Podsumowanie artykułu w formie audio 🎧 – praktyczny przewodnik
 

(Kliknij, aby odsłuchać)

Wprowadzenie

Kraty pomostowe z kompozytu GRP (Tworzywo Wzmocnione Szkłem, ang. Glass Reinforced Plastic), produkowane przez firmę Evergrip, charakteryzują się wysoką wytrzymałością przy niewielkiej masie. Aby jednak prawidłowo dobrać odpowiednią wysokość kraty do przewidywanych obciążeń, należy korzystać z tabel obciążeń dostarczonych przez producenta.

Niniejsza instrukcja krok po kroku wyjaśnia, jak korzystać z „TABELI OBCIĄŻEŃ KRAT GRP” dla krat Evergrip, która uwzględnia wszystkie typy obciążeń:

• równomierne (ciągłe, rozłożone na powierzchni),
• skupione punktowe (obciążenie na niewielkim obszarze),
• skupione liniowe (obciążenie wzdłuż wąskiego pasa/linie).
  
  

1. Interpretacja danych w tabeli obciążeń kraty GRP

Tabela obciążeń kraty Evergrip podaje dla każdej kraty dopuszczalne obciążenia oraz odpowiadające im ugięcia. Kluczowe symbole w tabeli to:

• Fv – wartość obciążenia ciągłego (równomiernie rozłożonego) na powierzchni kraty, wyrażona w [kN/m²]. Jest to maksymalne dopuszczalne obciążenie powierzchniowe dla danej kraty i rozstawu podpór. (Przykład: Fv = 60 kN/m² oznacza, że na każdy m² kraty można bezpiecznie nałożyć ciężar ~60 kN, co odpowiada około 6 000 kg/m², ponieważ 1 kN ≈ 100 kg).
• fv – ugięcie maksymalne w [mm] przy obciążeniu Fv. Pokazuje, jak mocno ugnie się krata pod maksymalnym obciążeniem równomiernym. (Np. fv = 24,8 mm oznacza ugięcie ok. 2,48 cm pod obciążeniem Fv).
• Fp – wartość obciążenia skupionego (punktowego) w [kN]. Określa maksymalne dopuszczalne obciążenie punktowe, przyłożone centralnie na powierzchnię 200×200 mm (20×20 cm) w dowolnym miejscu kraty. (Przykład: Fp = 8,2 kN oznacza obciążenie punktowe ~820 kg rozłożone na obszarze 20×20 cm).
• fp – ugięcie maksymalne w [mm] od obciążenia Fp. Informuje, o ile ugnie się krata pod maksymalnym obciążeniem punktowym.

Te cztery wielkości (Fv, fv, Fp, fp) występują w tabeli dla różnych modeli krat i różnych rozstawów podpór. Zanim przejdziemy dalej, warto pamiętać, że podane wartości obciążeń są wartościami granicznymi przyjętymi z odpowiednim marginesem bezpieczeństwa. Evergrip przyjmuje współczynnik bezpieczeństwa 3,0 względem punktu zerwania (zniszczenia materiału) oraz dodatkowy współczynnik 1,3 ograniczający ugięcia, zgodnie z normą DIN 24537-3. Oznacza to, że wartości Fv i Fp w tabeli są bezpiecznymi, dopuszczalnymi obciążeniami roboczymi, przy których krata nie ulegnie uszkodzeniu, a jej ugięcie będzie akceptowalne.

Obciążenie skupione liniowe – choć w tabeli nie ma osobnej kolumny dla obciążeń liniowych, warto wiedzieć, co ten termin oznacza. Mówimy o nim, gdy obciążenie rozkłada się wzdłuż wąskiego pasa kraty (np. koło wózka poruszające się po kracie lub belka leżąca na kracie). W praktyce obciążenie liniowe jest pośrednie między punktowym a równomiernym – działa na ograniczonej powierzchni, ale wydłużonej. Jak uwzględnić obciążenie liniowe? Zazwyczaj, jeśli w aplikacji przewidywane jest takie obciążenie (np. koło o szerokości 50 mm toczące się po kratownicy), należy upewnić się, że lokalnie krata wytrzyma nacisk podobny do obciążenia punktowego. W razie wątpliwości najlepiej traktować obciążenie liniowe konserwatywnie jak ciąg punktowych obciążeń wzdłuż linii lub jako obciążenie równomierne działające na wąski pas i porównać z odpowiednimi danymi z tabeli (Fp/fp lub Fv/fv, zależnie od charakteru obciążenia). W kolejnych krokach pokażemy, jak posługiwać się tabelą dla każdego rodzaju obciążenia.

2. Rozstaw podpór a odczytywanie wartości z tabeli

Rozstaw podpór (L) to odległość między elementami, na których opiera się krata (np. rozstaw belek kompozytowych lub krawędzi wsporników, na których leży panel kraty). Jest to kluczowy parametr wpływający na ugięcie i nośność kraty: im większy rozstaw tym większe ugięcia i mniejsza nośność.

W tabeli obciążeń kolumny odpowiadają różnym rozstawom podpór i podają wartości dla rozstawów co 50 lub 100 mm (np. 300, 400, 500, 600, 700, 750 mm itd. – typowe rozpiętości stosowane w projektowaniu krat pomostowych).

