سوله خرپایی (سبک) + مشخصات، معایب و مزایای سوله خرپایی

سوله خرپایی سازه‌ای فلزی با وزن کم و مقاومت بالاست، که با انواع سقف‌های شیب‌دار و قوسی و دیگر نمونه‌های سقف قابل استفاده می‌شود.

دلایل گوناگونی از صرفه اقتصادی تا سبک و کارآمد بودن این نوع سوله، آن را در ردیف پرکاربردترین نمونه‌های سازه‌های صنعتی قرار داده است.

نامحدود بودن ساخت دهانه‌ در سوله‌های خرپایی را می‌توان شاخص‌ترین خصوصیت‌ آنها دانست که اهمیت بالای کاربردی آنها را بیش از پیش مشخص می‌کند.

در نوشتار پیش رو ضمن پرداختن به این موارد، می‌خوانیم:

• کدام مزایا استفاده از سوله های خرپایی را با استقبال بالا همراه کرده است؟
• از کاربردهای سوله خرپایی بیشتر بدانیم

با ما در مطالعه این متن همراه شوید.

سوله خرپایی: از کاربرد تا تنوع

خرپاها سازه‌هایی ساده اما مستحکم‌اند، که بر اساس اصول هندسی و با محاسبات ریاضی به‌شیوه‌ای ساخته و مونتاژ می شوند، که قابلیت تحمل بارهای جانبی وارد شده بر سوله را داشته باشند.

خرپا ساده (simple truss) از اتصال مفصلی ۳ عضو در دو گروه تشکیل شده و با نام مثلث بنیادی خرپا شناسایی می‌شود. از اتصال دو یا چند خرپای ساده، خرپای مرکب (Compounded Trusses) ساخته می‌شود.

اگر خرپایی شرایط ذکر شده در موارد ساده و مرکب را نداشته باشد خرپای مبهم نامیده می‌شود.
از نظر شکل نیز انواع خرپا از تنوع بالایی برخوردارند که بنابر نیاز و الزامات کاربردی در انواع سقف یا پل‌ها به‌کار می‌روند.

در ادامه به ذکر چند نمونه از معروف‌ترین خرپاها می پردازیم:

معروف ترین نمونه های سوله خرپایی چیست

• خرپا با قوس‌های موازی (Parallel Chord Truss)
• خرپا تک تیرک یا شاه تیر ( King Post Truss)
• خرپا هاو (Howe Truss)
• خرپا چتری (Fan Truss)
• خرپا سقف نور شمالی ( North Light Roof Truss)
• خرپا پرات ( Pratt Truss)
• خرپا دستک‌دار یا عصایی (Queen Post Truss)
• خرپا قیچی (Scissor Roof Truss)
• خرپا چهارگوش (Quadrangular Truss)
• خرپا پاشنه بلند (Raised Heel Roof Truss)

ایمنی خرپای سبک و عوامل موثر در آن

محاسبات فنی را باید اصلی‌ترین فاکتور در ایمنی این سازه‌های سبک و کاربردی برشمرد. پروفیل‌های مصرفی در آنها نیز، نسبت به نوع سوله و وزن آن محاسبه و انتخاب می‌شوند. در صورت نبود محاسبات دقیق، وزن سوله به‌طرز غیراصولی بالا رفته و محاسبات اقتصادی در ساخت را بر هم می‌زند.

از نظر روش ساخت، سوله‌های خرپایی به انواع صفحه‌ای با اعضای مثلثی شکل، مسطح با اعضای ذوزنقه‌ای که در پل‌های خرپایی کاربرد دارد، و در نهایت خرپای سقف شیب‌دار که با طراحی و اجرای شیب‌دار همراه است تقسیم می‌شود.

اتصالات بین این اعضا با پیچ و مهره و در مواردی با جوش انجام شده و گاه نیز از ورق اتصال برای این منظور استفاده می‌شود. سعی شده امتداد محور میله‌ها در این اتصالات از نقطه مشترکی بگذرد تا از خواص گیرداری بالاتری بهره‌مند باشند.

با توجه به اتصال اعضا توسط ورق‌ اتصال در برخی نمونه‌ها و احتمال دفرمه شدن ورق در اثر خمش، خرابی برخی سازه‌های خرپایی را می‌توان به این موضوع نسبت داد.

اتصال ضعیف جوش با پیچ و پرچ نیز از دیگر دلایلی است که به گسیختگی، برش پیچ‌ها و پارگی ورق منتهی و باعث خرابی ساختمان‌های خرپایی می‌شود.

