاز است.