Jak odczytać wartości? Załóżmy, że mamy określony rozstaw podpór L = 600 mm. W tabeli:

• Odszukujemy kolumnę  odpowiadającą 600 mm.
• W obrębie tej kolumny znajdujemy interesujący nas model kraty (np. krata standardowa o wysokości 30 mm)
• Odczytujemy wartości Fv, fv, Fp, fp dla przecięcia danego modelu kraty i rozstawu 600 mm.

Przykład odczytu: Dla kraty 30mm  (oczko 38×38 mm) przy rozstawie podpór 600 mm tabela może podawać:

• Fv ≈ 52,88 kN/m², fv ≈ 22,37 mm
• Fp ≈ 6,45 kN, fp ≈ 21,25 mm

Interpretacja: Krata 30mm (oczko 38x38mm) przy rozpiętości podpór 600 mm może przenieść obciążenie równomierne do ok. 52,9 kN/m² (≈5290 kg/m²) – przy takim maksymalnym obciążeniu ugnie się o ok. 22 mm. Punktowo wytrzyma do ok. 6,45 kN (≈645 kg na powierzchni 20×20 cm) z ugięciem ok. 21 mm.

Uwaga: Jeśli potrzebujemy wartości dla rozstawu innego niż wyszczególnione w tabeli (np. L = 550 mm, a tabela podaje 500 i 600 mm), zazwyczaj należy interpolować (oszacować liniowo) między najbliższymi wartościami. W zakresie sprężystym (a takim jest zakres pracy kraty przed osiągnięciem Fv lub Fp) ugięcia i nośność zmieniają się mniej więcej liniowo ze zmianą rozpiętości. Jednak dla uproszczenia lepiej projektować rozstaw podpór odpowiadający podanym w tabeli wartościom lub zapytać producenta o dane dla nietypowego rozstawu.

Warto również rozumieć, czym jest dopuszczalne ugięcie względne, często stosowane jako kryterium komfortu i bezpieczeństwa. Wyrażamy je jako procent rozpiętości L. Typowe wartości to:

• L/100 (1% L) – dość duże ugięcie, zauważalne gołym okiem i odczuwalne (np. dla L=600 mm, 1% to 6 mm ugięcia).
• L/200 (0,5% L) – częściej zalecane, bardziej rygorystyczne kryterium (dla L=600 mm to 3 mm ugięcia). Taka wartość zwykle gwarantuje odczucie solidności konstrukcji.
• L/300 (≈0,33% L) – bardzo sztywne kryterium (dla 600 mm to 2 mm), stosowane rzadko, w specjalnych przypadkach wymagających minimalnych ugięć.

W tabeli Evergrip wartości fv i fp są to ugięcia maksymalne przy obciążeniach maksymalnych. Możemy je porównać z powyższymi kryteriami. Np. ugięcie 22 mm przy L=600 mm to 22/600 ≈ 3,7% L, czyli znacznie więcej niż 1% – lecz pamiętajmy, że 22 mm wystąpi dopiero przy pełnym dopuszczalnym obciążeniu (52,88 kN/m²). W praktyce rzadko wykorzystujemy pełną nośność kraty; częściej projektujemy obciążenia mniejsze, dla których ugięcia będą odpowiednio niższe.

3. Dobór wysokości kraty i rozstawu podpór do przewidywanego obciążenia

Dobór właściwej kraty polega na znalezieniu takiej wysokości (i ewentualnie typu kraty), która przy zadanym rozstawie podpór wytrzyma przewidywane obciążenia z odpowiednim zapasem i akceptowalnym ugięciem. Poniżej krok po kroku opis procesu.

Krok 3.1: Określenie wymagań obciążeniowych.

Najpierw zdefiniuj, jakie obciążenia będzie musiała przenieść krata:

• Czy dominujące będzie obciążenie równomierne (np. magazynowanie materiałów na całej powierzchni, tłum ludzi na pomoście, warstwa śniegu itp.)? Jeśli tak, określ jego wartość w [kg/m²] lub [kN/m²].
• Czy wystąpi znaczące obciążenie punktowe (np. koło wózka transportowego, podpora maszyny, stopa człowieka, noga regału)? Określ przybliżoną maksymalną siłę w [kg] lub [kN] oraz oszacuj, na jakiej powierzchni będzie się ona rozkładać. Najczęściej przyjmuje się właśnie powierzchnię 200×200 mm dla standardowych obciążeń punktowych – chyba że wiesz, iż obciążenie będzie bardziej skoncentrowane (wtedy to jeszcze bardziej wymagający przypadek).
• Czy obciążenie ma charakter liniowy (np. krawędź maszyny, która opiera się na kracie na całej swojej długości, wąski pas nacisku, koło przejeżdżającego wózka)? Jeśli tak, określ długość i wielkość takiego obciążenia. Można go potem porównać zarówno do punktowego, jak i równomiernego – w zależności jak szeroki jest pas obciążenia. Np. koło wózka o szerokości 100 mm i obciążeniu 2 kN można traktować jak dwa sąsiadujące obciążenia punktowe po 1 kN każdy, lub jako obciążenie rozłożone na pasie 100 mm.

