I tubi quadri in PRFV sono sezioni cave pultruse. Rispetto a un tubo tondo della stessa larghezza esterna portano più carico flettente (contengono anche più materiale), si collegano facilmente a piastre piane e si impilano in modo ordinato. Questa guida fornisce proprietà di sezione utilizzabili per un primo dimensionamento, una verifica della freccia svolta e le pratiche di collegamento che evitano i problemi consueti.
Proprietà di sezione (calcolate)
I valori seguenti sono calcolati dalla geometria per una sezione cava quadrata a spigoli vivi con densità di 1,9 g/cm³. I tubi pultrusi reali hanno raggi d’angolo e la densità dipende dal contenuto di vetro; consideri quindi questi numeri come valori per un primo dimensionamento e usi i valori di catalogo del fornitore per il progetto finale. I = momento d’inerzia, S = modulo di resistenza elastico.
| Dimensione (mm) | Parete sottile (mm) | kg/m | I (cm⁴) | S (cm³) | Parete spessa (mm) | kg/m | I (cm⁴) | S (cm³) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 25 × 25 | 3 | 0,50 | 2,2 | 1,7 | 5 | 0,76 | 2,8 | 2,3 |
| 30 × 30 | 3 | 0,62 | 4,0 | 2,7 | 5 | 0,95 | 5,4 | 3,6 |
| 38 × 38 | 3,5 | 0,92 | 9,7 | 5,1 | 6 | 1,46 | 13,6 | 7,1 |
| 40 × 40 | 3,5 | 0,97 | 11,5 | 5,7 | 6 | 1,55 | 16,2 | 8,1 |
| 50 × 50 | 4 | 1,40 | 26,2 | 10,5 | 8 | 2,55 | 40,9 | 16,4 |
| 60 × 60 | 5 | 2,09 | 55,9 | 18,6 | 8 | 3,16 | 76,8 | 25,6 |
| 75 × 75 | 5 | 2,66 | 114,9 | 30,6 | 10 | 4,94 | 187,4 | 50,0 |
| 80 × 80 | 5 | 2,85 | 141,2 | 35,3 | 10 | 5,32 | 233,3 | 58,3 |
| 100 × 100 | 6 | 4,29 | 333,6 | 66,7 | 12 | 8,03 | 555,3 | 111,1 |
| 120 × 120 | 8 | 6,81 | 753,1 | 125,5 | 12 | 9,85 | 1020,2 | 170,0 |
| 150 × 150 | 10 | 10,64 | 1838,7 | 245,2 | 15 | 15,39 | 2490,8 | 332,1 |
Correzione: una versione precedente di questo articolo riportava momenti d’inerzia di diverse volte inferiori ai veri valori geometrici. Se ha usato quelle cifre per una verifica della freccia, la ripeta con la tabella qui sopra.
Proprietà tipiche del materiale
| Proprietà (profilo pultruso in poliestere, lungo le fibre) | Intervallo tipico | Metodo |
|---|---|---|
| Resistenza a trazione | 250–400 MPa | ASTM D638 |
| Modulo a trazione | 17–25 GPa | ASTM D638 |
| Resistenza a flessione | 200–350 MPa | ASTM D790 |
| Modulo a flessione | 10–17 GPa | ASTM D790 |
| Densità | 1,8–2,2 g/cm³ | ASTM D792 |
Sono intervalli tipici, non garanzie. Chieda il rapporto di prova per la resina e il contenuto di vetro esatti che acquisterà.
Verifica della freccia svolta
Un tubo 50×50×5 mm (I = 30,8 cm⁴), in semplice appoggio su 1,5 m, con 500 N in mezzeria e E = 17 GPa (un valore prudente):
δ = P·L³ / (48·E·I) = 500 × 1500³ / (48 × 17000 × 307500) = 6,7 mm, contro un limite tipico di L/200 = 7,5 mm.
È una stima solo a flessione. Il PRFV si deforma anche a taglio, il che conta sulle luci corte, e scorre sotto carico prolungato; lasci quindi un margine aggiuntivo per i carichi permanenti e faccia verificare il progetto da un ingegnere esperto di PRFV. I profili pultrusi si progettano normalmente con ampi coefficienti di sicurezza e secondo una norma come EN 13706 o il manuale di progetto del fornitore.
Collegamenti
- Bullonati: usi bulloni in acciaio inox 316 e rondelle larghe per distribuire il carico di rifollamento; pratichi fori circa 1 mm più grandi del bullone e mantenga generose le distanze dai bordi.
- Incollati: carteggi, pulisca e applichi il primer sulla superficie, quindi usi un adesivo strutturale epossidico o poliuretanico; rispetti il tempo di polimerizzazione dell’adesivo.
- Taglio e foratura: usi lame con inserti in carburo e foratura a scalare per evitare surriscaldamento e delaminazione; indossi mascherina antipolvere e guanti e sigilli i bordi tagliati.
- Movimento termico: preveda circa 10–15 × 10−6 per °C di dilatazione sui tratti lunghi.
Scelta della resina
Il poliestere isoftalico è adatto a telai industriali generici e per esterni; il vinilestere è per servizio chimico, salino o corrosivo umido. Veda la guida alla scelta della resina.
PRFV o acciaio?
Il PRFV pesa circa un quarto dell’acciaio e non arrugginisce, non conduce elettricità e non richiede riverniciatura, ma costa di più all’inizio ed è molto meno rigido. Vince in luoghi corrosivi, umidi o elettricamente sensibili e dove il peso limita la movimentazione; l’acciaio vince dove dominano rigidezza, classe di fuoco o costo. Altro su questo compromesso in travi in fibra di vetro e in acciaio.
Domande frequenti
Il tubo quadro in PRFV si può usare all’esterno?
Sì, con resina stabilizzata UV e velo superficiale o gelcoat. Specifichi il vinilestere se c’è anche esposizione chimica o salina.
Come si comporta al fuoco?
Il poliestere standard brucia. Per lavori classificati al fuoco specifichi sistemi ignifughi o fenolici e la classe normativa richiesta (per esempio ASTM E84).
Si può verniciare?
Sì, dopo carteggiatura, pulizia e applicazione di un primer compatibile; per la maggior parte degli usi lo strato superficiale offre già protezione UV.
Veda i nostri tubi quadri in PRFV, i tubi tondi e tutti i profili in PRFV.
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Guangdong Haikuo Composite Materials Co., Ltd. (Huizhou, Guangdong) progetta internamente i propri stampi di pultrusione e produce profili in PRFV su misura. Ci invii un disegno, un campione o semplicemente l’applicazione e l’ambiente, e le diremo che cosa è fattibile.
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