معایب و مزایا سوله سبک کدامند

استفاده از سوله های سبک با معایب و مزایای فراوانی همراه است که برخی از آنها شامل موارد زیر است:

• ساخت دهانه‌هایی با ابعاد نامحدود
• حمل ارزان و نصب آسان
• اسکلت ارزان قیمت و مقرون به‌صرفه نسبت به سوله‌های تیر ورقی
• مناسب برای ساخت سازه‌هایی با اسکلت تمام فلز
• کاهش لرزش و ناپایداری به میزان قابل توجه و بسیار بیش از نمونه‌های دیگر از قبیل سوله‌های یو بی ام
• امکان نصب هرگونه تجهیزات جابجایی نظیر انواع جرثقیل
• مونتاژ و نصب آسان و نیز جمع‌آوری ساده و آسان در صورت نیاز
• طراحی آسان و فوری با استفاده از فناوری روز دنیا و نرم افزارهای موجود
• مقاومت بالا در برابر انواع فشارهای جانبی وارده

لازم به ذکر است هزینه و اجرت کار برای نصب این نوع سوله نسبتا بالا بوده که به‌عنوان معایب آن به‌شمار می‌آید.

آشنایی با مشخصات سوله خرپایی

انواع سوله علاوه‌بر نقاط مشترک و شباهت‌ها، دارای نقاط تمایز و مشخصه‌هایی نیز هستند که آنها را از سایرین متمایز می‌کند.

در مورد سوله خرپایی مهم‌ترین موارد را با هم مرور می‌کنیم:

دهانه سوله خرپا

از اصلی‌ترین مواردی که باعث انتخاب این نوع سوله برای مصارف گوناگون صنعتی و تجاری می‌شود، می‌توان به عدم وجود محدودیت در اندازه دهانه سوله اشاره کرد. تا جایی که حتی دهانه‌هایی با اندازه بالای ۱۰۰ متر را با این نوع سازه و بدون نیاز به پایه می‌توان ساخت.

این مورد با میزان مصرف فولاد برای تهیه اسکلت نسبت مستقیم دارد. یعنی با بالاتر رفتن اندازه دهانه، میزان فولاد مورد استفاده برای تهیه آن هم بیشتر خواهد شد.

اما نکته قابل توجه اینکه در این صورت متراژ دیوار و فونداسیون مورد نیاز برای آن کمتر شده و براساس محاسبات، سازه به‌طور کلی ارزان‌تر تهیه خواهد شد.

مجموعه این محاسبات نشان می‌دهد که ساخت سوله خرپایی با ارتفاع بالا و دهانه بزرگ در کل مقرون ‌به ‌صرفه و اقتصادی است. اما نکته کلیدی محاسبات مهندسی برای این کار است که ابعاد مناسب برای تهیه و ساخت سوله را با مزایای کاربردی بهینه به کارفرمایان معرفی می‌کند.

ستون خرپا

نوع هندسه انتخابی برای تحمل بارهای مختلف در ستون‌های طرفین سوله خرپایی به نوع طراحی آنها بستگی دارد. در مورد ستون‌های میانی موضوع پیچیده‌تر بوده و تاثیری دوگانه بر هزینه‌ها دارد:

از یک‌سو با حذف ستون میانی که با انجام محاسباتی امکان‌پذیر هم هست، بر ارزش ملک و کاربری آن افزوده می‌شود و از سوی دیگر با اضافه کردن ستون‌ها، وزن سازه به‌دلیل افزایش قطر سایر مقاطع افزایش یافته و هزینه کلی ساخت سوله افزایش می‌یابد.

اجزای سوله خرپایی چیست

سوله خرپایی همچون انواع دیگر سوله، اجزای مهمی در ساختار کلی خود دارد که به شرح زیر تقسیم‌بندی می‌شود:

• قاب اصلی

در تهیه قاب اصلی سوله‌های خرپایی، از انواع تیرها و ستون‌ها استفاده می‌گردد. تیرهایی که در این سازه به عنوان لنگر استفاده می‌شوند، به صورت عمودی در سازه قرار می‌گیرند. علت این امر نیز آن است که بارها به صورت عمودی بر سازه وارد می‌شوند.

• وال پست

وال پست‌ها برخلاف قاب اصلی، به صورت عرضی در ابتدا و انتهای سوله با هدف کاهش سطح بادگیر ستون‌های اصلی و نیز تکیه‌گاه شدن برای دیواره‌های اصلی سوله نصب می‌شوند.

