خرپا و شاهتير خرپايي

شاهتيرهاي خرپايي به هنگام استفاده در دهانه هاي طولاني به ميزان زيادي در مصرف مصالح اوليه صرفه جويي مي کنند. علاوه بر ارائه يک ساختار مناسب، نسبت عمق شاهتير به طول دهانه را نيز مي توانيد انتخاب کنيد. اما، به دليل روند ساخت پيچيده آنها، ساخت و نصب آنها نياز به نيروي کار بيشتري دارد که 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 کنيم. نه تنها ميزان مصالح بايد تا حد ممکن کاهش يابد بلکه مهمتر از همه، روند ساخت آنها بايد ساده و قابل انجام باشد. براي دريافت اطلاعات بيشتر در مورد تيرچه کروميت کليک کنيد.

پيکربندي و ساختار

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

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

مطالعه کنيد! تفاوت هاي تيرچه و ديگر اجزاء 

اما هنگاميکه بارثقلي ماکزيمم (مجموع بار زنده و بار مرده) از بار واژگوني خالص (بار مرده و بار باد) بيشتر شود که در تراز پشت بام اکثر ساختمانها معمول است، اعضاي فشاري جان تحت بار ثقلي نيروي بيشتري را به خاطر شيب دار بودن جذب مي کنند. ترکيبي از نيروي فشاري و طول زياد کمانش آنها عموما باعث مي شود خرپاها و شاهتيرها داراي سطح مقطع بزرگتري نسبت به اعضاي عمودي فشاري داشته باشند که در خرپا و شاهتيرهاي پرات ديده مي شود. از سوي ديگر، تحت بارگذاري معکوس (واژگوني خالص) اعضاي قطري در پيکربندي N-braced تحت فشار بوده و اعضا با سطح مقطع بزرگتر براي تامين اين نياز باعث کاهش کارآمدي اين نوع خرپا مي شود. اغلب لازم است که يک تحليل اوليه انجام شود تا تعيين شود که بهترين پيکربندي براي هر مورد خاص کدام است. به طور کلي براي دهانه هاي کوچک و مواردي که بار واژگوني تعيين کننده است، خرپاي وارن از خرپاي پرات سبک تر است.

همچنين بايد توجه داشته باشيد اعضاي قطري در مرکز خرپاي وارن که در شکل (d) نشان داده شده است تحت بار ثقلي تحت کشش هستند که در خرپاي پرات که در شکل (c) نشان داده شده است تحت فشار هستند (که با خطوط توپر نشان داده شده اند). ترکيبي از نيروي کششي و طول دهانه کوتاه در خرپاي وارن بسيار مطلوب تر از نيروي فشاري و طول دهانه زياد در خرپاي پرات مي باشد. در خرپاي پرات ساختار اعضاي جان که در اعضاي قطري مرکزي نشان داده شه است تحت کشش مي باشد و کارآمدتر هستند.

هنگاميکه 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 که 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 اينکه از اتصالات پيچي يا جوشي در روند ساخت شاهتيرها و خرپاها استفاده شود عمدتا بستگي به ترجيح مشتري يا سازنده دارد. اتصالات جوشي يک خرپاي ساده با ظاهري جذاب تر ايجاد مي کند که جرم کمتري نسبت به حالت پيچي داشته و راحت تر مي توان آن را رنگ آميزي کرد. با اين وجود، توليدکننده ممکن است ترجيح دهد که از اتصالات پيچي و استفاده کند، چرا که کارگاه آن مجهز به دستگاه پانچ يا حفاري اتوماتيک است. خرپاهاي پيچي بسيار ساده تر و سريع تر مونتاژ مي شوند شوند، زيرا آنها نيازي به صفحات مورد نياز براي جوشکاري ندارند. همچنين آنها نيازي به چرخانده شدن براي دسترسي به گوشه هاي دور از دسترس براي جوشکاري ندارند. ضعف يک عضو کششي با اتصالات پيچي اين است که سطح مقطع موثر با توجه به اندازه سوراخ پيچ ها کاهش مي يابد.