Krok 3.2: Założenia co do rozstawu podpór.

Sprawdź, jaki rozstaw podpór jest planowany w konstrukcji lub jak możesz go kształtować. Często rozstaw belek nośnych wynika z projektu stalowej lub betonowej konstrukcji pod kratami. Może to być np. 600–800 mm dla pomostów obsługowych, ale bywa większy dla kładek, mniejszy dla cięższych maszyn itp. Jeśli nie masz narzuconego rozstawu, możesz przyjąć wstępnie standardowy (np. 600 mm) i ewentualnie go zmodyfikować później dla optymalizacji.

Krok 3.3: Wstępny dobór na podstawie nośności.

• Znajdź w tabeli wiersz odpowiadający rozstawowi podpór (lub najbliższy – jak wspomniano, lepiej nie wychodzić poza dane, by nie przekraczać założeń).
• Porównaj wymagane obciążenie równomierne z wartością Fv dla dostępnych wysokości krat. Wybierz te modele (wysokości), dla których Fv jest równe lub większe od wymaganego obciążenia. Jeśli np. potrzebujesz 5 kN/m², a dla kraty 30 mm Fv = 4 kN/m² (za mało), a dla kraty 38 mm Fv = 6 kN/m² (wystarczająco), to od razu wiesz, że 30 mm odpada – 38 mm spełni warunek nośności.
• Następnie porównaj wymagane obciążenie punktowe z Fp. To szczególnie ważne, jeśli spodziewamy się, że ktoś będzie stawał lub coś będzie naciskać na kratę punktowo (np. koło, noga regału). Przykład: wymagany punktowy nacisk 2 kN (≈200 kg) na 20×20 cm. Sprawdzamy Fp: jeśli dla kraty 30 mm Fp = 5 kN – wydaje się wystarczające (5 kN > 2 kN), dla 25 mm Fp = 4 kN (też >2 kN, więc też by wytrzymała pod kątem nośności), a dla 15 mm Fp = 0,74 kN (tylko ~74 kg, za mało – więc 15 mm zdecydowanie odpada przy tym wymaganiu). Już tu możemy zawęzić wybór do tych wysokości, które spełniają oba kryteria nośności (równomiernej i punktowej).

Tabela pokazuje maksymalne wartości krat, aby wyliczyć wartość dla żądanego obciążenia należy zastosować wzór proporcji liniowej:

Przykład użycia: Tabela prezentuje następujące parametry dla kraty 38mm (38x38mm) przy rozstawie podpór 1000mm:

• Fv = 29,56 kN/m²
• fv = 50,4 mm

Chcesz obciążyć ją jednak tylko do 5 kN/m². Ile będzie wynosiło ugięcie? Skorzystajmy ze wzoru:

Krata ugnie się o 8,54 mm, co przy rozstawie podpór 1000 mm oznacza spełnienie wymagań ugięcia zgodnych z L/100 (maks. 10 mm, czyli 1% rozpiętości). Nie spełnia natomiast bardziej rygorystycznego kryterium L/200, gdzie dopuszczalne ugięcie wynosi maks. 5 mm (0,5% rozpiętości).

Krok 3.4: Weryfikacja ugięć i kryteriów komfortu.

Z modeli krat, które przeszły wstępny dobór nośności, sprawdź ich ugięcia fv i fp przy maksymalnych obciążeniach. Zwykle nie chcemy wykorzystywać kraty na 100% możliwości, bo wtedy ugięcie jest największe. Porównaj te ugięcia z własnymi kryteriami (np. staramy się, by ugięcie nie przekraczało ~L/200). Jeśli widzisz, że dla jakiejś kraty ugięcie maksymalne jest ogromne (np. 30 mm, czyli >1/100 rozpiętości przy L=600 mm), to warto sprawdzić, jakie będzie ugięcie pod rzeczywistym przewidywanym obciążeniem, które może być dużo mniejsze niż maksymalne. Aby to zrobić, skorzystaj z liniowej interpolacji (materiały GRP w tym zakresie obciążeń zachowują się w przybliżeniu liniowo sprężyście). Mamy prostą zależność proporcjonalną:

ugięcie przy obciążeniu $x$ = (ugięcie maksymalne z tabeli) × (obciążenie $x$ / obciążenie maksymalne z tabeli)

Inaczej mówiąc, jeżeli obciążenie rzeczywiste jest dajmy na to, połową wartości Fv, to ugięcie będzie około połowy fv. Ta sama zależność dotyczy obciążenia punktowego Fp i ugięcia fp.

Przykład obliczenia ugięcia:

Rozważmy ponownie kratę standard 38 (wys. 38 mm) przy rozstawie podpór L = 700 mm. Z tabeli: Fv = 60,0 kN/m² z ugięciem fv = 24,8 mm; Fp = 8,23 kN z ugięciem fp = 22,99 mm.