• استرات

استرات‌ها، متصل‌کننده‌های قاب‌های اصلی هستند که به صورت طولی در سوله به کار می‌روند. استرات سوله، انتقال نیرو میان قاب‌ها را انجام می‌دهد و علاوه بر آن، نقش تکیه‌گاه جانبی برای رفتر سوله و ستون‌ها را دارد.

• لاپه

لاپه به جهت متصل کردن سقف به پیکره سوله مورد استفاده قرار می‌گیرد و به صورت  z مانند بر روی سوله قرار می‌گیرد.

• سگراد یا میل مهار

لاپه‌ها را برای مهار کردن نیروی جانبی با تعداد 2 یا 3 میلگرد طولی به یکدیگر وصل می‌کنند که میل مهار نامیده می‌شوند.

• مهاربند سقف

برای افزایش استحکام و انسجام سقف، در دور تا دور سوله و قاب‌ها از مهار بند سقف استفاده می‌شود.

• مهاربند دیوار

مهاربند دیوار را برای مهار نیروهای وارده به دیوار (از طول)، استفاده می‌کنند.

اقلیم انتخابی برای استفاده از سوله

تحمل بارهای وارد به هر سازه از جمله سوله خرپایی از مواردی است که باید زیر نظر سازمان نظام مهندسی بررسی و تایید شود تا مجوز ساخت بگیرد. در این مورد، بایستی محاسبه میانگین بارهای هر منطقه جغرافیایی در ۳۰ سال گذشته را ملاک قرار داده و میزان مقاومت بنا را سنجید.

مثلا بیشترین میزان نزول باران یا بارش برف در مناطقی با آب و هوای برفی و بارانی، ملاک تعیین میزان مقاومت سازه سوله خرپایی است. هم‌چنین بروز وقایعی نظیر زلزله و بادهای شدید نیز در این موارد دارای اهمیت بوده و در محاسبات مقاومت سازه منظور می‌شود.

از طرفی، با بیشتر شدن ارتفاع، وزن اسکلت فلزی هم بالاتر می‌رود تا بتواند در برابر عوامل فیزیکی نظیر باد و طوفان مقاومت کافی داشته باشد.

جرثقیل سقفی

نصب جرثقیل سقفی به‌دلیل کاربرد آن برای جابجایی بار و وزنی که به سازه تحمیل می‌کند، باید در محاسبات وزن کلی سازه سوله خرپایی منظور شود.

آشنایی با موارد مهم کاربرد سوله خرپایی

این نوع سوله در چند دهه اخیر توانسته بالاترین آمار استفاده و تنوع در کاربرد را به خود اختصاص دهد. برخی از این موارد عبارتند از:

سالن‌های سرپوشیده‌ی وسیع و نیازمند به فضای بزرگ و بدون ستون میانی مانند سالن همایش، نمایشگاه و کارگاه، آشیانه هواپیما، سازه‌های مربوط به شهر بازی و مراکز تفریحی، سرپناه‌های موقت یا شلترها، سالن کارخانجات و مراکز صنعتی و تعمیرگاه‌ها و بسیاری موارد دیگر از نمونه‌های استفاده از این نوع سوله سبک و کاربردی هستند.

ایمنی بالا و هزینه ساخت کمتر نسبت به سایر سوله‌ها از مزایایی است که تولید و عرضه این نوع سوله را با استقبال بالایی روبرو کرده است.

جمع بندی

سوله خرپایی را باید پرکاربردترین نوع سازه سبک برای ایجاد فضاهای مسقف در میان انواع سازه مهندسی مدرن نام برد. کاهش چشمگیر مصالح مصرفی (فولاد) برای ساخت این نوع سقف و سهولت و سرعت نصب آن از مواردی هستند که اقبال عمومی به این نوع سوله را در سرتاسر دنیا طی سال‌های اخیر افزایش داده است.

برخی نیاز به نیروی فنی و متخصص برای برپا نمودن ایمن و مهندسی این نوع سازه را به‌عنوان یک دشواری و هزینه جانبی به‌شمار می‌آورند، اما همین مورد نیز نشان از برتری و به‌روز بودن آن در رعایت موارد ایمنی و استانداردهای عملی کار دارد.

سوله خرپایی را می‌توانید با طراحی مدرن و برای موارد گوناگون به‌کار بگیرید و از مزایای فراوان آن بهره‌مند شوید.

سوالات متداول