本文重點(diǎn)介紹了拉擠型玻璃鋼格柵的材料設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和組裝工藝三個(gè)面對(duì)拉擠玻璃鋼格柵抗彎性能的影響以及解決辦法。

       拉擠型玻璃鋼格柵是用三種不同截面形狀的拉擠玻璃鋼型材按特定的方式組裝而成的帶有空格的平面板材。由于其具有優(yōu)良的耐腐蝕、阻燃、輕質(zhì)高強(qiáng)、耐老化、絕緣防滑、安全美觀等一系列特性，在美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家早已廣泛用于化工、石油、造紙、冶煉發(fā)電、飼養(yǎng)以及污水處理等行業(yè)。在國(guó)內(nèi)，目前發(fā)電、化工、石油等行業(yè)已推廣應(yīng)用，生產(chǎn)規(guī)模及市場(chǎng)份額正逐步擴(kuò)大，規(guī)格品種也隨國(guó)內(nèi)外客戶(hù)需求不斷多樣化，應(yīng)用前景十分廣闊。

      然而，在實(shí)際應(yīng)用和性能檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，拉擠型格柵就其本身結(jié)構(gòu)而言盡管較模塑型格柵剮性好，強(qiáng)度大，但在一些特殊場(chǎng)合的使用中仍然存在著強(qiáng)度不足，變形大的問(wèn)題。在安裝中需適當(dāng)增加金屬梁的數(shù)量以達(dá)到減少變形的目的，給施工造成了不必要的麻煩。過(guò)大的變形，使格柵作為人行棧道、平臺(tái)使用時(shí)，給人一種不安全的感覺(jué)，嚴(yán)重的影響了格柵其它性能的發(fā)揮和擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域，所以提高拉擠型玻璃鋼格柵的抗彎性能是拉擠型玻璃鋼格柵應(yīng)解決的首要問(wèn)題。

二、拉擠型玻璃鋼格柵的結(jié)構(gòu)

       拉擠型玻璃鋼格柵選用一種拉擠玻玻璃鋼型材作為承重條，用一種型材作為同距橫條，另一種型材作中心連接條，并在三者之間施以高效膠粘劑，使之固定，不會(huì)產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)。間距橫條機(jī)械地、化學(xué)地鎖束在承重條的纖維網(wǎng)中，并在方位上牢固地分離和加固了承重條，將集中載荷分配到相鄰的橫條上。工字形型材為承重條的格柵結(jié)構(gòu)由圖l所示。
       

3.提高拉擠型玻璃鋼格柵抗彎性能的途徑

3.1選擇截面形狀合理的拉擠型材

       玻璃鋼拉擠成型工藝特別適合于制造工字形、角形、槽形、管形、圓棒等截面形狀的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品均為細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，在使用中可視為桿件或梁。拉擠型玻璃鋼格柵正是利用拉擠型材的特點(diǎn)，將其優(yōu)化組合成一種新型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，所以拉擠型玻璃鋼格柵的性能主要取決于拉擠型材的抗彎性能，即抗彎強(qiáng)度及抗彎剛度。格柵中的承重條在實(shí)際用中是主要的受力構(gòu)件，可看作簡(jiǎn)支梁，受到彎曲作用力，產(chǎn)生一定的撓度。其最大彎曲應(yīng)力最大撓度表達(dá)分另q如下：最大彎曲應(yīng)力表達(dá)式：
       
      式中：M max為截面上的最大彎矩；W為抗彎截面模量，與截面尺寸有關(guān)。
      最大撓度表達(dá)式：
       
      式中：E為拉擠型材的軸向彈性模量；J為慣性矩。
       由以上兩式可看出，在一定的載荷及跨距條件下，拉擠型材的最大彎曲強(qiáng)度及最大撓度Y一皆與型材的截面形狀及尺寸有關(guān)。在相同截面形狀下，從強(qiáng)度方面考慮，工字形比矩形好，矩形比方形好，方形又比圓形好。格柵作為幾種拉擠型材的組合產(chǎn)品，還應(yīng)考慮材料性能、剛度、制造工藝等多方面的因素。工字形截面比矩形截面好，但它的成型工難控制，所以應(yīng)根據(jù)具體的技術(shù)要求、彎曲強(qiáng)度、撓度條件及加工的難易綜合考慮截面的合理形狀及尺寸.

3.2合理配置拉擠型材的增強(qiáng)材料

     作為承重條的拉擠型材，其增強(qiáng)材料除了無(wú)堿無(wú)捻粗紗外，還應(yīng)在外面包覆一層玻璃纖維連續(xù)氈。以工字形型材為例，有表面全氈包覆的，還有工字型材兩側(cè)面分別包氈的；而空心營(yíng)材則以?xún)?nèi)外層加氈中間層加無(wú)捻粗紗或以中間層纏繞環(huán)向紗兩種方法布置增強(qiáng)材料。這幾種形式對(duì)于提高拉擠型材的橫向強(qiáng)度及格柵的整體抗彎性能是非常有效的。

3.3選擇適宜的格柵組合方式

    不同截面形狀的拉擠型材，其組合結(jié)構(gòu)也略有差別，目前普遍選用的是楔條型及套管型兩種，由表l所示。
      
        從組合結(jié)構(gòu)看，由于套管型格柵選擇圓形棒材和空心管作為中間聯(lián)接條及間距條，其抗彎性能較楔條型略低。這一點(diǎn)由格柵集中載荷—撓度測(cè)試的數(shù)據(jù)比較可以得到證實(shí)。
         
3.4確定合理的格柵組裝工藝參數(shù)

        (1)承重條立面打孔工藝要求

       圓孔的圓心一定要在I字形型材或矩形型材的截面形心位置。這樣可以減少承重件強(qiáng)度和剛度損失。圓孔大小要適中，過(guò)大的圓孔徑造成承重件強(qiáng)度降低；而過(guò)小的圓孔徑則不利于中間聯(lián)接條的插入，影響組裝。

      (2)聯(lián)接條的間距及格柵空隙率的設(shè)計(jì)

       聯(lián)接條的間距大小決定著承重件立面打孔的疏密的程度及整個(gè)格柵的性能，一般根據(jù)實(shí)實(shí)際用情況及理論計(jì)算，選擇150mm或是300mm為最佳，既能保證格柵的性能要求，又能節(jié)省材料，降低成本。格柵的空隙率是指格柵板上表面的空隙面積與格柵板表面積之比，與承重之間的中心距有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，中心距越小。格柵的強(qiáng)度和剛度越好，但還應(yīng)根據(jù)具體的使用條件靈活掌握。如果作為人行棧道、平臺(tái)使用，可將兩個(gè)工字鋼邊緣距離選在于20一30mm之間，通過(guò)實(shí)際應(yīng)用，效果很好。

四 結(jié)束語(yǔ)

       拉擠型玻璃鋼格柵較模塑型玻璃鋼格柵增強(qiáng)材料含量高，承載能力具有明顯的優(yōu)勢(shì)。如果能把格柵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料設(shè)計(jì)、制造工藝等方面做得更加完美合理，使拉擠玻璃鋼格柵達(dá)到內(nèi)在質(zhì)量與外在質(zhì)量的和諧統(tǒng)一，那么拉擠玻璃鋼格柵的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒏訌V泛。