خرپا سازه ای صلب از واحد های مثلثی شکل است که از اتصال اجزای باریک و بلند ساخته شده است . خرپا توانایی تحمل نیروهای کششی و فشاری را دارند .
خرپاها از جمله ساده ترین اعضای باربر سازه ها هستند که در کل به عنوان اعضای خمشی عمل نموده و در سقف ها ، پل ها و سازه های هوا و فضا مورد استفاده قرار میگیرند . در اینگونه سازه ها به علت عدم وجود نیروی برشی و لنگر خمشی در تک تک اعضای متشکله مثلث ها اتصالات باید به صورت مفصلی مدل شود . خرپا بر حسب تعریف از مجموعه ای از اعضایی بوجود می آید که همگی در یک صفحه قرار داشته و ترکیب آنها یک شبکه مثلثی ایجاد نماید . چون در خرپاها فرض می شود که اعضا در انتهای خود به اعضای دیگر لولا شده اند بنا بر این شکل مثلثی تنها شکل پایدار خواهد بود . خرپاها به 3 دسته زیر تقسیم می شوند :
خرپای ساده : با مفصل نمودن سه عضو در انتهای یکدیگر و ایجاد شکل مثلث ساده تشکیل شده است . توسعه خرپا هر بار با اضافه نمودن دو عضو و یک گره صورت می گیرد . اعضای جدید در گره جدید به یکدیگر مفصل شده و انتهای دیگر آنها به گره های موجود مفصل می گردند .
خرپای مرکب یا Compounded Trusses : این نوع خرپا ترکیبی از چند خرپای ساده است .
خرپاهای پیچیده و مبهم
انواع خرپاها را در یک تقسیم بندی ساده می توان به گونه های زیر تقسیم نمود : خرپای دو بعدی : در این دسته از خرپاها تمامی اعضای خرپا را می توان در یک صفحه جای داد . این بدان جهت است که از لحاظ هندسی اختلاف بعدی در نحوه قرارگیری و جهت گیری اعضا وجود ندارد . بسیاری از طرح های کلاسیک خرپا که در این دسته جای می گیرند توانایی تحمل تنش ها و بارهای صفحه ای و حجم و ابعاد متناسب از نقاط قوت اینگونه برشمرده می شوند . خرپای سه بعدی : خرپای این دسته از خرپاها بر خلاف نمونه قبل شامل شبکه ای از اعضا و اتصالاتند که روی هم حجمی را در بر گرفته و در امتداد هز سه محور مختصات امتداد یافت اند . قدرت تحمل بارها و تنش های سه بعدی از مزایای اینگونه خرپا به شمار می رود که البته این مزایا با هزینه حجیم بودن سازه حاصل می گردند . خرپای چندگانه : این دسته از خرپاها با هدف حذف نقاط ضعف و حفظ نقاط قوت دو گونه قبل ابداع گردیده اند . در این گونه از خرپا ها معمولاً لینک های وسط به صورت تکی و لینک های بالا و پایین بصورت دوگانه و یا چندگانه طراحی می گردند . قدرت تحمل بارهای صفحه ای و مقاومت خمشی و کمانشی مناسب در جهات گوناگون ، در عین حفظ ابعاد متناسب از جمله نقاط قوت اینگونه اند .
خرپا ( Truss ) سازه ای صلب و مثلثی شکل می باشد که اعضای آن مستقیم و بدون انحنا بوده و اتصال اعضا ی آن با یکدیگر به صورت مفصل (لولا) می باشد. اگر اعضای خرپا همگی در یک صفحه موجود باشند به آن خرپا، خرپا صفحه ای می گویند. خرپا ها توانایی تحمل نیروهای کششی و فشاری را دارند و تحت اثر نیروهای وارد شده تغییر هندسی نمی دهند مگر آنکه یکی از اعضای آن خم شود یا بشکند.