• Jeśli planujemy obciążenie równomierne 5 kN/m² (czyli ok. 500 kg/m² – np. tłum ludzi lub ciężkie urządzenia), to wyliczenie będzie wyglądało w następujący sposób:

Zaledwie ~2 mm ugięcia – to świetny wynik (tylko ~0,3% rozpiętości 700 mm).

• Jeśli przewidujemy obciążenie punktowe1,5 kN (150 kg) na 20×20 cm (np. ciężka osoba lub przenośne urządzenie) użyjmy następującego wzoru:

Około 4 mm ugięcia pod takim obciążeniem punktowym. Dla L=700 mm 4 mm to nieco więcej niż L/200 (3,5 mm), ale wciąż dość niedużo – raczej akceptowalne w wielu przypadkach (to ok. 0,6% L).

Jeśli takie obliczone ugięcie spełnia Twoje wymagania (np. jest poniżej przyjętego limitu ugięcia), to znak, że wybrana krata da radę i pod względem sztywności. Jeśli natomiast nawet przy Twoim obciążeniu ugięcie wychodzi wysokie (np. >L/100, czyli >1% rozpiętości – co bywa odczuwalne jako “ugięcie/trampolina”), lepiej wybrać kratę o większej wysokości lub zmniejszyć rozstaw podpór.

Krok 3.5: Wybór optymalny – bezpieczeństwo i ekonomika.

Zazwyczaj celem jest dobrać najniższą możliwą wysokość kraty, która zapewni bezpieczne przeniesienie obciążeń i akceptowalne ugięcia. Dlaczego najniższą? Ponieważ niższa krata jest lżejsza, tańsza i łatwiejsza w montażu. Nie ma sensu stosować bardzo wysokiej kraty, jeśli niższa w pełni wystarczy (to byłoby przewymiarowanie podnoszące koszty). Z drugiej strony, nie wolno iść na kompromis kosztem bezpieczeństwa – krata zbyt niska, która nie spełnia wymagań, grozi nadmiernym ugięciem, uszkodzeniem, a w skrajnych przypadkach złamaniem pod obciążeniem.

Po analizie nośności (Fv, Fp) i ugięć (fv, fp przy przewidywanym obciążeniu) wybierz model kraty. Niekiedy może zajść potrzeba dostosowania rozstawu podpór: np. jeśli żadna rozsądna wysokość kraty nie spełnia wymagań przy L=1000 mm, rozważ dodanie pośrednich podpór (zmniejszenie L do np. 500 mm). Z drugiej strony, jeżeli wybrana krata ma duży zapas nośności i ugięcie jest minimalne, można rozważyć „oddalenie podpór” (jeśli to jeszcze dopuszczalne w konstrukcji), żeby zoptymalizować układ – ale to raczej decyzja dla projektanta konstrukcji.

4. Konsekwencje doboru nieodpowiedniej wysokości kraty

Dobór zbyt niskiej kraty (za słabej) do danego obciążenia ma poważne konsekwencje:

• Ugięcia kraty mogą być nadmierne, co odczuwają użytkownicy (efekt “ugiętej podłogi” może budzić niepokój). Jeśli ugięcie przekroczy np. 1% rozpiętości, krata będzie wyraźnie się uginać pod ciężarem człowieka – to niekomfortowe i potencjalnie niebezpieczne wrażenie.
• Przy długotrwałym przekraczaniu dopuszczalnych ugięć może dojść do zmęczenia materiału lub osłabienia połączeń kraty z konstrukcją (np. poluzowanie mocowań).
• Przeciążenie kraty (obciążenie ponad dopuszczalne Fv lub Fp) zmniejsza margines bezpieczeństwa. Ponieważ wartości Fv/Fp już zawierają współczynnik bezpieczeństwa 3, to przekroczenie ich oznacza ryzyko zbliżania się do granicy wytrzymałości. Ekstremalnie, krata zbyt niska może pęknąć/załamać się pod zbyt dużym ciężarem – co może skutkować wypadkiem. Nawet jeśli nie dojdzie do całkowitego złamania, nadmiernie ugięta krata może odkształcić się trwale (nie wrócić do pierwotnego kształtu). Choć kompozyt GRP ma tę zaletę, że po odciążeniu zwykle powraca (jest sprężysty), to jednak każde przekroczenie granicy sprężystości pozostawia mikrouszkodzenia.

Dobór zbyt wysokiej kraty (znacznie mocniejszej niż potrzeba) również nie jest pożądany z innych względów:

• Większa wysokość to większy koszt materiału. Kraty GRP o wyższej konstrukcji są droższe w produkcji i zakupie.
• Większa masa: choć nadal lekkie w porównaniu do stali, wyższe kraty ważą więcej (np. krata 50 mm może ważyć zdecydowanie więcej niż 30 mm). To utrudnia transport i montaż, a także zwiększa obciążenie konstrukcji wsporczej niepotrzebnie.
• Trudniejszy montaż w istniejącej infrastrukturze: jeśli mamy ograniczenia wysokości (np. poziom posadzki, progi), zbyt wysoka krata może nie pasować wymiarowo.
• Z ekonomicznego punktu widzenia stosowanie „na wszelki wypadek” bardzo wytrzymałych krat tam, gdzie nie są wymagane, jest nieefektywne. Zawsze starajmy się dobrać rozwiązanie optymalne, zapewniające bezpieczeństwo przy racjonalnym koszcie.

