خرپا چیست؟ انواع خرپا چه کاربردی در ساختمان دارد؟
دسترسی سریع به محتوای این مطلب
خرپاها سازه های فلزی و مثلثی شکل هستند، که کاربرد بسیار زیادی در ساخت و سازهای مختلف دارند. هر ضلع این مثلث ها، یک عضو خرپا نامیده می شوند. اعضای خرپا معمولاً باریک و بلند هستند و به یکدیگر متصل می شوند تا یک ساختار محکم و سبک ایجاد کنند. تصور کنید یک پل آهنی را که از تعداد زیادی مثلث کوچک تشکیل شده است؛ این پل، یک نمونه ساده از یک خرپاست.
خرپا چیست؟
اعضای سازه فولادی در معرض نیروهای محوری قرار دارند و معمولاً کارایی بیشتری از اعضای انعطاف پذیر دارا می باشند؛ چرا که سطح مقطع آنها تقریباً یکنواخت است. خرپاها از اعضای مختلفی که دارای محور اصلی هستند متشکل می شوند و معمولاً برای ایجاد مقاومت در برابر بارهای خارجی مورد استفاده قرار می گیرند.
همچنین در بسیاری از مواقع جهت پوشاندن دهانه های بزرگ به کار گرفته می شوند. همان گونه که می دانید سیستم های خرپایی در مقایسه با سایر سیستم ها، مواد نسبتاً کمتری مصرف نموده و برای ساختن آن ها نیروی کار کمتری نیاز است، به همین سبب خرپا در زمینه ساخت سازه های فضایی، کاملاً مناسب و کارآمد است.
کاربرد خرپا چیست؟
خرپا در قسمت های مختلفی کاربرد دارد که از جمله آنها می توان به سقف ساختمان های صنعتی یک طبقه، سقف های بلند، سقف ساختمان های چند طبقه اشاره نمود. خرپاها در بخش های گفته شده با هدف ایجاد استحکام در مقابل بارهای گرانشی مورد استفاده قرار می گیرند. ناگفته نماند که خرپاها در قسمت های دیگری با هدف ایجاد مقاومت در برابر بارهای جانبی و ایجاد ثبات جانبی مورد استفاده قرار می گیرند. این قسمت ها شامل ساختمان، دیوارهای چند طبقه، تیرهای بلند افقی ساختمان‌های صنعتی می شود.
معمولاً خرپاها در انتقال بار سنگین از دهانه بزرگ تر عمل شاهی را انجام می دهند که به آنها مشبک نیز گفته می‌شود. همچنین کمربند های مشبک معمولاً طبیعی تر و سبکتر از کمربند های معمولی بوده و به همین سبب قیمت خرپا کاملا اقتصادی و به صرفه است. این شبکه ها به عنوان سیستم پشتیبانی کف در ساختمان‌های چند طبقه به کار گرفته می‌شوند. با انجام این کار عمق همه دهانه های مشبک درون خرپاها بدون افزایش عمق سقف به راحتی صورت می‌گیرند.
خرپاهای فولادی نیز معمولا در ساختمان ها و پل ها مورد استفاده قرار گیرند. همان گونه که می‌دانید در قسمت های بالایی این مقاله در مورد جزئیات خرپای‌های سازه‌های فلزی مطالبی ارائه داده شد. در ادامه رفتار و طراحی خرپاهای کامپوزیت فولادی و بتنی مورد بررسی قرار خواهند گرفت.
خرپا وظیفه تحمل کدام نیروها را برعهده دارد؟
نیروهای وارد شده به خرپاها یکسان نبوده و در سازه های مختلف با یکدیگر تفاوت دارند. بار وارد شده به خرپا، به چگونگی استفاده از خرپا بستگی دارد. برخی اوقات ممکن است بار وارد شده به سازه ساکن و برخی اوقات ممکن است متغیر باشد. در این قسمت از مقاله نیروهای مختلف وارد شده به سازه را مورد بررسی قرار می دهیم.
