Аналитическая-статья-·-Структурный-дизайн

FRP-решётка-is-композит, ортотропный-материал-с-намного-ниже-модуль-упругости-чем-сталь. Проектировать-это-правильно-is-меньше-о-предел-прочность-и-больше-о-контроль-прогиб, применение-правильные-коэффициенты-безопасности, и-ориентация-несущие-брусья-вдоль-пролёт. Эта-статья-излагает-нагрузка-случаи, балка-теория, сечение-свойства-и-полностью-разобранный-walkway-пример.

• Прогиб-обычно-главенствует:-потому-что-E-is-приблизительно-1/20-тот-сталь, FRP-сечение-который-проходит-прочность-часто-отказывает-прогиб-предел.
• Коэффициент-безопасности-4:1–5:1-на-предел-прочность-is-ZeAllgrate-последовательный-практика-для-прессованная-решётка.
• Несущие-брусья-должны-идти-поперёк-пролёт;-ориентация-их-параллельно-пролёт-is-единственный-наиболее-общий-дизайн-ошибка.

Прессованная-решётка-is-двунаправленный-но-is-нормально-designed-в-несущий-брус-направление (более-глубокий-брус)-как-серия-просто-поддержанный-"балки"-единица-ширина (1-m-или-1-ft). Пултрузионная-решётка-поведение-как-набор-параллельные-I/T-несущие-брусья-связанные-cross-rod. Для-равномерно-нагруженный-просто-поддержанный-пролёт:

Mmax  = w L² / 8                (максимальный-изгиб-момент, N·m-на-м-ширина)
Z_req = Mmax / σ_allow          (сечение-модуль-требуемый, m³/m)
δ     = 5 w L⁴ / (384 E I)      (средний-пролёт-прогиб, m)
σ_allow = σ_ult / FOS           (ZeAllgrate-прессованная: FOS-4:1-–-5:1)

Here-w-is-нагрузка-на-единица-длина (N/m)-на-1-m-ширина-полоса, L-is-чистый-пролёт, E-изгиб-модуль-в-несущий-брус-направление, и-I-момент-инерция-на-метр-ширина. Потому-что-прессованная-решётка-is-двунаправленный, "эффективная-ширина"-распределяет-сосредоточенная-нагрузки; для-равномерная-нагрузка-на-метр-полоса-подход-is-консервативный-и-стандарт.

Дано:-чистый-пролёт-L-=-1.2-m; равномерная-временная-нагрузка-q-=-5-kN/m²; прогиб-предел-L/150; прессованная-vinyl-ester-решётка, E-=-10-GPa-=-1.0×10⁴-N/mm²; предел-изгиб-напряжение-≈-150-MPa, FOS-=-5-→-σ_allow-=-30-MPa-=-30-N/mm². Design-1-m-ширина-полоса.

Шаг-1-Допустимый-прогиб
        δ_allow = L/150 = 1200/150 = 8 mm

Шаг-2-Требуемый-I-от-прогиб  δ = 5 w L⁴ / (384 E I)
        w = 5 kN/m² × 1 m = 5 N/mm (на-mm-ширина? использовать-SI)
        w = 5 N/mm ;  L = 1200 mm ;  E = 10000 N/mm²
        I_req = 5 w L⁴ / (384 E δ)
              = 5 × 5 × 1200⁴ / (384 × 10000 × 8)
              = 5.184e13 / 3.072e7
              = 1.69e6 mm⁴ на-м-ширина  ≈ 169 cm⁴/m

Шаг-3-Выбрать-сечение
        38-mm-прессованная-решётка-предоставляет-I-≈-180-cm⁴/m-=-1.80e6-mm⁴/m
        180 > 169  →  прогиб-OK (главенствующий)

Шаг-4-Verify-фактический-прогиб
        δ = 5 × 5 × 1200⁴ / (384 × 10000 × 1.80e6)
          = 5.184e13 / 6.912e12 = 7.5 mm  < 8 mm  ✓

Шаг-5-Проверить-прочность
        Mmax = w L² / 8 = 5 × 1200² / 8 = 900,000 N·mm на-м
        Z_req = Mmax / σ_allow = 900000 / 30 = 30,000 mm³ = 30 cm³/m
        38-mm-прессованная-предоставляет-Z-≈-95-cm³/m  >>-30  ✓  (прочность-не-главенствует)

Результат:-38-mm-прессованная-vinyl-ester-решётка-пролёты-1.2-m-на-5-kN/m². Прогиб (7.5-mm-против-8-mm-допустимый)-главенствует; прочность-is-комфортно-ниже-допустимый. Для-более-жёсткий-"толпа"-требование (L/200), δ_allow-падает-к-6-mm-и-сечение-должно-быть-увеличенный-к-50-mm.

1. Промышленная-прессованная-решётка-технический-каталог (производитель-данные)-—-нагрузка/пролёт-и-сечение-данные. Производитель-технические-данные-available-на-запрос.
2. Промышленная-пултрузионная-решётка-технический-брошюра (производитель-данные)-—-метрический-сечение-свойства, ASTM-D7290-дизайн-значение-метод. Производитель-технические-данные-available-на-запрос.
3. ZeAllgrate-—-Руководство-для-инженера/дизайнера (ACMA)-—-коэффициенты-безопасности, прогиб-пределы, соединение-практика.
4. Промышленная-решётка-нагрузка-пролёт-таблицы (производитель-данные)-—-пултрузионная-I/T-брус-свойства-и-колесо-нагрузка-пролёты. Производитель-технические-данные-available-на-запрос.
5. ASTM-D638 (растяжение), D790 (изгиб), D695 (сжатие), D732 (пробой-сдвиг); OSHA-29-CFR-1910.23; ISO-14122 (постоянный-механизм-доступ).