Podsumowując: Krata powinna być ani zbyt słaba, ani przesadnie mocna – właściwie dobrana do zadania. Zbyt słaba zagraża bezpieczeństwu, zbyt mocna – podraża inwestycję.

5. Przykłady doboru i interpretacji wyników

Poniżej przedstawiamy kilka konkretnych przykładów, które pomogą utrwalić powyższe zasady:

Przykład 1: Pomost dla pieszych, duży rozstaw podpór

Załóżmy, że projektujemy pomost obsługowy, po którym będą chodzili ludzie. Rozstaw belek nośnych pod kratą wynosi 800 mm (dość duża rozpiętość). Wymagania normowe dla obciążeń: obciążenie równomierne 5 kN/m² (około 500 kg/m², co odpowiada np. grupie ludzi lub sprzętowi) oraz obciążenie punktowe 1,5 kN na powierzchni 200×200 mm (ciężki człowiek, koło wózka itp.). Dodatkowo załóżmy limit ugięcia L/200 (0,5% rozpiętości), czyli dla 800 mm jest to 4 mm.

Dobieramy kratę:

• Sprawdzamy tabelę dla L = 800 mm.
  
  • Krata 30 (38x38mm): orientacyjnie z tabeli Fv ~29 kN/m², fv ~39 mm; Fp ~4,4 kN, fp ~36 mm przy 800 mm. 5 kN/m² jest dużo mniejsze od 29 kN/m², więc nośność równomierna jest OK z dużym zapasem. Obciążenie punktowe 1,5 kN vs Fp=4,4 kN – też OK (4,4 > 1,5). Problem w tym, że ugięcia maksymalne są bardzo duże (do 39 mm przy maksymalnym obciążeniu równomiernym). Policzmy ugięcie dla naszych wymagań:
    
    • Dla 5 kN/m²: ugięcie ≈ 39 mm × (5/29) ≈ 6,7 mm. To już więcej niż 4 mm dopuszczalne (6,7 mm ≈0,84% L).

• Dla 1,5 kN punktowo: ugięcie ≈ 36 mm × (1,5/4,4) ≈ 12,3 mm (aż 1,5% L).

Widać, że choć krata 30 mm wytrzyma ciężar, to będzie się za bardzo uginać – nie spełni naszego kryterium L/200.

• Krata 38mm (oczko 38x38 mm): z tabeli dla 800 mm Fv ~46 kN/m², fv ~32 mm; Fp ~6,96 kN, fp ~29,6 mm.

           Nośności: 5 kN/m² vs Fv 46 – w porządku, 1,5 kN vs Fp 6,96 – w porządku.

           Ugięcia dla wymagań:

                         5 kN/m²: ≈ 32 mm × (5/46) ≈ 3,5 mm (prawie dokładnie nasz limit 4 mm, mieści się).

• 1,5 kN: ≈ 29,6 mm × (1,5/6,96) ≈ 6,4 mm (0,8% L, wciąż dość sporo, ale dużo mniej niż dla kraty 30 mm).

Tutaj wypadamy lepiej – ugięcie pod równomiernym obciążeniem jest akceptowalne (~L/230). Punktowe 6,4 mm to wciąż powyżej 4 mm, lecz pamiętajmy – 1,5 kN to obciążenie ruchome (np. idący człowiek), a często normy dopuszczają L/200 dla obciążeń stałych i L/100 (~1%) dla krótkotrwałych obciążeń ruchomych. 6,4 mm to 0,8% L, można to uznać za akceptowalne chwilowe ugięcie gdy ktoś wejdzie (krata ugnie się niecały centymetr). Jeśli chcemy zmniejszyć i to ugięcie – pozostaje krata wyższa albo gęstsze podparcie.

• Krata 50mm (50,7x50,7 mm): Dla 800 mm spodziewane Fv i Fp będą jeszcze większe, a ugięcia mniejsze proporcjonalnie. Taka krata z pewnością spełni kryteria ugięć (być może ~2-3 mm ugięcia przy 5 kN/m²), ale jest to już bardzo mocna krata.

Wniosek: Dla tego pomostu krata 38 mm zdaje się być optymalna – zapewni bezpieczeństwo i ugięcia na granicy akceptowalnej normy. Krata 30 mm byłaby zbyt wiotka (ugięcia za duże), a krata 50 mm choć lepsza żywnościowo, raczej niepotrzebna (nadmierny zapas, wyższy koszt). Jeśli jednak priorytetem byłaby minimalizacja ugięć (np. dla komfortu użytkowników), można by rozważyć skrócenie rozstawu podpór do 600 mm pozostając przy kracie 38 mm – wtedy ugięcia punktowe spadną znacząco.