سازه های صنعتی
بار اعمال شده به خرپا در ساختمان های صنعتی، به دو شکل بارمرده و زنده است. بار مرده و بار زنده دو مشخصه فیزیکی هستند که در علوم مهندسی و سایر علوم، کاربرد دارند. مقدار بار زنده، متغییری است که به یک سازه اعمال شده و در طول زمان تغییر می کند؛ اما بار مرده میزان ثابتی است که به سازه وارد می شود.
1) بار مرده
بار مرده بر روی خرپا های سقف ساختمان های صنعتی شامل بار مرده روکش ها، بار مرده تیرک ها، وزن خود خرپا و وزن بست ها است. مجاری مخصوص تهویه مطبوع و وزن هواکش ممکن است به بارهای مرده خرپا سقف اضافه شوند. با افزایش طول دهانه مشخص، نیروی گشتاوری که در برابر قاب معلق مقاومت می‌کند نیز به شدت افزایش می‌یابد. در چنین مواردی استفاده از خرپاهای سقف اقتصادی تر می باشند.
2) بار زنده
بار زنده در خرپاهای سقف شامل وزن گرانشی به دلیل سرویس دهی، عبور و مرور کاربران، انتقال اسباب و اثاثیه و … است. شدت بار زنده بر طبق استاندارد IS: 875 – 1987 است. همچنین بار های ویژه اضافی مانند بار برف در آب و هوای بسیار سرد، بارهای زنده جرثقیل در خرپاها نیز در موارد خاص باید لحاظ شوند.
3) نیروی باد
نیروی باد در خرپاهای سقف به علت تاثیرات وزش باد، معمولا نیروی صعودی بلند کننده عمود بر سقف ایجاد خواهد کرد، مگر اینکه سقف دارای شیب زیادی باشد. به همین سبب نیروی باد در خرپای سگ خلاف بار گرانشی عمل می‌کند و برخی مواقع می‌تواند بزرگتر از بارهای جاذبه بوده و سبب بازگشت نیرو و اعضای خرپا شود.
پشت بندهای افقی و عمودی موجود در ساختمان های یک یا چند طبقه نیز خرپا به حساب می‌آیند. این پشت بندها برای ایجاد مقاومت در برابر باد و دیگر بار های جانبی مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین این پشت بندها به علت افزایش نیروی ثقلی در ساختمان‌های صنعتی، از خمش بین چهارچوب های مختلف می کاهد. علاوه بر آن از ستون‌های موجود در ساختمان های مختلف پشتیبانی کرده و به این شکل استحکام خمش را افزایش می‌دهند.
4) بار ناشی از زلزله
بدیهی است که بار زلزله در یک ساختمان به صورت مستقیم بستگی به وزن ساختمان دارد. معمولاً بارهای زلزله در طراحی ساختمان های فولادی سبک صنعتی لحاظ نمی‌شوند و اکثرا نیروی ناشی از باد حاکم است. ولیکن بار زلزله بر طراحی ساختمان های صنعتی که وزن زیادی در پشت بام متحمل می‌شوند حاکم است. این بارها مطابق استاندارد IS محاسبه شده است.
ساختمان های چند طبقه
بارهای جانبی به وجود آمده در اثر باد یا زلزله ممکن است در مقابل مهاربندهای عمودی که به عنوان خرپا عمل می نمایند، مقاومت کنند. این طراحی مناسب سبب می شود ساختمان ها در برابر بارهای جانبی مقاومت بسیار بالایی از خود به جای بگذارند. از این رو ساختمان های دارای دامنه متوسط اقتصادی تر هستند.
در صورت بارگیری در برابر زلزله، ممکن است ساختمان های مقاوم، نیروی اینورسی بیشتری را به خود جذب کنند. این امر سبب می شود شرایط استفاده از پشت بندها، مطلوب نباشد.
پل های خرپایی
خرپا در پل ها جهت انتقال فشار گرانشی وسایل نقلیه در حال حرکت مورد استفاده قرار می گیرد. ممکن است خرپای استفاده شده از نوع میانی یا از نوع عرشه باشد که این امر بستگی به شرایط محیط و طول دهانه پل دارد. در پل های نوع میانی مسیر عبور پایین خرپاها و در پل های نوع عرشه، راه حمل در بالای خرپاها لحاظ می شوند.
