FRP-решётка-пролёт-расчёт-и-прогиб-лимиты: инженерное-руководство

Каждая-FRP-решётка-панель-на-проекте, структурно, сетка-параллельных-брусьев-пролетая-между-опорными-балками. Чтобы-size-это-правильно-вы-не-guess: вы-treated-нагрузка-несущие-брусья-как-просто-опёртые-балки, рассчитайте-оба-напряжение-и-прогиб-против-нагрузки-ваш-настил-должен-несу, и-confirm-результат-против-опубликованной-нагрузка-пролёт-таблицы. Это-руководство-walks-через-что-методологию-для-large-span-пултрузионной-FRP-решётки-и-heavy-duty-GRP-решётки, объясняет-почему-прогиб-rather-than-разрушение-прочность-обычно-controls-дизайн, и-показывает-как-читать-ZeAllgrate-нагрузка-графики.

FRP (стеклопластик-армированный-полимер)-решётка-линейно-упругая-до-отказа, что-makes-балка-теория-работать-хорошо. Это-также-означает-панель-deflects-заметно-под-служба-нагрузка-долго-перед-это-breaks — так-serviceability (сколько-настил-движется-когда-человек-walks-на-нём)-что-вы-design-для, не-окончательный-обвал. Это-почему-инженеры-цитируют-прогиб-лимиты-такие-как-L/200, не-фактор-безопасности-против-разрыва.

1 · Просто-опёртая-балка-модель-для-решётка-панелей

Стандартная-решётка-панель-rests-на-двух (или-более)-опорных-балках-вдоль-её-нагрузка-брус-направление. Между-двумя-последовательными-опорами, каждый-нагрузка-брус-behaves-как-балка. Для-равномерно-распределённой-нагрузки-w (в-N/mm-вдоль-одного-бруса)-над-чистым-пролётом-L, максимальный-изгибающий-момент-и-прогиб:

• Изгибающий-момент: M = wL²/8 (просто-опёртый, равномерная-нагрузка).
• Максимальный-прогиб: δ = 5wL⁴/(384EI).
• Изгибающее-напряжение: σ = M·c/I, где-c-расстояние-от-нейтральной-оси-к-наружному-волокну.

Здесь-E-флексуральный-модуль-композита-и-I-второй-момент-площади-нагрузка-бруса. Панель’s-брусья-работают-вместе-через-cross-rods (прессованная)-или-cross-connect-брусья (пултрузионная), так-доля-нагрузки-shared-между-соседними-брусьями. Опубликованные-нагрузка-пролёт-таблицы-уже-fold-что-sharing, брус-раскладка-и-число-брусьев-на-метр-в-единый-допустимый-равномерный-нагрузка — что-почему-таблицы-быстрее-и-безопаснее-чем-hand-calculating-каждый-брус.

2 · Прогиб-лимиты: L/100, L/150-и-L/200

Прогиб-лимит-L/x-означает-допустимый-центр-линия-провал-под-служба-нагрузка-должен-не-превышать-пролёт-разделённый-на-x. Более-tight-лимиты (более-большой-знаменатель)-означают-более-жёсткие-панели-и-более-малые-допустимые-пролёты. Выбор-set-чем-walks-или-drives-на-настиле-и-перцепция-комфорта.

Потому-прогиб-scales-с-<i>четвёртой</i>-степенью-пролёта (δ-∝-L⁴), небольшое-увеличение-в-пролёте-produces-большое-увеличение-в-провале. Doubling-пролёт-делает-прогиб-около-16-раз-хуже-на-ту-же-нагрузку. Это-единая-наиболее-важная-причина-читать-нагрузка-пролёт-таблицу-на-вашей-точной-опора-раскладке-rather-than-estimating-от-соседней-строки.

3 · Прессованная-против-пултрузионная-пролёт-ёмкость

Два-решётка-семейства-built-по-разному-и-имеют-очень-разную-жёсткость. Прессованная-решётка-made-by-hand-laying-непрерывный-стекло-roving-в-обеих-направлениях-через-смола-ванну-и-отверждение-это-в-модели; его-стекло-содержание-примерно-30–35%-вес. Пултрузионная-решётка-pulls-непрерывный-roving-и-mat-через-диэ, giving-стекло-содержание-около-70%-и-флексуральный-модуль-около-дважды-прессованной-решётки. Пултрузионные-нагрузка-брусья-также-более-глубокие — до-60-mm — что-raises-модуль-сечения-I/c-dramatically.