Przykład 2: Pokrywa kanału, mały rozstaw podpór, obciążenie ciężkim sprzętem

Mamy kratę przykrywającą kanał serwisowy o szerokości 400 mm (podpory po obu krawędziach, więc rozpiętość L=400 mm). Po kracie może przejeżdżać lekki wózek paletowy o obciążeniu na koło 4 kN (około 400 kg na koło). Koło styka się z kratą mniej więcej na powierzchni 100×100 mm – możemy to traktować jak obciążenie punktowe 4 kN, ewentualnie liniowe. Obciążenia równomiernego praktycznie brak (tylko ruch punktowy). Dążymy oczywiście do małych ugięć, by koło nie wpadało w zauważalny dołek – powiedzmy <2 mm (L/200 dla 400 mm to 2 mm właśnie).

Dobór:

• Rozstaw L=400 mm jest niewielki, co sprzyja nośności. Sprawdzamy Fp w tabeli dla 400 mm:
  • Krata 30 mm: Fp ~11,4 kN, fp ~10 mm (z tabeli krata 30 przy 400 mm: Fp 11,36 kN, fp 9,99 mm). 4 kN to ~35% Fp, więc ugięcie byłoby ~3,5 mm.  Wzór wyliczeń poniżej:

To trochę ponad założone 2 mm. Może być odczuwalne, ale nie tragiczne – jednak spróbujmy lepiej.

• Krata 38 mm: Fp ~18 kN, fp ~8 mm (dla kraty 38mm przy 400 mm: Fp 17,97 kN, fp 8,21 mm). 4 kN to ~22% Fp, ugięcie ~1,8 mm.
  

Jak wynika z wyliczeń cel ugięcia poniżej 2% został osiągnięty.

• Krata 50 mm: Fp pewnie ponad 25 kN, fp może ~6 mm. Wtedy 4 kN to ~16% Fp, ugięcie ~1 mm lub mniej – super sztywno. Ale czy potrzebujemy aż tak? Prawdopodobnie 38 mm wystarczy.

• Obciążenie równomierne nie jest istotne tutaj, ale dla formalności: każda z tych krat przy 400 mm ma Fv bardzo wysokie (pewnie kilkaset kN/m²), więc żaden problem.
   

Wniosek: Krata 38 mm z rozstawem podpór 400 mm spokojnie przeniesie obciążenie koła 4 kN z ugięciem ok. 1,8 mm. Krata 30 mm miałaby ok. 3,5 mm ugięcia – być może akceptowalne, ale bliżej granicy komfortu. Dla pewności i trwałości wybralibyśmy 38 mm. Krata 50 mm byłaby jeszcze sztywniejsza, lecz raczej nieuzasadniona ekonomicznie, biorąc pod uwagę dużo wyższy koszt.

Przykład 3: Obciążenie głównie równomierne, duża powierzchnia

Załóżmy, że projektujemy podest magazynowy, na którym będą składowane lekkie materiały na całej powierzchni. Konstrukcja jest prosta – rozstaw podpór wynosi 600 mm, a przewidywane maksymalne obciążenie równomierne to 300 kg/m², czyli 2,94 kN/m².

Nie przewidujemy istotnych obciążeń punktowych – sporadyczne chodzenie ludzi nie będzie problemem. Zależy nam na ekonomicznym i funkcjonalnym rozwiązaniu, a dopuszczalne ugięcie może wynosić nawet 1% rozpiętości (czyli do 6 mm przy L = 600 mm), ponieważ nie wpływa to negatywnie na magazynowane materiały.

Rozpatrujemy kratę GRP o wysokości 30 mm i oczko 38×38 mm.

Z tabeli obciążeń dla rozstawu podpór 600 mm:

• Fv = 52,88 kN/m² (czyli dużo więcej niż wymagane 2,94 kN/m²)
• Fv= 22,37 mm (ugięcie przy maksymalnym obciążeniu Fv)

Liczymy ugięcie przy naszym rzeczywistym obciążeniu 2,94 kN/m², korzystając z proporcji:

Wynika z tego że przy zakładanym obciążeniu krata ugina się zaledwie 1,25mm co jest zdecydowanie więcej niż wymagane 6mm.

6. Podsumowanie w formie pytań i odpowiedzi

Pytanie: Jak czytać tabelę obciążeń krat GRP?

Odpowiedź: Tabela obciążeń kraty GRP zazwyczaj przedstawia wiersze z różnymi modelami krat (o określonych wysokościach), a kolumny z różnymi rozstawami podpór (L). Aby odczytać interesujące dane z takiej tabeli:

1. Znajdź kolumnę odpowiadającą swojemu rozstawowi podpór (czyli odległości między punktami podparcia kraty, np. 600 mm).
2. Znajdź wiersz odpowiadający modelowi kraty, którą rozważasz (np. kracie o wysokości 30 mm).
3. Odczytaj wartości na przecięciu wybranej kolumny i wiersza. Znajdziesz tam parametry Fv, fv, Fp oraz fp – określają one nośność i ugięcie tej kraty przy danym rozstawie. (Co znaczą te skróty – wyjaśniamy w następnym pytaniu.)

Pytanie: Co oznaczają skróty Fv, fv, Fp i fp w tabeli?