در اغلب مواقع فریم ساختاری که از مسیر عبور پشتیبانی می نماید، به نوعی طراحی می شود که بار اعمال شده از راه حمل به نقاط گره شده از خرپای پل عمودی منتقل شود.
برخی اوقات ممکن است خرپاها برای دهانه ای ارائه شوند که در آن دو نقطه اتکا پایانی وجود دارد. در این حالت می توانند به دو روش دستی یا مقاطع، مورد بررسی و تحلیل قرار گیرند. برخی از برنامه های رایانه ای نیز وجود دارند که با استفاده از آنها می توان به تجزیه و تحلیل خرپاها پرداخت. این نوع برنامه ها در مورد خرپاهای نامعین چند دهانه ای و علاوه بر آن ها، در مورد خرپاهای مقاومت مفصلی نیز لحاظ می شود، مناسب تر هستند.
این عملکرد خرپا از تجزیه و تحلیل مبتنی بر این فرض که اتصالات پرچ شده هستند و فقط نیروهای محوری را در اعضای مختلف خود تحمل می‌کنند، به اثبات رسیده است. با این حال، اعضای خرپا با جوش و یا با استفاده از چند پیچ، به صورت مستقیم به یکدیگر متصل می‌شوند. برخی از اعضای خرپا به ویژه وتر آن، ممکن است در گره‌ها به صورت یکپارچه قرار داده شوند.
این اتصالات همچنان که سازگاری به انتقال نیرو دارند، در کنار آن سازگاری به چرخش اعضای متصل را نیز به همراه دارند. این سازگاری سبب می‌شود تا خرپا علاوه بر نیروی محوری، لحظه خم شدن را نیز تجربه کند. این حالت ممکن است در نقاط استوانه ای این خرپاها بسیار ناچیز باشد. در این نقاط پهنا بسیار کوچک است؛ همچنین این مسئله در خرپاهایی که اعضای آن دارای نسبت ضخامت کمتری دارند، نیز وجود دارد.
گاهی ممکن است به دلیل وجود پارها در بین گره های خرپا، اعضای خرپا خم شوند. به چنین فشارهایی استرس های ثانویه می‌گویند. تنش های خمشی ثانویه نیز می تواند ناشی از اتصال غیر عادی اعضای خرپا در اتصالات آنها باشد. تجزیه و تحلیل خرپا برای گشتاور ثانویه و همچنین فشارهای ثانویه با یک تحلیل ساختاری نامشخص انجام می‌شود. این فرآیند معمولا با استفاده از نرم افزارهای رایانه‌ای انجام می‌گردد.
بزرگی استرس های ثانویه به سختی مفصل و سختی اعضای خرپا در محل اتصال بستگی دارد. در مواقع زیادی فشار های ثانویه در خرپاهای سقف نادیده گرفته می شود. این در صورتی است که نسبت باریک بودن اعضای وتر از ۵۰ و نسبت باریک بودن اعضای جان خرپا از ۱۰۰ بیشتر باشد.
استرس های ثانویه را نباید دست کم گرفت و باید همواره به آنها توجه داشت. به خصوص هنگامی که حداکثر نیرو بر روی اعضای بین گره‌ها اعمال شود و همینطور در اتصالات غیر عادی نیز استرس‌های ثانویه بسیار مهم هستند.
خرپای شیروانی
یکی از متداول ترین خرپاها، خرپای شیروانی است، که مشخصات متفاوتی دارد. از ویژگی خاص این خرپاها می توان به وتر بزرگی که در آن در نظر می گیرند، اشاره کرد. این کار به منظور تسهیل زهکشی طبیعی آب باران، تمیز کردن گرد و غبار و جلوگیری از تجمع برف انجام می شود. این خرپاها ارتفاع بیشتری در اواسط دهانه خود دارند.
با این اوصاف، حتی اگر نیروی خمشی بزرگی به اواسط دهانه خرپا وارد شود، این مقطع می تواند در شیروانی این نیرو را متحمل شود. دلیل این امر آن است که استرس عضو وتر و استرس عضو جان میانی نسبت به وسط دهانه کمتر است.
