یکی از سازه‌های فلزی پرکاربرد که امروزه در صنایع گوناگون از آن استفاده بسیاری می‌شود، خرپاها هستند. در ساختمان‌سازی، خرپا نقش قابل توجهی در ایجاد مقاومت در برابر بارهای وارد شده دارد. علت استحکام این سازه نیز به مقاطع مصرفی در آن برمی‌گردد. یکی از مقاطع مهم در ساخت، قوطی‌ها هستند.
قوطی پروفیل در خرپا استحکام بسیاری را فراهم می‌کند. به همین علت در ساخت خرپاها، از این مقطع استفاده بسیاری می‌شود. اصول ساخت خرپا با قوطی و کاربردهای این سازه، موضوعی است که در این مطلب به بررسی آن خواهیم پرداخت. دریافت قیمت روز قوطی آهن با مراجعه به لینک درج شده
خرپا چیست؟
خرپا که در زبان انگلیسی truss نامیده می‌شود، سازه‌ای فولادی و متشکل از اجزای مثلثی شکل است. این اجزا دارای محور اصلی هستند و عمده کاربرد آن‌ها در ایجاد مقاومت در برابر بارهای خارجی است. از آن‌جایی که انتهای اجزا خرپا لازم است که حتما به یکدیگر متصل گردد، این اتصال به صورت مثلثی که پایدارترین شکل هندسی می‌باشد، صورت می‌گیرد.
روش های ساخت خرپا کدام است؟
اگرچه روش ساخت خرپا با توجه به کاربری مدنظر، متفاوت خواهد بود؛ با این حال به‌طور کلی روش‌های ساخت آن شامل موارد زیر می‌شود:
- خرپای پل یا مسطح
از روش‌های ساخت خرپا می‌توان به روش ساخت خرپای پل اشاره نمود که در آن خرپا به صورت ذوزنقه‌ای و مستطیلی ساخته می‌شود. این نوع خرپا از یک سری اعضای تحتانی موازی و یک سری اعضای فوقانی تشکیل شده است.
- خرپای صفحه ای
از دیگر روش‌های ساخت خرپا روشی است که در آن تمام اجزای تشکیل‌دهنده خرپا در یک صفحه قرار می‌گیرند. از خرپاهای ساخته شده به این روش، در ساخت سقف و پل استفاده می‌شود.
- خرپای سقف-شیبدار
این نوع خرپا دارای شیب بوده و برای ساخت سقف‌های شیروانی استفاده می‌گردد. در روش‌های ساخت خرپا باید به این نکته دقت داشت که طول انواع آن‌ها بین ۱ تا ۱۵ متر و فاصله میان خرپاها نیز 3 الی 4 متر در نظر گرفته می‌شود.
مصالح و مقاطع برای ساخت خرپا چیست؟
با توجه به کاربرد خرپا، انواع مقاطع فولادی که برای ساخت خرپا به کار می‌روند متفاوت خواهد بود؛ اما به‌طورکلی می‌توان گفت که از انواع تیرآهن‌های هاش و معمولی، انواع نبشی و سپری فولادی، انواع لوله و به ویژه از انواع قوطی پروفیل توخالی با اشکال مربع و مستطیل، برای ساخت انواع خرپا استفاده می‌شود.
اصول ساخت خرپا با قوطی شامل چه مواردی می‌شود؟
ساخت خرپا فلزی با قوطی پروفیل در پروژه‌های عمرانی و ساختمانی بسیار رایج است و از آن برای افزایش استحکام سازه استفاده می‌شود. علاوه بر این مزیت، استفاده از قوطی در ساخت خرپا، هزینه‌های نهایی سازه را کاهش می‌دهد؛ چراکه قوطی پروفیل مقطعی توخالی است و استفاده از آن در سازه خرپا، وزن کلی سازه را کاهش می‌دهد.
با این حال، ضخامت قوطی پروفیل مورد استفاده در ساخت خرپا نبایست کم‌تر از 4 میلی‌متر باشد. با این تفاسیر، لازم است در طراحی خرپا از قوطی صنعتی استفاده شود. همچنین فاصله خرپاها باید به‌گونه‌ای باشد که خرپا بتواند بارهای زیر تحمل نماید:
- بار مرده
بار مرده اعمال‌شده به خرپاهای سقفی در ساختمان‌های صنعتی یک طبقه، از بار مرده روکش‌ها، بار مرده تیرک‌ها، وزن خود خرپا، وزن بست‌ها، مجاری مخصوص تهویه مطبوع و وزن هواکش تشکیل می‌شود.
