اجزای اصلی نمای شیشه ای خرپایی اسپایدر

هر سیستم خرپایی اسپایدر  از لحاظ سلسله مراتب ساختاری می توان به چهار بخش تقسیم بندی کرد؛ قاب اصلی سازه، اتصالات و تجهیزات سازه ای، سیستم مهاربندی برای مقابله با بار جانبی و نما شیشه. همه اتصالات و سیستم مهار بندی از طریق جوش یا پیچ به قاب اصلی سازه متصل می شوند.  المان های ثانوی که به صورت جز به جز به خرپا متصل می شوند، وظیفه تقویت و انتقال بار به سازه اصلی را بر عهده دارند. همچنین باید توجه داشت که اتصالات این سیستم همگی به صورت گیردار نیستند زیرا در قسمت مهاربندی اتصالات بصورت مفصلی انجام می شود.

معرفی قاب خرپایی

بار های افقی در حالت های مختلفی به سازه خرپایی وارد می شود. برای مقاومت در برابر آن، سیستم خرپایی به صورت یک قاب U شکل که اعضای آن به صورت کابل یا میله پیش تنده هستند، ساخته می شود. بنابراین سیستم مهاربندی از سه قسمت تشکیل می شود. (شکل2): 1. قاب U شکل (a) ، 2. میله یا کابل های پیش تنیده برای مقابله با بار های داخلی (b)، 3.میله یا کابل های پیش تنیده برای مقابله با بار های خارجی .(c) همه این اعضا به طور پیوسته و هماهنگ برای تغییر حالت بار از کشش به فشار، عمل می کنند.

بررسی بار های وارده به سیستم خرپایی

توپوگرافی (ساختار سازه) سیستم خرپایی با توجه به حالت های بارگذاری تغییر می کنند. سیستم های کامپیوتری امکان انجام چنین تحلیل را فراهم کرده اند. بارگذاری به سازه در حالت آزاد در دو حالت رخ دهد:

درحالت اول هنگامی که فشار داخلی با فشار جانبی ترکیب می شود. به دلیل فشار های داخلی (شکل3) المان های b، کشش درون خود را از دست می دهد اما همچنان لازم است که در برابر بار های جانبی مقاومت کنند. برای تحقق این امر، تغییر مکان جانبی در کل سیستم رخ می دهد. پیش بینی چنین امری برای سیستم های تحلیل کلاسیک بسیار سخت است. در این روش جدید فرض می شود که تغییرشکل های اعضا نسبت به هندسی سازه بسیار کم هستند. بنابراین همه المان ها یکپارچه تحت بارگذاری وارده بصورت فعال عمل می کنند.

حالت دوم زمانی رخ می دهد که تحت اثر نیروی داخلی اصلی، به المان b  نیروی کششی زیاد و به المان a نیروی فشاری زیادی وارد می شود؛ همچنین المان c تحت اثر این نیرو ضعیف می شود (شکل4). این بدین معنی است که اعضا افقی جلویی اگر به صورت ضعیف مهار شده باشند براحتی تحت اثر کمانش قرار میگیرند. میزان تقید گره های میانی در تعیین عضوی که در آن کمانش رخ خواهد دارد، حیاتی است.کمانش پدیده است که در اعضا فشاری به صورت تغییر شکل جانبی ناگهانی تعریف می‌شود. این پدیده ممکن است تحت تنش فشاری که بر سازه وارد شده و اندازه آن کمتر از تنش تسلیم ماده تشکیل دهنده سازه است، اتفاق بیافتد.

نتیجه بررسی سیستم خرپایی

هنگامی که قسمتی از سازه نگه دارنده یا شیشه از بین می رود، این امر باعث کاهش بار مرده وارد برسازه می شود اما در همان زمان کلیه بار ها دوباره بازتوزیع شده و بار بیشتری به دیگر اتصالات وارد می شود که متعاقباً ممکن است باعث گسیختگی دیگر اتصالات شود.به علاوه گسیختگی یک اتصال باعث ایجاد موج شوک و اعواج در سازه می شود و این امر یک لنگر (نیروی خمشی) جدیدی را در سازه ایجاد می کند. بنابراین به همین دلیل یک سری فنر یا کابل پیش تنده که موج شوک را جذب می کنند در نواحی اتصالات سازه قرار می گیرد.