خرپاها و شاهتيرهاي خرپايي - قسمت اول

خرپا و شاهتير خرپايي

شاهتيرهاي خرپايي به هنگام استفاده در دهانه هاي طولاني به ميزان زيادي در مصرف مصالح اوليه صرفه جويي مي كنند. علاوه بر ارائه يك ساختار مناسب، نسبت عمق شاهتير به طول دهانه را نيز مي توانيد انتخاب كنيد. اما، به دليل روند ساخت پيچيده آنها، ساخت و نصب آنها نياز به نيروي كار بيشتري دارد كه هزينه هاي آن به ازاي هر تن را در مقايسه با شاهتيرهاي ساده يا صفحات جوش شده افزايش مي دهد. بنابراين به هنگام طراحي شاهتيرهاي خرپايي بايد آن را بهينه طراحي كنيم. نه تنها ميزان مصالح بايد تا حد ممكن كاهش يابد بلكه مهمتر از همه، روند ساخت آنها بايد ساده و قابل انجام باشد. براي دريافت اطلاعات بيشتر در مورد تيرچه كروميت كليك كنيد.

پيكربندي و ساختار

در فصل قبل خرپاها و شاهتيرهاي خرپايي مختلفي با توجه به نوع كاربري آنها در ساختمان هاي مختلف مورد بحث قرار گرفت. در اين فصل به مزاياي پيكربندي هاي خاص و جزئيات ساخت و ساز آنها به دقت پرداخته خواهد شد. قسمت اعظم اين فصل آنها به شاهتيرهاي با المان موازي آكاردئوني و شاهتيرهاي كم ارتفاع خرپايي اختصاص خواهد يافت. خرپاهاي مثلثي براي سالها مورد استفاده قرار گرفته اند كه به دليل شيب تند آنها براي استفاده در سقف و پشت بام كاربرد بيشتري داشته اند.

با ظهور پروفيل هايي عميق تر، كه فاصله بين فرورفتگي تا برآمدگي آنها ثابت است، توليد خرپاهاي با شيب كمتر نيز امكان پذير شد كه جزئيات آنها در (c) و (d) به عنوان يك نتيجه محبوب نشان داده شده است. همانطور كه در بخش قبل توضيح داده شد، خرپاهاي با شيب كمتر به لحاظ سازه اي كارآمدتر از خرپاهاي مثلثي هستند كه به دليل شكل آنها مي باشد. اما آنها نياز به يك ستون با ارتفاع بيشتر دارند. خرپاي وارن كه در شكل (d) و (f) نشان داده شده است، ظاهر جذاب تري نسبت به خرپاي مهاربندي N شكل يا خرپاي پرات دارد (شكل هاي (c) و (e)) كه به دليل ظاهر يكنواخت و ريتميك اعضاي قطري آن مي باشد.مجموع طول اعضاي جان اين خرپا نيز كمتر است.

مطالعه كنيد! تفاوت هاي تيرچه و ديگر اجزاء 

اما هنگاميكه بارثقلي ماكزيمم (مجموع بار زنده و بار مرده) از بار واژگوني خالص (بار مرده و بار باد) بيشتر شود كه در تراز پشت بام اكثر ساختمانها معمول است، اعضاي فشاري جان تحت بار ثقلي نيروي بيشتري را به خاطر شيب دار بودن جذب مي كنند. تركيبي از نيروي فشاري و طول زياد كمانش آنها عموما باعث مي شود خرپاها و شاهتيرها داراي سطح مقطع بزرگتري نسبت به اعضاي عمودي فشاري داشته باشند كه در خرپا و شاهتيرهاي پرات ديده مي شود. از سوي ديگر، تحت بارگذاري معكوس (واژگوني خالص) اعضاي قطري در پيكربندي N-braced تحت فشار بوده و اعضا با سطح مقطع بزرگتر براي تامين اين نياز باعث كاهش كارآمدي اين نوع خرپا مي شود. اغلب لازم است كه يك تحليل اوليه انجام شود تا تعيين شود كه بهترين پيكربندي براي هر مورد خاص كدام است. به طور كلي براي دهانه هاي كوچك و مواردي كه بار واژگوني تعيين كننده است، خرپاي وارن از خرپاي پرات سبك تر است.

همچنين بايد توجه داشته باشيد اعضاي قطري در مركز خرپاي وارن كه در شكل (d) نشان داده شده است تحت بار ثقلي تحت كشش هستند كه در خرپاي پرات كه در شكل (c) نشان داده شده است تحت فشار هستند (كه با خطوط توپر نشان داده شده اند). تركيبي از نيروي كششي و طول دهانه كوتاه در خرپاي وارن بسيار مطلوب تر از نيروي فشاري و طول دهانه زياد در خرپاي پرات مي باشد. در خرپاي پرات ساختار اعضاي جان كه در اعضاي قطري مركزي نشان داده شه است تحت كشش مي باشد و كارآمدتر هستند.

هنگاميكه اعضاي تحتاني خرپا با المان هاي زانويي از لاپه ها مهار مي شوند، خرپاي پرات مي تواند مورد استفاده قرار بگيرد. در اينجا اعضاي "عمودي" در زاويه 90 درجه قرار گرفته اند در نتيجه در همان صفحه مهاربندهاي زانويي هستند و باعث مي شوند اتصال ساده تري در مورد اخير بوجود آيد. براي همه خرپاهاي سقفي، طول پانل بايد برابر با فاصله لاپه ها لحاظ شود، به عنوان مثال لاپه ها بايد در نقاط اتصال پانل قرار بگيرند. به اين ترتيب، خمش موضعي كه ناشي از قرارگيري تصادفي لاپه ها مي باشد بوجود نمي آيد و اين اعضا فقط براي بار محوري طراحي مي شوند.

3 ساخت و ساز پيچي يا جوشي

تصميم گيري در مورد اينكه از اتصالات پيچي يا جوشي در روند ساخت شاهتيرها و خرپاها استفاده شود عمدتا بستگي به ترجيح مشتري يا سازنده دارد. اتصالات جوشي يك خرپاي ساده با ظاهري جذاب تر ايجاد مي كند كه جرم كمتري نسبت به حالت پيچي داشته و راحت تر مي توان آن را رنگ آميزي كرد. با اين وجود، توليدكننده ممكن است ترجيح دهد كه از اتصالات پيچي و استفاده كند، چرا كه كارگاه آن مجهز به دستگاه پانچ يا حفاري اتوماتيك است. خرپاهاي پيچي بسيار ساده تر و سريع تر مونتاژ مي شوند شوند، زيرا آنها نيازي به صفحات مورد نياز براي جوشكاري ندارند. همچنين آنها نيازي به چرخانده شدن براي دسترسي به گوشه هاي دور از دسترس براي جوشكاري ندارند. ضعف يك عضو كششي با اتصالات پيچي اين است كه سطح مقطع موثر با توجه به اندازه سوراخ پيچ ها كاهش مي يابد.