به گزارش گروه اقتصادی ایسکانیوز؛ خرپا مجموعه‌ای از میله‌های مستقیمی است که به طور مفصلی به هم متصل شده‌اند و شبکه‌های مثلثی را به وجود می‌آورند. اتصال اعضای خرپا به یکدیگر به وسیله جوش یا پرچ یا پیچ صورت می‌گیرد.
خرپا را برای پوشاندن سقف‌ها، به ویژه سقف‌‌هایی با دهانه‌های زیاد و نیز پل‌ها بکار می‌برند. در بعضی از ماشین‌های سنگین، مثل جرثقیل‌ها نیز از خرپا استفاده میشود. خرپاها ضمن داشتن مقاومت زیاد، از نظر وزن سبک هستند.
انواع خرپا
انواع خرپاها را در یک تقسیم بندی ساده می‌توان به گونه‌های زیر تقسیم کرد.
خرپای دو بعدی
در این دسته از خرپاها تمامی اعضای خرپا را می‌توان در یک صفحه جای داد. این بدان جهت است که از لحاظ هندسی اختلاف بعدی در نحوه قراگیری و جهت‌گیری اعضا وجود ندارد. بسیاری از طرح‌های کلاسیک خرپا در این دسته جای می‌گیرند. توانایی تحمل تنش‌ها و بارهای صفحه‌ای و حجم و ابعاد متناسب از نقاط قوت این گونه برشمرده میشود.
خرپای سه بعدی
خرپای این دسته از خرپاها بر خلاف نمونه قبل شامل شبکه‌ای از اعضا و اتصالات‌اند که روی هم حجمی را در برگرفته و در امتداد هر سه محور مختصات امتداد یافته‌اند. قدرت تحمل بارها و تنش‌های سه بعدی از مزایای این گونه خرپا به شمار میرود که البته این مزایا باعث افزایش هزینه و حجیم شدن سازه می‌شوند.
خرپای چند گانه
این دسته از خرپاها با هدف حذف نقاط ضعف و حفظ نقاط قوت دو گونه قبل ابداع شده‌اند. در این گونه از خرپاها معمولاً لینک‌های وسط به صورت تکی و لینک‌های بالا و پایین به صورت دوگانه و یا چندگانه طراحی می‌شوند. قدرت تحمل بارهای صفحه‌ای و مقاومت خمشی و کمانشی مناسب در جهات گوناگون، در عین حفظ ابعاد متناسب از جمله نقاط قوت این گونه‌اند.
خرپای پرات
این نوع از انواع خرپا، برای ساخت پل و سازههای تاق مانند که بیشترین فشار اعمالی در آنها در راستای عمودی است، گزینه‌ای بسیار مناسب و ایده‌آل شمار میرود.
اصول ساخت خرپاها
چون در خرپاها فرض میشود که اعضا در انتهای خود به اعضای دیگر لولا شده‌اند، بنابراین (شکل مثلثی) تنها شکی پایدار خواهد بود. اگر شبکه در یک صفحه واقع باشد، خرپا را (خرپای صفحه‌ای) و اگر شبکه فضایی باشد، خرپای حاصل را (خرپای فضایی) می‌گویند.
مطالعه خرپایی نشان می‌دهد که خرپای مثلثی تحت تاثیر نیروی وارد آمده تغییر شکل نمی‌دهد مگر این که یکی از اعضای آن خم شده یا بشکند. شبکه‌هایی که به صورت چهار عضو یا بیشتر باشند، پایدار نیستند و تحت تاثیر نیروهای موثر فرو می‌ریزند. این شکل‌ها بدون این که در طول و اندازه اعضای آنها تغییری رخ دهد، تغییر فرم می‌دهند.
سازههای خرپایی
سازههای خرپایی متشکل از اعضای کششی و اعضای فشاری هستند که به شکل مثلثی با اتصال مفصلی به یکدیگر متصل شده‌اند و نیروهای درونی آنها تماماً محوری‌اند (فشار و با کشش مستقیم بدون خمش و برش).
انواع سازههای خرپایی شامل کابل، خرپا، قاب‌های فضایی و قاب‌های ژیودزیک میشود. هندسه مثلثی شکل دارای نقش و تأثیری اساسی در رفتار خرپاهاست.
زیرا مثلث تنها چند ضلعی است که به طور ذاتی دارای پایداری هندسی است. معماران و احتمالاً بیش از آنان مهندسان، برای پوشش دهانه‌های مختلف به سازههای مسطح از قبیل تیرها، خرپاها و قاب‌های مسطح فکر می‌کنند.
در بیشتر موارد در صورتی که طراحی به صورت سه بعدی انجام شود و برای دهانه‌های متوسط و دهانه‌های بلند از سازههای فضایی استفاده شود، مزایای بیشتری به دست می‌آید. در حقیقت همه سازه‌ها سه بعدی و دارای طول، ارتفاع و ضخامتند.
اگر چه تیرها و خرپاهای مسطح اغلب رفتار سازه‌ای دو بعدی دارند، اما این عناصر سازه‌ای به طور کلی در یک صفحه در برابر بارهای وارده مقاومت می‌کنند. زمانی که دهانه سازه بیشتر از ۱۰ متر میشود، استفاده از اعضای تیر در شبکه تک لایه‌ای اقتصادی نیست و خرپاهای با جان باز با شبکه‌های ویرندیل ممکن است جایگزین تیرهای توپر شود.
401
