玻璃鋼欄桿設計與計算分析

鐘玉湘，陸浩華

(中國艦船研究設計中心，武漢430064)

鋼質欄桿易受海水、日照、風浪等的自然侵蝕，容易出現嚴重腐蝕情況，并且隱身艦船對欄桿等露天設備有一定的隱身要求，因而有必要考慮采用復合材料對欄桿進行改進設計研究，以提高欄桿的隱身、抗腐蝕能力。由于艦船上欄桿等露天設備存在使用環境惡劣，受到風、浪等多種載荷作用，以及人員安全性的問題，要求所用的材料不但要滿足輕質的要求，更應具有優良的機械性能，以承受各種載荷。玻璃鋼復合材料重量輕、強度大、可設計性強，在雷達波方面具有良好的隱身性能，還具備無磁、抗沖擊、抗腐蝕等優良特性，已廣泛應用于艦船、航空航天、化工、能源等領域，因而是一種理想的代替材料［1-4］。

1 固定式鋼質欄桿結構分析

固定式鋼質欄桿主要由欄桿柱、扶手和橫檔組成［5-6］，具體參數見表1，總體結構見圖1。

表1 固定式鋼質欄桿組成和參數

2 玻璃鋼復合材料性能分析

圖1 固定式鋼管欄桿的總體結構示意

對于欄桿這種露天舾裝件來說，重量并不是影響其使用的主要因素，其改進主要著眼于提高艦船的隱身性和耐腐蝕能力。由于玻璃鋼在雷達波隱身方面具有良好的效果，且對欄桿來說，其對強度、剛度的要求也較低，采用玻璃鋼是理想的選擇。復合材料與鋼材的性能參數對比見表2。

表2 復合材料與鋼材材料性能對比表

縱觀已有的樹脂基體性能及適應性，選用不飽和聚酯樹脂作為固定式欄桿用復合材料的樹脂基體。……