خلاصه
این مبحث درباره انواع و نحوه استفاده از خرپاها و شاهتیرهای مشبک است که نشان می دهد که این اعضا اغلب از چه موادی ساخته می شوند. این مبحث مواردی از قبیل طراحی کلی خرپاها، تجزیه و تحلیل اولیه، تنش های ثانویه، تحلیل های الاستیک دقیق، خرپاهای متقاطع و خیز خرپاها تراس را مورد بررسی قرار می دهد. طراحی کاربردی اعضای خرپایی مورد بحث قرار خواهد گرفت.
برای سفارش تیرچه کرومیت ( تیرچه فولادی با جان باز ) به صفحات آن مراجعه کنید.
1. مقدمه
خرپا یا یک شاهتیر مشبک یک چارچوب سه بعدی از اعضای مختلف است که بارهای موجود در صفحه خرپا یا شاهتیر به صورت نیروهای محوری تحمل می شوند. قوانینی به طور کلی برای خرپاهای صفحه ای اعمال می شود. یک قاب فضایی زمانی تشکیل می شود که اعضا در سه بعد قرار می گیرند.
کاربردهای اصلی عبارتند از:
در ساختمان ها، برای تحمل بارهای سقف و کف، برای پوشش دادن فاصله های بزرگ و مقاومت در برابر بارهای نسبتا سبک.
در پل های جاده ای و ریلی، برای دهانه های کوتاه و متوسط در پل های عابر پیاده.
به عنوان مهاربند در ساختمان ها و پل ها، برای ایجاد پایداری در جایی که اعضای مهاربندی یک خرپا را با دیگر اعضای سازه ای مانند ستون ها در یک ساختمان تشکیل می دهند.
روش ساخت خرپا ساده است. این سازه از اعضای افقی اصلی در بالا و پایین ساخته شده است که توسط المان های قطری در یک شبکه سه بعدی مثلثی قرار می گیرند، به طوری که هر عضو فقط بار محوری را تحمل می کند. تاثیرات ثانویه ای نیز وجود دارند، اما در یک خرپا که به خوبی طراحی شده است می توان از این تاثیرات ثانویه چشم پوشی کرد.
لنگر خمشی در یک خرپا به صورت فشار یا کشش در اعضای افقی خود را نشان می دهد. نیروی برشی نیز به صورت فشار یا کشش در اعضای مورب تحمل می شود. در یک مورد ساده سازی شده، هنگامی که تمام اتصالات به صورت مفصلی باشند و بارها در نقاط اتصال اعمال شوند، بارگذاری هیچ اثر خمشی، برشی یا پیچشی در هر عضو را ایجاد نمی کند. بارهای اعمال شده اگر موجب ایجاد اثرات خمشی، برشی یا پیچشی شوند معمولا ناشی از استفاده ناکارآمد از مواد خواهد بود.
خرپاها و شاهتیرهای مشبک با توجه به فرم کلی و ترتیب قرارگیری اعضای داخلی طبقه بندی می شوند. خرپاهای مسطح برای سقف ها استفاده می شوند. برای پشتیبانی از سقف ها و کف ها و برای پل ها نیز از شاهتیرهای مشبک تخت استفاده می شود، اگرچه در پل های پیوسته، یک عمق اضافی اغلب در محل اتصال با ستون ها مورد نیاز است. در گذشته، نام های مختلفی برای خرپاهای مختلف در نظر گرفته می شد مانند خرپای فینک، شاهتیر وارن و غیره. رایج ترین خرپای مورد استفاده، خرپاهای تک دهانه، خرپاهای با تکیه گاه ساده، خرپاهای معین استاتیکی که اتصالات آنها به شکل مفصل عمل می کنند، هستند.
همچنین شاهتیر Vierendeel نیز باید ذکر شود. این شامل پانل مستطیلی و اتصالات صلب است. این خرپا به لحاظ استاتیکی نامعین است و در این مبحث زیاد به آن پرداخته نمی شود، هرچند که ظاهری خوشایند داشته و اغلب در پلهای عابر پیاده استفاده می شود.
برای ساخت یک شاهتیر مسطح که دارای دو بال و یک جان است صرفه جویی زیادی در مواد انجام می شود. در یک خرپا، جان ها را عمدتا هوا تشکیل می دهد - بدین ترتیب وزن کمتری داشته و نیروی باد کمتری به آنها وارد می شود.
یک خرپا می تواند از قطعات کوچکی که به راحتی ساخته و حمل می شوند، ساخته شده باشد و اتصالات آن را می توان با استفاده از پیچ و مهره در سایت کارگاهی انجام داد. خرپاها می توانند مزیت ویژه ای برای پل ها در کشورهایی داشته باشند که دسترسی به سایت دشوار است و یا تعداد نیروی کار ماهر محدود است.
تیرچه بتنی چیست ؟