فهرست مطالب این صفحه
بررسی همه چیز درباره تفاوت سازه فضاکار با خرپا
ایجاد استحکام کافی در سازه‌ها، از موارد مهمی است که در ساخت‌وسازهای عمرانی موردتوجه قرار می‌گیرد.
سازه‌هایی مانند پل، برج، سد، سوله و انواع نیروگاه‌ها زمانی که اطمینان کافی از مقاومت آن‌ها در برابر نیروهای مختلف وجود داشته باشد، قابلیت بهره‌برداری خواهند داشت.
در ساخت‌وسازهای مهندسی، روش‌های مختلفی برای ایجاد سازه‌های مقاوم وجود دارد. خرپا و سازه‌های فضاکار از پرکاربردترین ابزارهای مهندسی در ایجاد سازه‌های مقاوم هستند.
در این مقاله قصد داریم به بررسی تفاوت سازه فضاکار با خرپا بپردازیم.
برای شناخت بهترین کارخانه ساخت اسکلت فلزی به سایت صنایع فلزی دیاکو مراجعه کنید
تعریف خرپا
خرپا یک نوع سازه مهم در مهندسی سازه است. خرپا یک سیستم مثلثی از اعضا است که ساختار و اتصال آن‌ها به‌گونه‌ای است که فقط نیروی محوری را متحمل می‌شوند. این اعضا اعضای دو نیرویی در نظر گرفته می‌شوند زیرا نیروها فقط در دو انتهای عضو اعمال می‌شوند که منجر به نیروی فشار یا کشش می‌شود. آن‌ها معمولاً به‌عنوان طرح‌های پل استفاده می‌شوند، با توجه به توانایی آن‌ها در طی مسافت های طولانی. یک خرپا معمولی ممکن است چیزی شبیه به شکل زیر باشد:
طراحی خرپا
طراحی خرپا درواقع یک فرآیند نسبتاً ساده است. تعیین جزئیات تقریبی (طراحی طرح) یک خرپا را می‌توان با استفاده از برخی تحلیل‌های بسیار ابتدایی به دست آورد. محاسبه اندازه تقریبی اعضای افقی موضوع تعیین نیروی محوری است که در نقطه حداکثر لنگر خمشی ایجاد می‌شود.
با فرض اینکه محفظه فشاری اندازه هر دو آکورد را تعیین می‌کند، می‌توانیم عضوی را ساده تعیین کنیم که مقاومت کمانشی بیش از بار محوری ایجاد شده به دلیل لنگر خمشی که باید در مقابل آن مقاومت کنیم، دارد. ظرفیت کمانش به‌شدت به فاصله بین مهارهای جانبی بستگی دارد. نحوه مهار خرپا نکته مهمی است که نباید نادیده گرفته شود.
زمانی که بزرگی نیروهای داخلی در هر عضو مشخص شد، تعیین اندازه اعضای داخلی نیز به همین صورت ساده است. در اکثر موارد (خرپاهای تعیین شده ازنظر استاتیکی) می‌توان به‌راحتی با انجام روشی از اتصالات و یا روش تجزیه‌وتحلیل مقاطع به این امر دست یافت. این تجزیه‌وتحلیل به ما اجازه می‌دهد تا به‌سرعت تعدادی از گزینه‌های خرپا را در پاسخ به یک نیاز طراحی خاص طراحی کنیم.
تعریف سازه فضاکار
در معماری و مهندسی سازه، سازه فضاکار که معادل اسپیس فریم است در حقیقت نوعی خرپا سه بعدی است.
سازه فضاکار، سازه ای سفت و سخت، سبک وزن و خرپا مانند است که از پایه های به هم پیوسته در یک الگوی هندسی ساخته شده است. از اسپیس فریم ها می توان برای پوشاندن مناطق بزرگ با تعداد کمی تکیه گاه داخلی استفاده کرد.
طراحی یک سازه فضاکار
به روش‌های زیر می‌توان یک سازه فضاکار را طراحی کرد:
- روش المان محدود: با توجه به عناصر مختلف استفاده شده در میله، می‌توان آن را به روش المان محدود میله‌ای و روش المان محدود تیر تقسیم کرد.
- روش نیرو: از روش نیرو در مکانیک سازه کلاسیک برای حل مسئله استفاده می‌شود.
- روش دیفرانسیل: معادله دیفرانسیل با روش تفاضل حل می‌شود.
- روش تحلیلی معادله دیفرانسیل: حل تقریبی معادله دیفرانسیل، مانند روش متغیر، روش پارامتر وزنی و غیره.
تفاوت سازه فضاکار با خرپا
بزرگ‌ترین تفاوت سازه فضاکار با خرپا روش اتصال است که در گره‌های اتصال مختلف نمایان می‌شود. اتصالات خرپا معمولاً از نوع اتصالات پین دار هستند به‌طوری‌که هیچ نیروی برشی یا لنگر از عضوی به عضو دیگر منتقل نمی‌شود. یک عضو قاب معمولاً ترکیبی از نیروهای برشی، محوری و خمشی را می‌گیرد. درحالی‌که یک عضو خرپایی فقط نیروی محوری می‌گیرد.
استحکام سازه قاب فضایی به دلیل سختی ذاتی مثلث و بارهای خمشی است که در طول هر پایه به شکل بارهای کششی و فشاری منتقل می‌شود.
ضمناً با توجه به نحوه اتصال، سازه فضاکار از انعطاف‌پذیری بیشتری در چیدمان برخوردار بوده و ازنظر تنوع مدل‌سازی دارای مزایایی هست.
از تجزیه‌وتحلیل فناوری مهندسی این دو سازه، تفاوت سازه فضاکار با خرپا به این شرح است:
- نیروی ساختار سازه فضاکار نسبتاً متعادل است، درحالی‌که ساختار خرپا عمدتاً نیروی خارجی بین لایه‌های بالایی و پایینی را تحمل می‌کند.
- سازه فضاکار استحکام بیشتری دارد.
- با توجه به اینکه سازه فضاکار نیاز به استفاده از گره‌های متقاطع دارد، رزرو خطوط متقاطع و جوشکاری میله‌ها الزامات دقت را بهبود می‌بخشد، همچنین حجم کار را افزایش می‌دهد و بر این اساس زمان ساخت را افزایش می‌دهد.
حرف آخر
در تحلیل تفاوت سازه فضاکار با خرپا از منظر هزینه سازه فولادی عوامل زیادی وجود دارد که باید در نظر گرفته شوند، و عوامل مختلفی در آن گنجانده شده است، ممکن است نتایج تحلیل متفاوتی به دست آید. بنابراین عمدتاً از میزان فولاد به‌کاررفته در سازه در نظر گرفته می‌شود. بر اساس عواملی مانند ساخت‌وساز و نگهداری، نتیجه گرفته می‌شود: زمانی که طول و عرض ساختمان بسیار متفاوت است، سازه خرپا مناسب‌تر است. زمانی که اندازه طراحی ساختمان نزدیک به یک مربع یا یک دایره است، باید از سازه فضاکار برای تعادل نیروی خارجی استفاده شود.
حدیدکاران ایران زیر مجموعه شرکت صنایع فلزی دیاکو می باشد و کلیه فعالیت های اجرایی حدیدکاران ایران تحت نظارت شرکت صنایع فلزی دیاکو انجام می گردد.