Odpowiedź: Są to kluczowe parametry opisujące wytrzymałość kraty i jej ugięcie pod obciążeniem:

• Fv – maksymalne dopuszczalne obciążenie równomiernie rozłożone na powierzchni kraty (ciągłe obciążenie na cały panel), podawane w kN/m². Mówiąc prościej: ile nacisku na metr kwadratowy krata może unieść bez uszkodzenia. (Dla orientacji: 1 kN/m² to ok. 100 kg/m², więc np. Fv = 60 kN/m² oznacza około 6000 kg nacisku na każdy m² kraty).
• fv – ugięcie maksymalne (w milimetrach) przy obciążeniu Fv. Pokazuje, o ile ugnie się krata pod tym maksymalnym równomiernym obciążeniem. Np. jeśli fv = 20 mm, to przy obciążeniu równomiernym Fv krata wygnie się o ok. 2 cm.
• Fp – maksymalne dopuszczalne obciążenie punktowe (skupione na małym obszarze), podawane w kN. Zazwyczaj definiuje się je dla nacisku na powierzchnię 20×20 cm. Przykładowo Fp = 8 kN oznacza, że krata wytrzyma nacisk ~800 kg skoncentrowany na powierzchni 20×20 cm.
• fp – ugięcie maksymalne (w mm) od obciążenia punktowego Fp. To informacja, o ile ugnie się krata, gdy przyłożymy maksymalne dopuszczalne obciążenie punktowe.

Pytanie: Co oznacza kryterium ugięcia L/100, L/200 itp.?

Odpowiedź: Jest to sposób określenia dopuszczalnego ugięcia kraty w proporcji do rozpiętości między jej podporami (L). Wartość L/100 oznacza ugięcie równe 1% rozpiętości, L/200 to 0,5% rozpiętości, L/300 ≈ 0,33% itd. Im większy mianownik (czyli im wyższa liczba po „L/”), tym mniejsze dopuszczalne ugięcie – czyli bardziej rygorystyczny wymóg sztywności. Przykładowo, jeśli rozstaw podpór L wynosi 1000 mm (1 metr), to kryterium L/100 oznacza dopuszczalne ugięcie 10 mm, a L/200 to ugięcie 5 mm. Takie kryteria stosuje się, aby ograniczyć uginanie się pomostu – dzięki temu konstrukcja nie będzie się nadmiernie uginać pod obciążeniem, co mogłoby być odczuwalne lub niekomfortowe.

Pytanie: Jak dobrać odpowiednią wysokość kraty do danego rozstawu podpór i obciążenia?

Odpowiedź: Dobór wysokości (grubości) kraty polega na sprawdzeniu, który model sprosta wymaganemu obciążeniu przy założonym rozstawie podpór, z zachowaniem akceptowalnego ugięcia. W praktyce:

• Określ wymagane obciążenie – ustal, jakiego rzędu obciążenie musi przenieść pomost (np. równomierne obciążenie w kN/m² i/lub punktowe w kN). Weź pod uwagę zarówno ciężary stałe, jak i chwilowe (np. ludzie, sprzęt).
• Sprawdź tabelę nośności – dla zadanego rozstawu podpór znajdź w tabeli takie modele krat (wysokości), które mają wartość Fv (dla obciążenia rozłożonego) lub Fp (dla punktowego) co najmniej równe wymaganemu obciążeniu. Te modele spełniają wymóg nośności – niższe kraty, które nie osiągają potrzebnej wartości, należy odrzucić. Jeśli normy wymagają sprawdzenia obu rodzajów obciążeń (równomiernego i punktowego), upewnij się, że oba kryteria są spełnione.
• Porównaj ugięcia i wybierz model – spośród krat, które mają wystarczającą nośność, zobacz ich ugięcia fv/fp. Im wyższa (grubsza) krata, tym mniejsze ugięcie. Wybierz taką kratę, która zapewnia akceptowalne ugięcie przy przewidywanym obciążeniu (najlepiej nieprzekraczające przyjętego limitu, np. L/200). Zazwyczaj dąży się do tego, by wybrać najniższą możliwą kratę spełniającą wymagania – będzie ona wystarczająco wytrzymała, a przy tym lżejsza i tańsza niż grubsze modele. Jeśli obliczone ugięcie dla najniższej spełniającej nośność kraty okazałoby się zbyt duże, warto rozważyć wyższy model dla większej sztywności.

Pytanie: Jakie ugięcie jest dopuszczalne przy pomostach użytkowanych przez ludzi?

Odpowiedź: Dla pomostów, po których chodzą ludzie, ugięcie powinno być na tyle małe, aby nie powodować dyskomfortu czy wrażenia niepewności. W praktyce przyjmuje się, że chwilowe ugięcia do około 1% rozpiętości (L/100) są akceptowalne dla obciążeń krótkotrwałych, takich jak przejście człowieka. Na przykład przy rozpiętości 1000 mm, ugięcie ~10 mm w momencie stanięcia człowieka jest odczuwalne, ale zwykle uznawane za bezpieczne i dopuszczalne. Dla stałych obciążeń (nieruchomych, długotrwałych), kryterium jest zwykle bardziej rygorystyczne – często ogranicza się ugięcie do około 0,5% rozpiętości (L/200) lub mniej, co przy 1000 mm daje ~5 mm. Ogólnie rzecz biorąc, zaleca się, aby ugięcia pomostów użytkowanych przez ludzi wynosiły kilka milimetrów (z reguły poniżej 1% długości przęsła). Taki poziom ugięcia zapewnia odczucie solidności konstrukcji i komfort użytkowania.

