تفاوت سازه فضاکار و خرپا چیست؟ مزایا و معایب هر کدام چیست؟

تفاوت سازه فضاکار و خرپا چیست؟

همانطور که می دانید مهم ترین عامل در ساخت هر سازه میزان مقاومت و استحکام آن است. سازه هایی مانند نیروگاه ها، برج ها، سدها و سوله ها هنگامی قابل بهره برداری هستند که مقاومت کافی در ساختار آن ها وجود داشته باشد. بنابراین امروزه روش های متفاوتی برای بالابردن مقاومت سازه ها به وجود آمده است. از پرکاربردترین ابزارهای مهندسی در بالابردن مقاومت سازه استفاده از خرپا می باشد. خرپا یکی از ابتدایی ترین و ساده ترین ابزارهای کاربردی در ایجاد سازه ها است که در ساخت قسمت های مختلف آن استفاده می شود. با پیشرفت دانش و تکنولوژی نمونه های سه بعدی خرپا نیز به وجود آمده اند. به این ساختار سه بعدی سازه فضاکار می گویند. تفاوت هایی در ساختار خرپا و سازه فضاکار وجود دارند. در ادامه قصد داریم به توضیح آن ها بپردازیم.

خرپا چیست؟

خرپا یک عضو فلزی مثلثی شکل است. این مثلث ها در طرح های مختلف به یکدیگر متصل می شوند و یک مجموعه با ساختار زیگزاگ را تشکیل می دهند. این شکل مثلثی سبب می شود تا بار وارده بر خرپا به صورت یکنواخت توزیع شود و تغییر نیروهای کششی و فشاری بدون ایجاد هرگونه خمش یا برش در ساختار آن امکان پذیر باشد. از دیگر دلایل طراحی خرپا به شکل مثلث پایدار بودن شکل مثلث  نسبت به سایر اشکال هندسی است. چون تعداد گوشه های مثلث در مقایسه با یک شکل چند وجهی کمتر است.

قسمت های اصلی تشکیل دهنده خرپا کدامند؟

• میلگرد بالایی که میلگرد خمش نیز نامیده می شود.
• میلگرد پایینی که کار اصلی آن مقاومت در برابر فشار و کشش است. بنابراین مقاومت لازم در برابر خمش کلی را ایجاد می کند.
• قسمت های زیگزاگی خرپا که مقاومت لازم را در برابر نیروهای برشی تامین می کنند.

روش های اصلی تولید خرپا کدامند؟

به طور کلی تولید خرپا  به دو روش دستی و مکانیزه انجام می شود.

• در روش اول (دستی) در ابتدای کار زیگزاگ ها به روش خم کاری آماده می شوند. در مرحله بعد یک یا دو ردیف زیگزاگ به میلگردهای بالایی و پایینی جوش داده می شود. از معایب این روش که سبب به وجود آمدن روش مکانیزه شد وجود خطاهای انسانی در اندازه گیری و میزان جوشکاری است که سبب ضعف در ساختار خرپا می شوند.
• در روش مکانیزه ، به این صورت عمل می شود که چهار میلگرد به صورت همزمان وارد دستگاه می شوند. این چهار میلگرد شامل میلگرد بالایی ، میلگرد پایینی و دو میلگرد که به صورت زیگزاگ هستند می باشد. در ابتدا ماشین مورد نظر با داشتن ابعاد و زوایای دقیق شکل مثلث را در میلگرد زیگزاگ به وجود می آورند. در ادامه زیگزاگ های به وجود آمده به سمت جلوی دستگاه هدایت می شوند. دو میلگرد بالایی و پایینی نیز به موازات زیگزاگ ها حرکت می کنند تا به قسمت جوش دستگاه برسند. با استفاده از این دستگاه در فواصل و نقاط معین به یکدیگر جوش می خورند. این جوش ها در کمترین زمان ممکن انجام می شوند به همین دلیل از شکنندگی و تردشدگی میلگردها جلوگیری می شود.

سازه فضاکار(فضایی) چیست؟

همانطور که گفته شد سازه های فضاکار به شکل سه بعدی خرپا هستند که ساختار بسیار بزرگ تر و پیچیده تری نسبت به خرپا دارند. از این سازه ها در ساخت گنبدها ، طاق ها و شبکه های کابلی استفاده می شود. در سازه فضاکار بار خارجی به عنوان نیروهای داخلی در صفحه توزیع می شوند و در نهایت به صورت نیرو کششی و فشاری در می آیند. از نظر ساختار تفاوت سازه فضاکار و خرپا شکل سه بعدی آن است. باید بدانید طراحی سازه فضایی باید به گونه ای باشد که شکل نهایی سازه بتواند در برابر تغییر شکل های ناشی از تنش های فشاری و کششی مقاومت داشته باشد.