Для-large-span-пултрузионной-FRP-решётки, более-глубокие-I-bar-или-T-bar-секции-chosen-потому-I-grows-с-кубом-глубины — 50-mm-брус-не-25%-более-жёсткий-чем-40-mm-брус, это-примерно-дважды-жёсткий-в-изгибе. Это-почему-heavy-duty-GRP-решётка-пролёты-routinely-используют-50–60-mm-пултрузионные-секции.

4 · Как-читать-ZeAllgrate-нагрузка-пролёт-таблицу

Нагрузка-таблица-laid-out-как-строки-панель-тип/толщина-и-столбцы-опора-пролёт (чистое-расстояние-между-опора-центрами). Каждая-ячейка-gives-максимальный-допустимый-равномерный-нагрузка-в-kN/m²-на-заявленном-прогиб-лимите — всегда-confirm-какой-лимит-таблица-была-сгенерирована-для, потому-ту-же-панель-carry-далеко-более-нагрузка-на-L/100-чем-на-L/200.

• Найдите-ваш-панель-тип-и-толщину-в-списке-строк (например-38-mm-прессованная, или-50-mm-пултрузионная-I-bar).
• Читайте-через-к-вашему-фактическому-пролёту — чистое-расстояние-между-опорными-балками, не-панель-общая-длина.
• Сравните-ячейка-значение-к-вашему-дизайн-нагрузке. Допустимый-нагрузка-уже-включает-производителя’s-фактор-безопасности; вы-не-добавляете-другой-произвольный-фактор-поверх.
• Проверьте-оба-направления. Прессованные-панели-near-isotropic-и-carry-нагрузка-в-любом-направлении; пултрузионные-панели-сильные-только-вдоль-нагрузка-брусьев — ориентируйте-брусья-перпендикулярно-опорным-балкам.
• Учтите-отверстия-и-вырезы. Cut-outs-снижают-число-активных-брусьев; ask-ZeAllgrate-re-rate-панели-вокруг-лестницы, труба-или-колонна-проникновений.

5 · Опора-раскладка, опора-и-факторы-безопасности

Пролёт-set-опора-балка-раскладкой, не-панель-размером. Стандартная-прессованная-панель-1220×3660-mm, но-если-вы-space-балки-на-1.0-m-дизайн-пролёт-1.0-m — дополнительная-панель-длина-просто-overhangs-на-следующую-опору. Всегда-предоставьте-<b>минимум-40-mm-опора-длину</b>-под-каждым-нагрузка-брусом, и-оставьте-3–5-mm-расширение-зазор-между-панель-краями-и-между-панелью-и-структурой-absorb-термальное-движение.

Опубликованные-допустимые-нагрузки-уже-embed-фактор-безопасности-против-разрыва — typically-несколько-раз-служба-нагрузка — потому-таблицы-прогиб-governed. Вы-не-должны-применять-дополнительный-фактор-безопасности-поверх-таблица-значение. Если-ваш-проект-требует-более-высокую-маржу (например-подъёмное-оборудование-зоны, offshore-helideck-подходы), request-custom-нагрузка-рейтинг-от-ZeAllgrate-rather-than-derating-off-the-shelf-таблица-произвольно.

6 · Worked-пример

Suppose-пешеходный-ходовой-должен-carry-5.0-kN/m²-равномерный-нагрузка-на-L/200-прогиб, с-опорными-балками-spaced-1.2-m-apart. Мы-нуждаемся-панель-что-удовлетворяет-оба-напряжение-и-прогиб-на-1.2-m-чистый-пролёт.

• Select-пултрузионную-решётку-потому-1.2-m-пролёт-на-верхнем-конце-экономичных-прессованных-пролётов-и-более-жёсткая-пултрузионная-секция-gives-твёрдый-L/200-ответ.
• Look-up-ZeAllgrate-пултрузионную-нагрузка-таблицу-на-L/200-для-50-mm-I-bar-секций-и-read-допустимый-нагрузка-на-1.2-m-пролёте. Где-таблица-значение-превышает-5.0-kN/m²-с-маржой, панель-приемлема.
• Confirm-40-mm-опора-на-каждой-опоре-и-3–5-mm-сторона-зазор, и-specify-SS304/SS316-клипсы-на-каждом-брус-к-балка-пересечение-per-инсталляция-руководство.