Pytanie: Jak sprawdzić, czy krata spełni normę?

Odpowiedź: Należy porównać parametry kraty z wymaganiami odpowiednich norm budowlanych. Norma (lub przepis techniczny) określa, jakie minimalne obciążenia musi wytrzymać pomost (np. określoną wartość obciążenia równomiernego w kN/m² oraz punktowego w kN), a także może podawać dopuszczalne ugięcie (np. maksymalnie L/200 dla pomostów). Aby sprawdzić kratę:

• Nośność: Sprawdź w tabeli, czy dla danego rozstawu podpór wybrana krata ma Fv (dla obciążenia równomiernego) i Fp (dla punktowego) nie mniejsze niż wymagane przez normę obciążenia. Innymi słowy, upewnij się, że krata według tabeli uniesie tyle, ile wymaga norma (lub więcej).
• Ugięcie: Sprawdź, czy przy tym wymaganym obciążeniu ugięcie kraty nie przekracza dopuszczalnego limitu z normy (jeśli taki jest określony). Można to ocenić na podstawie wartości fv/fp z tabeli – jeśli przy maksymalnym obciążeniu ugięcie jest w tabeli mniejsze niż normowe L/x, to jest dobrze. Gdy ugięcie w tabeli dotyczy obciążenia maksymalnego większego od normowego, można założyć, że przy normowym obciążeniu ugięcie będzie odpowiednio mniejsze (prawie proporcjonalnie do obciążenia).
• Decyzja: Jeżeli dopuszczalne obciążenia z tabeli są większe lub równe wymaganiom normy, a przewidywane ugięcie nie przekroczy normowego kryterium, wówczas można uznać, że krata spełnia normę. Warto dodać, że producenci (jak Evergrip) podają w tabelach wartości już z uwzględnieniem wymaganych współczynników bezpieczeństwa – jeśli więc z tabeli wynika, że krata wytrzymuje dane obciążenie, to powinna spełniać normowe warunki bezpieczeństwa.

Pytanie: Czy muszę dokładnie dopasować wymaganą wartość obciążenia do wartości podanej w tabeli?

Odpowiedź: Nie, nie trzeba dokładnie „trafiać” w tę samą wartość. Tabela podaje maksymalne dopuszczalne obciążenia dla kraty. Ważne jest jedynie, aby Twoje wymagane obciążenie nie przekraczało wartości z tabeli. Jeśli jest niższe – tym lepiej, krata będzie miała zapas nośności, a ugięcie będzie mniejsze od podanego maksymalnego. Jeżeli natomiast wymagane obciążenie przekracza wartość tabelaryczną dla danej kraty i rozstawu, oznacza to, że ta krata przy tym rozstawie nie spełni wymagań (należałoby wybrać grubszą kratę albo zmniejszyć rozstaw podpór). Nie musimy zatem szukać w tabeli obciążenia identycznego z naszym – wystarczy upewnić się, że mieści się ono w dopuszczalnym zakresie. Warto też pamiętać, że gdy obciążenie jest mniejsze od maksymalnego, to ugięcie kraty będzie proporcjonalnie mniejsze (np. połowa maksymalnego obciążenia spowoduje mniej więcej połowę maksymalnego ugięcia).

Pytanie: Co zrobić, jeśli mamy daną kratę i chcemy dobrać rozstaw podpór?

Odpowiedź: W takiej sytuacji należy ustalić, jak daleko można rozstawić podpory, aby dana krata nadal wytrzymywała wymagane obciążenia i miała akceptowalne ugięcie. Postępowanie jest odwrotne do doboru kraty:

• Spójrz na wiersz wybranej kraty w tabeli. Dla kolejnych rozstawów podpór (kolejne kolumny) sprawdź wartości Fv/Fp. Szukaj maksymalnego rozstawu L, przy którym krata spełnia wymagania nośności – tzn. jej dopuszczalne obciążenia są równe lub wyższe od potrzebnych. To będzie największa odległość między podporami, jaką możesz zastosować dla tej kraty.
• Uwzględnij ugięcie. Upewnij się, że przy tym maksymalnym rozstawie ugięcie wciąż mieści się w akceptowalnym zakresie (jeśli nie – być może trzeba rozstaw zmniejszyć trochę poniżej maksymalnego dla komfortu).
• Stosuj bezpieczny zapas. Praktycznie warto nie wykorzystywać całego limitu „na styk”. Dobrze jest dobrać rozstaw podpór nieco mniejszy niż maksymalny dopuszczalny – da to dodatkowy zapas sztywności i bezpieczeństwa. Jeśli okaże się, że nawet przy niewielkim rozstawie (gęstych podporach) dana krata nie spełnia wymagań obciążeniowych, to znak, że trzeba zastosować grubszą kratę o wyższej nośności. (Generalna zasada: im mniejszy rozstaw podpór, tym mniejsze ugięcia i większa nośność konstrukcji).