تفاوت خرپا و سازه فضاکار کدامند؟

خرپا به دلیل ساختار هندسی که دارد سبب تحمل بارهای زنده و مرده سازه می باشد و آن ها را به تیرها و دارهای سازه منتقل می کند. علاوه براین به دلیل وزن کم خرپا از آن در ساخت سازه هایی که میزان وزن آن مهم است استفاده می شود. علاوه براین از خرپا در سازه هایی که سقف های عریض و دهانه های بزرگ دارند استفاده می شود. این سازه ها ممکن است بر اثر بار زیاد دچار انحراف شوند. استفاده از خرپا سبب تقویت سازه و کاهش انحراف در آن ها می شود.

اما کاربرد سازه های فضایی بسیار بیشتر از خرپا است و از آن در ساخت ورزشگاه ها، سوله ها، سالن ها ، مراکز تفریحی و … استفاده می شود. استفاده از این سازه به این دلیل است که در ساختار خود از دو طرف مهاربندی می شوند و میتوان آن ها را به شکلی ساخت که از یک طرف به صورت دهانه باز باشند.

تفاوت خرپا و سازه فضاکار از نظر ساختار هندسی

همانطور که گفته شد خرپا دارای ساختار دو بعدی است و سازه فضاکار ساختار سه بعدی دارد. بنابراین خرپا به دلیل دو بعدی بودن باید از دو طرف مهار بندی شود اما سازه فضاکار می تواند از یک سر آزاد باشد. بنابراین از خرپا برای ساخت سازه های خطی و زاویه دار استفاده می شود اما انعطاف پذیری سازه فضاکار بیشتر است و از آن می توان برای ساخت سازه های دایره ای ، گنبدی و موجدار استفاده کرد.

خرپاها همچنین به عنوان یک عامل تقویت کننده در زیر و پشت اجزا سازه پنهان می شوند اما سازه های فضاکار به عنوان یک بخش مستقل از سازه در معرض دید قرار دارند.

تفاوت خرپا و سازه فضایی از نظر طراحی و ساخت

از مهم ترین مزایای خرپا سادگی در طراحی و ساخت است. خرپا در اصل می تواند به صورت یک مثلث مهار بندی شده باشد. به طور مثال از خرپاهای کینگ پست در ساخت سقف های خانگی استفاده می شود. این خرپا به شکل یک مثلث ساده در بین راس و وتر پایین قرار می گیرند و می توانند تا 8 متر را پوشش دهند. اما سازه فضاکار از تعدادی عضو تشکیل شده و نیاز به اتصالات بیشتری دارد.

خرپا ها بر خلاف سازه های فضاکار ساختار پیچیده ای ندارند و به صورت تکرار یک الگوی ساده ساخته می شوند. خرپا ها با توجه به نیاز مشتری می تواند در طول های مختلف برش داده شوند. اما سازه فضاکار برای هر پروژه باید مدل سازی شود و از مقاومت آن ها اطمینان حاصل کنید. برای مدل سازه فضاکار باید از برنامه های پیشرفته استفاده شود بنابراین ساختار آن پیچیده تر است.

خرپا ها می توانند بر روی زمین ساخته شوند و در سازه استفاده شوند. همچنین می توان آن ها را در طول های مختلف برش داد. اما در سازه های فضاکار به دلیل حساسیت بسیار بالایی که دارند با ابعاد بسیار دقیق ساخته می شوند. بنابراین نمی توان آن ها را در اندازه دلخواه تولید کرد و برش داد.

تفاوت خرپا و سازه فضاکار از نظر حجم و وزن

همانطور که گفته شد عملکرد خرپا به این صورت است که در مقایسه با تیرهای صلب و سازه فضاکار به مواد کمتری برای تحمل بارها نیاز است. بنابراین خرپا بسیار سبک تر از سازه فضاکار است. این درحالی است که برای ساخت سازه فضاکار نیاز به اتصالات و اعضا بیشتر است که سبب بالا رفتن وزن آن می شود.

تفاوت خرپا و سازه فضایی از نظر جنس

به طور کلی خرپا از فولاد ساخته می شود و برای ساخت آن نیاز به میلگردهایی با قطر مشخص است. این درحالی است که برای ساخت سازه های فضاکار می توان از مواد مختلفی مانند چوب، آلومینیوم، کامپوزیت و حتی بتن استفاده شود.

تفاوت خرپا و سازه فضاکار از نظر هزینه

برای تولید خرپا نیاز به تخصص کمتری است بنابراین قیمت آن نیز بسیار کمتر از سازه فضاکار است. در ساخت سازه های فضاکار به دلیل پیچیدگی که دارد نیاز به نیروهای متخصص است.

شرکت سازه های فضایی فضا سازه نقش جهان با سال ها تجربه علمی و عملی، مجموعه ای فعال در زمینه مشاوره، طراحی، تولید و اجرای انواع سازه فضایی می‌باشد.

برای دریافت مشاوره ی رایگان بر روی این لینک کلیک کنید