شاهتیرهای خرپایی به هنگام استفاده در دهانه های طولانی به میزان زیادی در مصرف مصالح اولیه صرفه جویی می کنند. علاوه بر ارائه یک ساختار مناسب، نسبت عمق شاهتیر به طول دهانه را نیز می توانید انتخاب کنید. اما، به دلیل روند ساخت پیچیده آنها، ساخت و نصب آنها نیاز به نیروی کار بیشتری دارد که هزینه های آن به ازای هر تن را در مقایسه با شاهتیرهای ساده یا صفحات جوش شده افزایش می دهد. بنابراین به هنگام طراحی شاهتیرهای خرپایی باید آن را بهینه طراحی کنیم. نه تنها میزان مصالح باید تا حد ممکن کاهش یابد بلکه مهمتر از همه، روند ساخت آنها باید ساده و قابل انجام باشد. برای دریافت اطلاعات بیشتر در مورد تیرچه کرومیت کلیک کنید.
پیکربندی و ساختار
در فصل قبل خرپاها و شاهتیرهای خرپایی مختلفی با توجه به نوع کاربری آنها در ساختمان های مختلف مورد بحث قرار گرفت. در این فصل به مزایای پیکربندی های خاص و جزئیات ساخت و ساز آنها به دقت پرداخته خواهد شد. قسمت اعظم این فصل آنها به شاهتیرهای با المان موازی آکاردئونی و شاهتیرهای کم ارتفاع خرپایی اختصاص خواهد یافت. خرپاهای مثلثی برای سالها مورد استفاده قرار گرفته اند که به دلیل شیب تند آنها برای استفاده در سقف و پشت بام کاربرد بیشتری داشته اند.
با ظهور پروفیل هایی عمیق تر، که فاصله بین فرورفتگی تا برآمدگی آنها ثابت است، تولید خرپاهای با شیب کمتر نیز امکان پذیر شد که جزئیات آنها در (c) و (d) به عنوان یک نتیجه محبوب نشان داده شده است. همانطور که در بخش قبل توضیح داده شد، خرپاهای با شیب کمتر به لحاظ سازه ای کارآمدتر از خرپاهای مثلثی هستند که به دلیل شکل آنها می باشد. اما آنها نیاز به یک ستون با ارتفاع بیشتر دارند. خرپای وارن که در شکل (d) و (f) نشان داده شده است، ظاهر جذاب تری نسبت به خرپای مهاربندی N شکل یا خرپای پرات دارد (شکل های (c) و (e)) که به دلیل ظاهر یکنواخت و ریتمیک اعضای قطری آن می باشد.مجموع طول اعضای جان این خرپا نیز کمتر است.
مطالعه کنید! تفاوت های تیرچه و دیگر اجزاء
اما هنگامیکه بارثقلی ماکزیمم (مجموع بار زنده و بار مرده) از بار واژگونی خالص (بار مرده و بار باد) بیشتر شود که در تراز پشت بام اکثر ساختمانها معمول است، اعضای فشاری جان تحت بار ثقلی نیروی بیشتری را به خاطر شیب دار بودن جذب می کنند. ترکیبی از نیروی فشاری و طول زیاد کمانش آنها عموما باعث می شود خرپاها و شاهتیرها دارای سطح مقطع بزرگتری نسبت به اعضای عمودی فشاری داشته باشند که در خرپا و شاهتیرهای پرات دیده می شود. از سوی دیگر، تحت بارگذاری معکوس (واژگونی خالص) اعضای قطری در پیکربندی N-braced تحت فشار بوده و اعضا با سطح مقطع بزرگتر برای تامین این نیاز باعث کاهش کارآمدی این نوع خرپا می شود. اغلب لازم است که یک تحلیل اولیه انجام شود تا تعیین شود که بهترین پیکربندی برای هر مورد خاص کدام است. به طور کلی برای دهانه های کوچک و مواردی که بار واژگونی تعیین کننده است، خرپای وارن از خرپای پرات سبک تر است.
همچنین باید توجه داشته باشید اعضای قطری در مرکز خرپای وارن که در شکل (d) نشان داده شده است تحت بار ثقلی تحت کشش هستند که در خرپای پرات که در شکل (c) نشان داده شده است تحت فشار هستند (که با خطوط توپر نشان داده شده اند). ترکیبی از نیروی کششی و طول دهانه کوتاه در خرپای وارن بسیار مطلوب تر از نیروی فشاری و طول دهانه زیاد در خرپای پرات می باشد. در خرپای پرات ساختار اعضای جان که در اعضای قطری مرکزی نشان داده شه است تحت کشش می باشد و کارآمدتر هستند.
هنگامیکه اعضای تحتانی خرپا با المان های زانویی از لاپه ها مهار می شوند، خرپای پرات می تواند مورد استفاده قرار بگیرد. در اینجا اعضای "عمودی" در زاویه 90 درجه قرار گرفته اند در نتیجه در همان صفحه مهاربندهای زانویی هستند و باعث می شوند اتصال ساده تری در مورد اخیر بوجود آید. برای همه خرپاهای سقفی، طول پانل باید برابر با فاصله لاپه ها لحاظ شود، به عنوان مثال لاپه ها باید در نقاط اتصال پانل قرار بگیرند. به این ترتیب، خمش موضعی که ناشی از قرارگیری تصادفی لاپه ها می باشد بوجود نمی آید و این اعضا فقط برای بار محوری طراحی می شوند.
3 ساخت و ساز پیچی یا جوشی
تصمیم گیری در مورد اینکه از اتصالات پیچی یا جوشی در روند ساخت شاهتیرها و خرپاها استفاده شود عمدتا بستگی به ترجیح مشتری یا سازنده دارد. اتصالات جوشی یک خرپای ساده با ظاهری جذاب تر ایجاد می کند که جرم کمتری نسبت به حالت پیچی داشته و راحت تر می توان آن را رنگ آمیزی کرد. با این وجود، تولیدکننده ممکن است ترجیح دهد که از اتصالات پیچی و استفاده کند، چرا که کارگاه آن مجهز به دستگاه پانچ یا حفاری اتوماتیک است. خرپاهای پیچی بسیار ساده تر و سریع تر مونتاژ می شوند شوند، زیرا آنها نیازی به صفحات مورد نیاز برای جوشکاری ندارند. همچنین آنها نیازی به چرخانده شدن برای دسترسی به گوشه های دور از دسترس برای جوشکاری ندارند. ضعف یک عضو کششی با اتصالات پیچی این است که سطح مقطع موثر با توجه به اندازه سوراخ پیچ ها کاهش می یابد.