حداکثر عمقی که برای خرپاهای سقفی در نظر گرفته می شود در محدوده ۴ تا ۸ است. در نظر داشته باشید که نسبت بزرگتر در طول های طولانی اقتصادی تر است. خرپاهای شیروانی با توجه به نوع، تنظیمات متفاوتی دارند.
از انواع خرپاهای شیروانی می توان به خرپای پرات، خرپای Howe، خرپای FINK، خرپای FAN، خرپای FINK FAN و خرپای MANSARD اشاره کرد.
طراحی خرپاهای پرات به گونه ای است که اعضای مورب طولانی تر تحت فشار قرار نگیرند و در عوض فشار را اعضای عمودی کوتاه تر تحمل کنند. با تحمل فشار توسط اعضای کوتاه، طراحی کارآمدی می توان در نظر گرفت. افزایش نیروی باد می تواند باعث برگشت معکوس استرس در این اعضا شود و مزایای خرپا را خنثی کند.
خرپای Howe بر عکس خرپای پرات عمل می کند. در این خرپاها همانطور که متوجه شده اید، اعضای بلندتر فشار ناشی از نیروها را متحمل می شوند.
خرپای FINK در سقف هایی با طول زیاد و همچنین شیب زیاد مورد استفاده قرار می گیرد. نیرو در چنین خرپاهایی بین اعضای کوتاه تر تقسیم می شود.
در پروژه هایی که نیاز است اعضای خرپای سقف به تعدد پانل های فرد تقسیم شود، از خرپای FAN بهره گرفته می شود. در برخی از پروژه ها این خرپاها را می توان با یکدیگر ترکیب کرد که مزایای فوق العاده ای دارد. لازم به ذکر است که ترکیب خرپای FAN و FINK همواره لازم نیست و در برخی از پروژه ها کارایی مثبتی دارد.
خرپا MANSARD نوع متنوعی از خرپای FINK است. در این نوع خرپاها برخلاف FINK-FAN گوشه های ابتدایی کوتاه تری در نظر گرفته می شود.
به غیر از خرپای MANSARD طول دهانه خرپاهای دیگر در شیروانی بین ۶ متر تا ۱۲ متر متغیر است. در خرپای MANSARD این طول در محدوده ۱۲ تا ۳۰ متر قرار دارد و به همین دلیل کاربرد متفاوتی از این خرپاها به کار گرفته می شود.
خرپاهای FAN [شکل. 2 D]- هنگامی مورد استفاده قرار می گیرد که اعضای خرپای سقف باید به تعداد پانل های فرد تقسیم شوند. ترکیبی از fan & fink [شکل. 2- E] در برخی از موقعیت های خاص که به تعداد خاصی از پانل احتیاج دارند، می تواند به دلیل برخی از مزایای استفاده شود.
خرپا –mansard–شیروانی [شکل. 2- f] نوع متنوع خرپاهای fink است که برخلاف خرپاهای fink- fan، در نوع خرپاهای طویل دارای گوشه های ابتدایی کوتاه تر است.
طول دهانه خرپاهای پشت بام به‌استثنای خرپای mansard–شیروانی از 6 متر تا 12 متر تغییر است. خرپاهای mansard در محدوده دهانه 12 تا 30 متر قابل استفاده است.
انواع خرپا
خرپا سازه ای است که تنوع بسیار بالایی را دارد و آن را از لحاظ ویژگی های زیر طبقه می کنند:
- بر اساس هندسه و شکل ظاهری
- انواع خرپا از نظر پیچیدگی
- انواع خرپا از نظر ابعاد
- انواع خرپا از نظر شکل و عملکرد
در ادامه هر یک از این دسته بندی ها و انواع خرپا را معرفی می کنیم.
انواع خرپا از نظر پیچیدگی
از نظر پیچیدگی، خرپا به سه دسته ساده، پیچیده و مرکب طبقه بندی می شود.
خرپا ساده
خرپاهای ساده، ابتدایی ترین نوع خرپا هستند. این سازه ها معمولاً تخت بوده (یعنی همه اعضای آن ها در یک صفحه قرار دارند) و از یک مجموعه اعضای داخلی تشکیل شده اند. تحلیل و ساخت این خرپاها آسان است و آن ها را برای کاربردهایی با دهانه های کوچک تر و بارهای سبک تر مناسب می کند.