- بار زنده
بار زنده اعمال‌شده به خرپاهای سقفی ساختمان‌های صنعتی شامل وزن گرانشی ناشی از عبور و مرور اشخاص و تجهیزات متحرک، گردوغبار، اسباب و اثاثیه خواهد بود.
- نیروی باد
با وزش باد در پشت‌بام نیز نیرویی به خرپاهای سقفی اعمال می‌شود که اغلب به‌صورت نیروی صعودی بلند کننده عمود بر سقف است و خلاف بار گرانش عمل می‌کند.
- بار ناشی از زلزله
نیروی اعمال‌شده در اثر زلزله، به وزن ساختمان وابسته است و در مورد ساختمان‌های صنعتی که وزن زیادی در پشت‌بام دارند، بار زلزله در طراحی مهم خواهد بود.
ساخت خرپا با قوطی پروفیل چگونه انجام می‌شود؟
در ابتدا لازم است مقطعی با ابعاد مشخص، انتخاب گردد که غالبا برای خرپای سقف از پروفیل 6 در 6 استفاده می‌شود. پس از آن، توجه به فواصل، شیب و نسبت اعضا به یکدیگر است. برای داشتن عملکرد سازه‌ای خوب، نسبت دهانه به عمق خرپا باید بین 10 تا 15 باشد.
همچنین گرایش اعضای مورب نسبت به تار پایین و بالا باید در محدوده 35 تا 55 درجه قرار بگیرد. جهت اعضای مورب نیز باید به‌گونه‌ای باشد که طولانی‌ترین اعضا را در معرض کشش قرار دهند.
بهترین راه برای اتصال اعضای خرپا به یکدیگر، استفاده از پیچ و مهره است؛ چراکه جوشکاری نقاط اتصال را در برابر تحمل فشار ضعیف می‌کند. پس از ساخت خرپا با قوطی، باید برای حفظ پایداری جانبی، میان آن‌ها دو قوطی یا پرلین، به‌صورت ضربدری قرار داده شود.
روش محاسبه ساخت خرپا با قوطی پروفیل
روش محاسبه ساخت خرپا با قوطی، به تک‌شیب یا دو شیب بودن خرپا بستگی دارد. اگرچه ممکن است گاه خرپا به‌صورت سه‌بعدی یا فضایی نیز مورد استفاده قرار گیرد؛ اما کاربرد نوع دو بعدی (تک‌شیب و دو شیب) بسیار بیشتر است.
محاسبه ساخت خرپا با قوطی تک‌شیب
خرپا تک‌شیب دارای سه ضلع اصلی است که یکی از اضلاع آن موازی با زمین، دیگری قائم و ضلع آخر، ضلع شیب‌داری است که در کنار دو ضلع دیگر، یک مثلث قائم‌الزاویه را تشکیل می‌دهد.
برای به دست آوردن ارتفاع خرپا یا ضلع قائمه، باید شیب خرپا را در قاعده آن که معمولاً با عرض دهانه سازه برابر است، ضرب کرد. به عنوان مثال اگر شیب خرپا 25 درصد و طول قاعده آن 10 متر باشد، باید با ارتفاع 250 سانتی‌متری (2.5 متری) ساخته شود.
محاسبه ساخت خرپا با قوطی دو شیب
در طراحی خرپا با قوطی به‌صورت دو شیب، دو خرپای تک‌شیب از سمت ضلع قائمه کنار یکدیگر قرار داده می‌شود. به همین علت، طول دو شیب این خرپا با یکدیگر برابر خواهد بود. برای محاسبه ارتفاع این نوع خرپا، باید ابتدا طول ضلع پایین تقسیم بر عدد 2 و سپس حاصل در شیب خرپا ضرب شود. برای مثال اگر طول قاعده خرپا 10 متر و شیب آن 25 درصد باشد، باید با ارتفاع 125 سانتی‌متر (1.25 متر) ساخته شود.
نقشه خرپا با قوطی آهن
پیش از آن‌که هر پروژه ساخت و سازی آغاز گردد، لازم است که نقشه چگونگی ساخت آن نیز تهیه شود. ساخت خرپا نیز از این قاعده مستثنی نیست. نقشه خرپا با قوطی آهن اطلاعاتی نظیر مساحت خرپا، مصالح مورد نیاز، مقدار مصالح مورد نیاز و غیره را در اختیار مهندسین ساخت و ساز قرار می‌دهد.
بسته به عوامل، مکان و کاربردهای مختلف، می‌توان نقشه‌های متفاوتی برای ساخت خرپا طراحی کرد. پایدارسازی به روش خرپایی از روش‌های متداول در اجرای گود و گودبرداری است که جزئیات آن در عکس زیر آورده شده است.
