Čtvercové trubky z FRP jsou pultruzní dutinové profily. Ve srovnání s kruhovou trubkou stejné vnější šířky unesou větší ohybové zatížení (obsahují také více materiálu), snadno se připojují k plochým deskám a úhledně se skládají. Tento průvodce uvádí průřezové vlastnosti použitelné pro první dimenzování, řešenou kontrolu průhybu a postupy při spojování, které předcházejí obvyklým problémům.
Průřezové vlastnosti (vypočtené)
Níže uvedené hodnoty jsou vypočteny z geometrie pro čtvercový dutý průřez s ostrými rohy a hustotou 1,9 g/cm³. Skutečné pultruzní trubky mají zaoblené rohy a hustota závisí na obsahu skla, takže berte tyto hodnoty jako čísla pro první dimenzování a pro konečný návrh použijte katalogové hodnoty dodavatele. I = moment setrvačnosti průřezu, S = pružný průřezový modul.
| Rozměr (mm) | Tenká stěna (mm) | kg/m | I (cm⁴) | S (cm³) | Tlustá stěna (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 |
Oprava: dřívější verze tohoto článku uváděla momenty setrvačnosti několikrát nižší než skutečné geometrické hodnoty. Pokud jste tyto údaje použili pro kontrolu průhybu, zopakujte ji podle tabulky výše.
Typické materiálové vlastnosti
| Vlastnost (pultruzní profil z polyesteru, ve směru vláken) | Typický rozsah | Metoda |
|---|---|---|
| Pevnost v tahu | 250–400 MPa | ASTM D638 |
| Modul v tahu | 17–25 GPa | ASTM D638 |
| Pevnost v ohybu | 200–350 MPa | ASTM D790 |
| Modul v ohybu | 10–17 GPa | ASTM D790 |
| Hustota | 1,8–2,2 g/cm³ | ASTM D792 |
Jde o typické rozsahy, nikoli záruky. Vyžádejte si zkušební protokol pro přesnou pryskyřici a obsah skla, které budete kupovat.
Řešená kontrola průhybu
Trubka 50×50×5 mm (I = 30,8 cm⁴), prostě podepřená na rozpětí 1,5 m, nesoucí 500 N uprostřed rozpětí, s E = 17 GPa (konzervativní hodnota):
δ = P·L³ / (48·E·I) = 500 × 1500³ / (48 × 17000 × 307500) = 6,7 mm, oproti typickému limitu L/200 = 7,5 mm.
Jde o odhad pouze z ohybu. FRP se také prohýbá smykem, což je důležité u krátkých rozpětí, a při trvalém zatížení teče, proto počítejte s další rezervou pro stálá zatížení a nechte návrh ověřit inženýrem znalým FRP. Pultruzní profily se běžně navrhují s velkorysými bezpečnostními součiniteli a podle normy, například EN 13706, nebo návrhové příručky dodavatele.
Spoje
- Šroubované: používejte šrouby z nerezové oceli 316 a široké podložky, které rozloží zatížení v otvoru; otvory vrtejte zhruba o 1 mm větší než šroub a dodržujte velkorysé okrajové vzdálenosti.
- Lepené: povrch obruste, očistěte a opatřte základním nátěrem, poté použijte konstrukční epoxidové nebo polyuretanové lepidlo; dodržte dobu vytvrzení lepidla.
- Řezání a vrtání: používejte kotouče s karbidovými hroty a vrtání po krocích, abyste předešli přehřátí a delaminaci; noste respirátor a rukavice a řezné hrany utěsněte.
- Tepelný pohyb: u dlouhých úseků počítejte s roztažností zhruba 10–15 × 10−6 na °C.
Volba pryskyřice
Isoftalový polyester se hodí pro běžné průmyslové a venkovní rámy; vinylester je pro chemické, slané nebo mokré korozivní provozy. Viz průvodce výběrem pryskyřice.
FRP, nebo ocel?
FRP váží zhruba čtvrtinu oceli a nerezaví, nevede elektřinu a nevyžaduje opětovné natírání, ale při nákupu stojí více a je mnohem méně tuhý. Vyhrává v korozivních, mokrých nebo elektricky citlivých prostorách a tam, kde hmotnost omezuje manipulaci; ocel vyhrává tam, kde převažuje tuhost, požární odolnost nebo cena. Více o kompromisu v článku sklolaminátové vs ocelové nosníky.
Často kladené otázky
Lze čtvercovou trubku FRP použít venku?
Ano, s pryskyřicí stabilizovanou proti UV a povrchovým rounem nebo gelcoatem. Pokud působí i chemikálie nebo slaná voda, specifikujte vinylester.
Jak se chová při požáru?
Standardní polyester hoří. Pro požárně klasifikované použití specifikujte samozhášivé nebo fenolové systémy a požadovanou třídu podle normy (například ASTM E84).
Lze ji natírat?
Ano po obroušení, očištění a základním nátěru slučitelným základním nátěrem; pro většinu použití už povrchová vrstva poskytuje ochranu proti UV záření.
Prohlédněte si naše čtvercové trubky FRP, kulaté trubky a všechny profily FRP.
Pošlete nám své požadavky
Společnost Guangdong Haikuo Composite Materials Co., Ltd. (Huizhou, Guangdong) si pultruzní formy navrhuje sama a vyrábí zakázkové profily z FRP. Pošlete výkres, vzorek nebo jen popis použití a prostředí a my vám řekneme, co je možné vyrobit.
E-mail: [email protected] | WhatsApp: +86 189 5198 8522