خرپا مرکب
خرپاهای مرکب پیچیدگی بیشتری نسبت به خرپاهای ساده دارند. آنها اغلب با ترکیب دو یا چند خرپای ساده تشکیل می شوند. این کار باعث ایجاد یک سازه قوی تر و سخت تر می شود که می تواند دهانه های بزرگ تر و بارهای سنگین تر را تحمل کند.
خرپا پیچیده
خرپاهای پیچیده، پیچیده ترین نوع خرپا هستند. آن ها سازه های سه بعدی هستند که اعضایشان همگی در یک صفحه قرار ندارند. این خرپاها برای دهانه های بسیار بزرگ و بارهای سنگین استفاده می شوند و طراحی آن ها نیازمند تحلیل مهندسی پیشرفته است.
نوع خرپایی که برای یک سازه انتخاب می شود به عوامل مختلفی از جمله دهانه، میزان بار وارده، محدودیت های ساخت و ساز و هزینه بستگی دارد. خرپاهای ساده برای دهانه های کوچک تر و بارهای سبک تر مناسب هستند، در حالی که خرپاهای مرکب و پیچیده برای دهانه های بزرگ تر و بارهای سنگین تر استفاده می شوند.
انواع خرپا از نظر ابعاد
یکی از روش های دسته بندی خرپاها، بر اساس ابعاد آنهاست. در این دسته بندی، خرپاها به سه دسته اصلی تقسیم می شوند.
خرپای دوبعدی (Planar Truss)
خرپاهایی هستند که تمام اعضای تشکیل دهنده آنها در یک صفحه قرار دارند. به عبارت دیگر، این خرپاها روی یک سطح تخت گسترده شده اند. کاربرد این خرپاها به صورت زیر است:
- سقف ها: برای پوشش سقف ساختمان های صنعتی، سالن های ورزشی و…
- پل ها: در ساخت پل های ساده و با دهانه متوسط
- سازه های ساده: در سازه هایی که نیاز به پوشش دهانه های متوسط و باربری در یک جهت خاص دارند.
خرپای سه بعدی (Space Truss)
خرپاهایی هستند که اعضای تشکیل دهنده آنها در فضا قرار دارند و به صورت یک شبکه سه بعدی گسترده شده اند. کاربرد این مقاطع به صورت زیر است:
- سازه های فضایی: برای پوشش دهانه های بسیار بزرگ و پیچیده مانند سقف استادیوم ها، سالن های نمایشگاه
- برج ها و دکل ها: در ساخت برج های مخابراتی، دکل های برق
- سازه های دریایی: در ساخت اسکله ها، سکوهای نفتی و…
خرپای چندگانه (Multiple Truss)
این اصطلاح به طور خاص به یک نوع خرپا اشاره نمی کند، بلکه به ترکیبی از چند خرپای ساده یا پیچیده گفته می شود که برای افزایش استحکام و سختی سازه به کار می روند. کاربردهای این نوع خرپا عبارتند از:
- سقف های با دهانه بسیار بزرگ: برای پوشش دهانه هایی که با یک خرپای ساده قابل پوشش نیست.
- سازه های پیچیده: در سازه هایی که نیاز به ترکیب چندین نوع خرپا دارند.
انواع خرپا از نظر شکل و عملکرد
بر اساس شکل و عملکرد، تنوع عظیمی از انواع خرپاها را داریم که در ادامه توضیح می دهیم.
خرپای شیروانی
خرپای شیروانی یا خرپای بام نوعی سازه مثلثی شکل است که معمولاً در سقف‌های شیبدار به کار می‌رود. این سازه از چندین عضو مستقیم تشکیل شده که به صورت لولایی به یکدیگر متصل می‌شوند و یک شبکه مثلثی را تشکیل می‌دهند.
عملکرد اصلی این نوع خرپا جلوگیری از تجمع برف و باران، تسهیل تمیزکاری و تحمل بار است. شیب ایجاد شده توسط خرپا باعث می شود که آب باران و برف به راحتی از روی سقف سر خورده و تجمع نکند. همچنین شیب سقف امکان تمیز کردن آسان تر گرد و غبار و آلودگی ها را فراهم می کند. خرپاهای شیروانی به منظور تحمل وزن سقف و سایر بارهای وارده از جمله برف، باد و تجهیزات نصب شده روی سقف طراحی می شوند.