به دلیل نوع اتصال اعضای خرپا به صورت مفصل با یکدیگر نیروی گشتاور در خرپا تاثیری ندارد و به همین دلیل خرپاها جزء سازه های ساده ی باربر محسوب می شوند که در پل ها، سقف ها، در سواله ها با دهانه های بلند و سازه های هوا فضا کاربرد دارند. خرپا ها به دلیل سه عضوی و مثلثی شکل بودنشان پایدار می باشند ولی اشکالی که دارای چهار عضو یا بیشتر باشند ناپایدار بوده و تحت اثر نیروهای وارد شده فرو می ریزند.
انواع خرپا :
1. خرپا ساده simple truss: با اتصال سه عضو در دو گره به صورت مفصلی با یکدیگر یک مثلث تشکیل شده که به آن مثلث بنیادی خرپا گفته می شود. توسعه خرپا هر بار با اضافه نمودن دو عضو و یک گره صورت می‌گیرد. اعضای جدید در گره (محل تقاطع دو یا چند عضو را گره می گویند) جدید به یکدیگر مفصل شده و انتهای دیگر آنها به گره‌های موجود مفصل می‌گردند. خرپاهایی که بدین نحو ایجاد می گردند به خرپاهای ساده موسومند.
2. خرپای مرکب یا Compounded Trusses: خرپای مرکب خرپایی است که از اتصال و ترکیب دو یا چند خرپای ساده ایجاد می گردد.
3. خرپای پیچیده و مبهم: به خرپایی که شرایط خرپای ساده و مرکب را نداشته باشد خرپای مبهم گفته می شود.
مدل های خرپا :
نوع خرپا
شکل خرپا
جنس خرپا
محل استفاده
توضیحات
پرات (Pratt)
معمولا فولاد، در بعضی موارد چوب
معمولا در سقف و پل
دهانه حداکثر در حدود 30 الی 60 متر
هاو (Howe)
معمولا چوب
معمولا در سقف، در گذشته برای سخت پل نیز امورد استفاده بود
دهانه حد اکثر حدود 30 متر
فینک (Fink)
معمولا فولاد
معمولا در سقف
معمولا دهانه در حدود 20 متر
قوسی (Bowst ring)
معمولا فولاد
معمولا در سقف
معمولا برای سقف انبارها و گاراژها، دهانه ممکن است به 30 متر برسد
وارن (Warren)
فولاد
معمولا در پل
دهانه تا حدود 60 متر
پارکر (Parker)
فولاد
معمولا در پل
دهانه های حدود 50 تا 100 متر
بالتیمور (Baltimore)
فولاد
معمولا در پل
دهانه های بیش از 100 متر
خرپا ی K) K truss)
فولاد
معمولا در پل
دهانه های بیش از 100 متر
مهار بندی خرپا :
اعضای خرپا لنگر خمشی را تحمل نمی کنند و پایداری اعضا در صفحه ی خرپا توسط گره ها تامیین می گردد به همین دلیل می توان اعضا خرپا را از پروفیل های نازک تری ساخت که ای موضوع باعث ایجاد مشئله پایداری ارتجاعی می شود که برای پایداری خرپا در جهت جانبی از مهاربند استفاده می کنند.
معینی و نامعینی خرپا :
اگر تعداد گره های خرپا را J بنامیم، تعداد اعضا خرپا را M و R تعداد مولفه های واکنش تکیه گاهی مستقل موجود باشد روایط زیر بر قرار می باشد
اگر M+R2J باشد خرپا نامعین استایی است ولی پایداری هندسی و ایستایی خرپا باید بررسی شود.
خرپایی که کمتر از 2J-R عضو داشته باشد حتما ناپایدار می باشد.
اتصالات خرپا :
پس از تعیین حداقل سطح مقطع اعضا، طراحی اتصالات خرپا آخرین گام در طراحی خرپا می باشد. اعضای خر پاها به وسیله جوش ، پیچ و مهره ویا پرچ به یکدیگر متصل می شوند. بر اساس نیازهای پروژه، اتصالات خرپا داخلی (مفاصل) می تواند به شکل سفت و سخت، نیمه سفت و سخت، یا لولا طراحی شود.
نویسنده : ziba
تاریخ : 
