FRP 사각 튜브는 인발 성형된 중공 단면입니다. 외부 폭이 같은 원형 튜브와 비교하면 굽힘 하중을 더 많이 견디고(재료도 더 많이 들어갑니다), 평판에 쉽게 연결되며 깔끔하게 적재됩니다. 이 가이드는 첫 치수 산정에 쓸 수 있는 단면 특성, 처짐 검토 계산 예, 흔한 문제를 피하는 접합 방법을 제공합니다.
단면 특성(계산값)
아래 값은 모서리가 각진 정사각 중공 단면에 밀도 1.9 g/cm³를 가정하여 기하학적으로 계산한 것입니다. 실제 인발 튜브는 모서리 반경이 있고 밀도는 유리 함량에 따라 달라지므로 첫 치수 산정용 수치로만 보고 최종 설계에는 공급사의 카탈로그 값을 사용하세요. I = 단면 이차 모멘트, S = 탄성 단면계수.
| 크기 (mm) | 얇은 벽 (mm) | kg/m | I (cm⁴) | S (cm³) | 두꺼운 벽 (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 |
정정: 이 글의 이전 버전에는 실제 기하학적 값보다 몇 배 낮은 관성 모멘트가 기재되어 있었습니다. 그 수치로 처짐 검토를 하셨다면 위 표로 다시 계산하세요.
일반 재료 물성
| 물성(폴리에스터 인발 프로파일, 섬유 방향) | 일반 범위 | 시험 방법 |
|---|---|---|
| 인장 강도 | 250–400 MPa | ASTM D638 |
| 인장 탄성계수 | 17–25 GPa | ASTM D638 |
| 굽힘 강도 | 200–350 MPa | ASTM D790 |
| 굽힘 탄성계수 | 10–17 GPa | ASTM D790 |
| 밀도 | 1.8–2.2 g/cm³ | ASTM D792 |
이는 일반적인 범위이며 보증값이 아닙니다. 구매할 정확한 수지와 유리 함량에 대한 시험 성적서를 요청하세요.
처짐 검토 계산 예
50×50×5 mm 튜브(I = 30.8 cm⁴)가 1.5 m 스팬에 단순 지지되고 중앙에 500 N이 작용하며 E = 17 GPa(보수적인 값)인 경우:
δ = P·L³ / (48·E·I) = 500 × 1500³ / (48 × 17000 × 307500) = 6.7 mm, 일반적인 한계 L/200 = 7.5 mm 대비.
이는 굽힘만 고려한 추정값입니다. FRP는 전단에 의해서도 처지며 이는 짧은 스팬에서 중요하고, 지속 하중에서는 크리프가 발생하므로 영구 하중에는 여유를 더 두고 FRP에 익숙한 엔지니어가 설계를 검증하게 하세요. 인발 성형 프로파일은 보통 넉넉한 안전계수와 EN 13706 또는 공급사의 설계 매뉴얼 같은 기준으로 설계합니다.
접합
- 볼트 접합: 316 스테인리스 볼트와 넓은 와셔로 지압 하중을 분산하세요. 구멍은 볼트 크기보다 약 1 mm 크게 뚫고 연단 거리는 넉넉하게 두세요.
- 접착 접합: 표면을 샌딩, 세척, 프라이머 처리한 뒤 구조용 에폭시 또는 폴리우레탄 접착제를 사용하고 접착제의 경화 시간을 지키세요.
- 절단과 천공: 과열과 층간 박리를 피하려면 카바이드 팁 날과 단계식(펙) 드릴링을 사용하고, 방진 마스크와 장갑을 착용하며 절단면을 밀봉하세요.
- 열 이동: 긴 구간에서는 °C당 약 10–15 × 10−6의 팽창을 고려하세요.
수지 선택
이소프탈릭 폴리에스터는 일반 산업용 및 옥외 프레임에 적합하고, 비닐에스터는 화학, 염분, 습윤 부식 환경용입니다. 수지 선택 가이드를 참조하세요.
FRP인가요, 강재인가요?
FRP는 강재 무게의 약 사분의 일이며 녹슬지 않고 전기가 통하지 않으며 재도장이 필요 없지만, 초기 비용이 더 들고 강성이 훨씬 낮습니다. 부식성, 습윤 또는 전기에 민감한 곳, 그리고 무게가 취급을 제한하는 곳에서는 FRP가 유리하고, 강성, 내화 등급 또는 비용이 지배하는 곳에서는 강재가 유리합니다. 이 절충에 대한 자세한 내용은 유리섬유 빔 vs 강재 빔을 참고하세요.
자주 묻는 질문
FRP 사각 튜브를 옥외에서 사용할 수 있나요?
예. 자외선 안정화 수지와 표면 베일 또는 젤코트를 사용하면 됩니다. 화학물질이나 염분에도 노출된다면 비닐에스터를 지정하세요.
화재 시 어떻게 거동하나요?
표준 폴리에스터는 연소합니다. 내화 등급이 필요한 작업에는 난연 또는 페놀 계열과 필요한 규격 등급(예: ASTM E84)을 지정하세요.
도장할 수 있나요?
예. 샌딩, 세척 후 호환되는 프라이머를 바르면 됩니다. 대부분의 용도에서는 표면층이 이미 자외선 보호를 제공합니다.
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요구 사항을 보내 주세요
Guangdong Haikuo Composite Materials Co., Ltd.(광둥성 후이저우)는 인발 성형 금형을 자체 설계하고 맞춤형 FRP 프로파일을 생산합니다. 도면이나 샘플, 혹은 용도와 사용 환경만 보내 주시면 가능한 방안을 안내해 드립니다.
이메일: [email protected] | WhatsApp: +86 189 5198 8522