خرپا وتر موازی
خرپاهای وتر موازی برای پشتیبانی از خرپای سقف North Light در ساختمان های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. همچنین از این خرپاها در پل های دهانه متوسط نیز استفاده می شود. از خرپاهای وتر موازی می توان به عنوان تیرهای پیش ساخته، تیر و شاه تیر در ساختمان های چند طبقه استفاده کرد.
پیکربندی warren اغلب در خرپاهای وتر موازی به کار گرفته می شود. مزیت خرپاهای وتر موازی این است که از آنها می توان در شبکه هایی با طول یکسان استفاده کرد. همین مورد می تواند هزینه ساخت را برای دهانه های طولانی کاهش دهد.
از پشت بندهای عمودی اضافی در نوع warren اصلاح شده استفاده می شود. این کار به منظور کاهش طول پشتیبانی نشده در اعضای وتر انجام می گردد. از تیرک هایی با زاویه قائم نسبت به هم به طور موازی به عنوان سیستم های دندانه دار در سقف north light استفاده می شود. این کار نیز به منظور پشتیبانی از خرپاهای north light و انتقال بار به ستون های انتهایی انجام می گیرد.
نسبت دهانه مناسب به ارتفاع خرپای وترهای موازی در محدوده ۱۲ تا ۲۴ است. در این خرپاها طول کل به تعداد پنل ها تقسیم می شود. مناسب ترین طول برای پنل های جداگانه در تیرهای فرعی ۶ متر تا ۹ متر است. میزان انتقال بار به گره خرپا و تمایل اعضای جان خرپا حدود ۴۵ درجه است. در مورد خرپاهای بسیار بلند و یا خرپاهای کم ارتفاع، استفاده از الگوهای k و طرح الماسی ضروری است.
خرپای ذوزنقه ای
معمولاً خرپاهایی که پیکربندی ذوزنقه ای دارند در بام های بسیار طولانی مورد استفاده قرار می گیرند. این نوع پیکربندی سبب می شود نیروهای محوری در اعضای وتر و اثرات خم ثانویه در این اعضا کاهش یابد. استفاده از اشکال ذوزنقه ای و داشتن وتر پایین شیبدار می تواند در خرپای دهانه بسیار طولانی اقتصادی و به صرفه باشد، چرا که آنها تمایل به کاهش دادن طول عضو جان خرپا دارند.
خرپای پرات
خرپای پرات یکی از انواع خرپاهای پرکاربرد در صنعت ساختمان و پل سازی است. این خرپا به دلیل طراحی خاص خود، مقاومت بسیار خوبی در برابر بارهای فشاری عمودی از خود نشان می دهد و به همین دلیل در ساخت پل ها، سازه های طاق‌مانند و سایر سازه هایی که نیاز به تحمل بارهای سنگین دارند، مورد استفاده قرار می گیرد.
خرپای وارن
خرپای وارن از تکرار یک الگوی هندسی مشخص به شکل مثلث های متساوی الاضلاع تشکیل شده است. این نوع خرپا به دلیل ساختار هندسی منظم خود، استحکام و پایداری بسیار بالایی دارد و به طور گسترده در ساخت پل ها، سقف ها و سازه های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.
خرپای کی (k)
خرپای کی نوعی سازه خرپایی است که به دلیل طراحی خاص خود، مقاومت بسیار بالایی در برابر تنش های خمشی از خود نشان می دهد. این خرپا از نظر ساختاری پیچیده تر از برخی انواع دیگر خرپاها است و معمولاً برای پوشش دهانه های بسیار بزرگ، بیش از 100 متر، به کار می رود.
خرپای هاو
خرپای هاو نوعی خرپای پرکاربرد است که از نظر ساختار، وارونه خرپای پرات محسوب می شود. این بدان معناست که در خرپای هاو، اعضای عمودی نیروهای کششی و اعضای مورب نیروهای فشاری را تحمل می کنند. برخلاف خرپای پرات که اعضای عمودی آن فشاری و اعضای مورب آن کششی هستند.