Если-таблица-на-1.2-m-падает-коротко, два-рычага-(a)-снизить-опора-раскладку — moving-балки-к-1.0-m-cuts-прогиб-примерно-вдвое — или-(b)-move-к-более-глубокому-60-mm-нагрузка-брус. Потому-прогиб-scales-с-пролётом⁴, tightening-опора-сетка-почти-всегда-более-дешёвый-fix-чем-upsizing-решётку.

7 · Температура, ползучесть-и-долгосрочный-рейтинг

FRP-viscoelastic: под-sustained-нагрузка-это-creeps — прогиб-grows-медленно-через-годы, не-сразу. Опубликованные-ZeAllgrate-допустимые-нагрузки-уже-account-для-долгосрочной-ползучести-и-для-смолы’s-стекло-переход-температура, что-почему-вы-не-должны-превышать-таблица-значения-просто-потому-краткосрочный-нагрузка-тест-проходит. Два-практических-правила-follow. Первый, держите-служба-температура-в-пределах-смола-системы’s-rated-диапазон — изофталевый-полиэфир, vinyl-ester-и-fire-retardant-классы-имеют-разные-жаро-лимиты, и-панель-близко-её-Tg-loses-жёсткость-быстро. Второй, size-для-<i>долгосрочного</i>-прогиб-лимита, не-one-off-доказательство-нагрузка; настил-что-looks-хорошо-на-инсталляции-may-sag-через-десятилетие-если-это-было-sized-на-краю-таблицы. Для-непрерывной-высокой-температуры-службы-или-long-span-наружных-настилов, ask-ZeAllgrate-для-creep-adjusted-рейтинг-rather-than-используя-стандартную-комнатной-температуры-таблицу.

8 · Заключение

Sizing-FRP-решётки-балка-проблема-governed-прогибом, не-разрушение-нагрузкой. Model-нагрузка-брусья-как-просто-опёртые, fix-ваш-прогиб-лимит (L/200-для-ходовых, L/150-для-вторичных-площадок), ориентируйте-пултрузионные-брусья-поперёк-опор, и-читайте-ZeAllgrate-нагрузка-пролёт-таблицу-на-вашем-точном-чистом-пролёте. Для-крупных-пролётов-или-тяжёлых-равномерных-нагрузок, ~2×-более-жёсткое-пултрузионное-семейство-с-нагрузка-брусьями-до-60-mm-это-эффективный-выбор — и-когда-отверстия-или-специальные-нагрузки-вовлечены, отправьте-опора-чертёж-нашим-инженерам-для-re-rated-панели-перед-вами-заказываете.

Часто-задаваемые-вопросы

В: Какой-прогиб-лимит-должен-я-использовать-для-FRP-решётка-ходового?

О: Используйте-L/200-для-пешеходных-ходовых-и-занятых-площадок — это-ZeAllgrate-default-и-значение-наиболее-часто-written-в-проект-спеки. L/150-приемлемо-для-вторичных-или-редко-доступ-площадок; reserve-L/100-для-временных-или-не-занятых-промышленных-настилов-где-видимое-движение-tolerable.

В: Почему-рассчитанный-пролёт-не-match-нагрузка-таблица?

О: Нагрузка-таблицы-используют-<i>чистый-пролёт-между-опорными-балками</i>, не-общая-панель-длина, и-они-уже-account-для-брус-sharing, брус-раскладка-и-производитель-фактор-безопасности. Make- sure-вы-читаете-строку-для-вашей-точной-панель-толщины-и-столбец-для-вашего-фактического-опора-к-опора-расстояния, и-что-таблица-была-сгенерирована-для-вашего-прогиб-лимита.

В: Может-ли-прессованная-решётка-пролёт-так-далеко-как-пултрузионная-решётка?

О: Нет. Пултрузионная-решётка-имеет-примерно-дважды-флексуральную-жёсткость-прессованной-решётки-и-более-глубокие-нагрузка-брусья (до-60-mm), так-это-carry-ту-же-нагрузка-через-более-длинный-пролёт-или-ту-же-пролёт-на-более-высокой-нагрузке. Прессованная-решётка-wins-на-двунаправленной-прочности-и-коррозия-производительности-в-коротко-средних-пролётах; пултрузионная-wins-на-large-span-и-heavy-duty-применениях.