کاربرد سازه خرپا با قوطی شامل چه مواردی است؟
از سازه خرپا با قوطی بیشتر در ساخت سوله استفاده می‌گردد و به سوله ساخته شده با قوطی پروفیل، سوله سبک یا HSS نیز گفته می‌شود. با وجود افزایش قیمت پروفیل، همچنان ساخت سوله با این مقطع فولادی از سوله تیر ورقی به‌صرفه‌تر است.
لازم به ذکر است که ساخت خرپا فلزی با قوطی پروفیل، تنها در سوله‌های صنعتی کاربرد ندارد و از آن در ساختمان‌های دارای سقف بلند، سازه‌های فضایی، پل‌سازی، سقف ساختمان‌های مسکونی، ساخت هواپیما و جرثقیل نیز استفاده می‌شود. سوله سبک، برای کاربری‌های زیر مورد استفاده قرار می‌گیرد:
- نمایشگاه‌ها، سالن‌های همایش و ورزش
- کارگاه‌های صنعتی، کارخانه و انبارها
- پارکینگ خودرو و آشیانه هواپیما
- ساخت مکان‌های تفریحی همچون استخرها
- حمل‌ونقل دریایی
مزایای ساخت خرپا با قوطی پروفیل چیست؟
به علت برخورداری از مزایایی که در ادامه به آن‌ها اشاره خواهیم کرد، از قوطی‌ها در ساخت خرپا استفاده بسیاری می‌شود. مزایای ساخت خرپا با قوطی، به شرح زیر می‌باشد:
- نصب و ساخت خرپا با قوطی، ساده است و به‌سرعت انجام می‌شود.
- استفاده از خرپای فولادی، امکان ساخت پل‌ها و سازه‌های طویل را فراهم می‌کند.
- استفاده از خرپای ساخته‌شده با قوطی، مقاومت سازه در برابر زلزله را بالا می‌برد.
- شکل مثلثی خرپای ساخته شده با قوطی، امکان توزیع یکنواخت بار را فراهم می‌نماید.
- ساخت خرپا با قوطی پروفیل به تجهیزات پیچیده‌ای نیاز ندارد و در مقایسه با سایر انواع خرپا هزینه ساخت پایین‌تری دارد.
معایب ساخت خرپا با قوطی پروفیل چیست؟
باوجود تمام مزایایی که پیش از این به آن اشاره شد، ساخت خرپا با قوطی، معایبی را نیز به همراه دارد. به همین علت در تمامی موارد نمی‌توان از آن استفاده نمود. معایب ساخت خرپا با قوطی شامل موارد زیر می‌شود:
- ساخت خرپا با قوطی پروفیل به دقت بالایی نیاز دارد.
- نمی‌توان سطح داخلی قوطی را در برابر زنگ‌زدگی مقاوم کرد. به همین علت، استفاده از خرپا ساخته شده با قوطی در مناطق مرطوب، مناسب نیست.
- هزینه تعمیر و نگهداری خرپا با قوطی پروفیل تقریبا بالا است.
- سازه خرپا فضای زیادی را اشغال می‌کند و به همین دلیل نمی‌توان از آن در سازه‌های کوچک استفاده کرد.
جمع بندی
خرپا سازه فلزی پرکاربردی است که از اجزای مثلثی شکل به یکدیگر تشکیل می‌شود. یکی از مقاطع مهم در ساخت خرپا، قوطی است. ساخت خرپا با قوطی پروفیل مزایایی همچون افزایش مقاومت سازه در برابر زلزله، سرعت بالای نصب و اجرا و غیره را دارا می‌باشد.
کارخانه شاهین فلز سپاهان، یکی از برترین تولیدکنندگان و توزیع‌کنندگان انواع قوطی پروفیل می‌باشد. لازم به ذکر است، این کارخانه علاوه بر عرضه پروفیل با کیفیت بالا و قیمت مناسب، این مقاطع را بدون واسطه، به مشتریان گرامی عرضه می‌دارد.
منبع(Resource): Truss
سوالات متداول
ساخت خرپا با پروفیل قوطی چگونه انجام می‌شود؟
برای ساخت خرپا با قوطی معمولا از پروفیل 6 در 6 استفاده می‌شود و لازم است که نسبت دهانه به عمق خرپا بین 10 تا 15 باشد. بهترین راه برای اتصال اعضای خرپا به یکدیگر، استفاده از پیچ و مهره است.
کاربرد خرپا با قوطی چیست؟
از خرپا با قوطی معمولا در ساخت سوله‌ها، پل سازی، سقف ساختمان‌ها و غیره استفاده می‌شود.