خرپای فینک
خرپای فینک نوعی سازه خرپایی است که به دلیل ساختار خاص و کارایی بالا، به طور گسترده در ساخت سقف ها مورد استفاده قرار می گیرد. این نوع خرپا به ویژه برای دهانه هایی با طول حدود 20 متر مناسب است و معمولاً از فولاد ساخته می شود.
خرپای قوسی
خرپای قوسی نوعی سازه خرپایی است که به دلیل شکل منحنی و قوسی خود، مقاومت بسیار بالایی در برابر بارهای وارده دارد. این نوع خرپا به طور گسترده در ساخت سقف های ساختمان هایی مانند انبارها، گاراژها و سالن های صنعتی با دهانه‌های بزرگ (تا حدود 30 متر) مورد استفاده قرار می گیرد.
خرپای پارکر
خرپای پارکر نوعی سازه خرپایی است که به دلیل ساختار خاص و مقاومت بالا، معمولاً برای ساخت پل ها مورد استفاده قرار می گیرد. این نوع خرپا به ویژه برای دهانه های بزرگ، بین 50 تا 100 متر، بسیار مناسب است.
خرپای بالتیمور
خرپای بالتیمور یکی از قدرتمندترین و شناخته شده ترین انواع خرپاهاست که به واسطه توانایی فوق العاده اش در پوشش دهانه های بسیار بزرگ، به ویژه بیش از 100 متر، شهرت یافته است. این خرپا به دلیل ساختار پیچیده و مهندسی دقیق، قادر است بارهای سنگین را تحمل کرده و پایداری سازه را در طول دهانه های طولانی حفظ کند.
اعضای خرپا
اعضای خرپا از قطعات فلزی نورد شده و با در نظر داشتن شدت بارگیری و… ساخته می شوند. دسترسی به سطح جهت بازرسی، تمیز کردن و مجدد رنگ کردن هنگام سرویس از جمله ملاحظات بسیار مهمی به حساب می آیند که باید به آن ها توجه داشت. سطوح مختلف سازه که در دسترس نیستند ممکن است در اثر خوردگی شدید آسیب سختی دیده و در نتیجه از دوام سازه کم شود. در چنین محیط هایی از مقاطع قوطی جوش داده شده استفاده شده و برای کاهش هزینه نگهداری و بهبود دوام سازه از بخش های تو خالی استفاده می شود.
اتصالات
اعضای مختلف خرپا را می توان با پرچ کردن، پیچ و مهره و یا با استفاده نمودن از روش جوش به یکدیگر متصل کرد. همانگونه که می دانید برای انجام روش پرس نیاز به نیروی کار خبرهای است و به همین سبب این روش بسیار کم مورد استفاده قرار می گیرد. از جمله رایج ترین قسمت‌هایی که در آن از روش پرچ استفاده می شود می توان پل های راه آهن در کشور هند اشاره نمود. البته این روزها در پل های راه آهن کشور هند نیز معمولاً از پیچ و جوش مقاوم استفاده می‌شود.
بدیهی است که خرپاهای کوتاه تر در محل اجرا ساخته شوند. این غرفه ها قادر هستند به طور کامل جوش داده شده و سپس به سایت منتقل شوند. از طرف دیگر خرپاهای طولانی معمولاً در بخش ها با جوشکاری در کارگاه ساخته می شوند. این بخش ها را می توان به آسانی با استفاده نمودن از پیچ یا جوش در محل مونتاژ کرد. با انجام این کار می توان کیفیت ساختار سازه را به مقدار قابل توجهی بالا برد.
خرپاها سازه های مهندسی هستند، که بار ناشی از وزن ساختمان را به راحتی تحمل کرده و بار مرده ساختمان را کاهش می دهند. نصب خرپا از اهمیت بالایی برخوردار است زیرا این مقاطع باید به گونه ای نصب شوند که بار وارد بر سازه را به خوبی تحمل کرده و باعث ایمنی سازه شوند. خرپا ها ساخت راحتی دارند، هزینه ها را کاهش داده و ایمنی سازه را افزایش می دهند.
آیا تار عنکبوت وبرج ایفل هم از نوع خرپا هستند؟