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Zaunbauer
Anmeldungsdatum: 15.05.2020
Beiträge: 1
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 Zaunbauer Verfasst am: 15. Mai 2020 18:39 Titel: Zaun gegen Wind absichern - Zugkräfte? |
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Meine Frage:
Hallo Physiker,
ich plane gerade einen Gabionenzaun. Er wird 27m lang, 1,60m hoch und 20cm breit. Das ganze wird mit Erde befüllt und zwischen den Metallmaschen des Zauns und der Erde ist natürlich Vlies, damit die Erde nicht rausrutscht. Somit ist das auch ziemlich winddicht. Nun kann es ja manchmal doch etwas windiger sein und auf dem Gelände war es tatsächlich manchmal schon sehr stürmisch die letzten Jahre. Auch wenn alles gut einbetonniert wird, ist der Boden trotzdem eher sandig. Hinter dem Zaun verläuft ungefähr 50cm tiefer als das Gelände meines geplanten Zauns ein Weg mit Kindern, Hunden, Fahrradfahrern und anderen Sachen, wo der Zaun besser nicht drauf fallen sollte.
Ihr merkt sicherlich schon, worauf meine Frage abzielt. Ich sorge mich, dass wenn der Wind zu stark ist, dass dann der Zaun umfällt und zwar in Richtung des Weges, weil dort das Gelände ja noch ein bisschen tiefer ist und ich glaube, dass das dann auch wegen dem eher sandigen Untergrund nochmal extra gefährlich sein könnte. Deswegen möchte ich den Zaun zusätzlich absichern, dass er möglichst in beide Richtungen nicht umfallen kann (man weiß ja nie). Schließlich soll ja trotz Versicherung niemand zu Schaden kommen bei einem Sturm.
Meine Ideen:
Also mein Lösungsvorschlag wäre erstmal herauszufinden, wie schwer die Erde in dem Zaun eigentlich ist. Ein Online-Tool sagte mir, dass es wohl 15 Tonnen sein werden, das Eigengewicht der Zaunelemente ohne Erde ist da noch nicht drin.
Dann habe ich mir gedacht, dass der Zaun auch beim stärksten Sturm stehen bleibt, wenn ich entlang der 27 Meter an 3 oder 4 Stellen in 50cm Entfernung zum Zaun Betonfundamente vielleicht so 50cm tief in den Boden gieße. Ich würde hierfür 2 Pflanzringe aus dem Baumarkt übereinanderstellen. Die haben ja schon selbst ein ordentliches Eigengewicht. In die Pflanzringe würde dann der Beton reingehen.
Die Pflanzring-Betonfundamente bekommen eine Öse, dort würde ich jeweils eine Abschleppstange einhängen und das andere Ende dann an 3 oder 4 Stellen mit den Stützstreben auf mittiger Höhe (1,6m geteilt durch 2 ist 80cm) verbinden (alle 2,5m eine Stützstrebe, das erste Zaunelement wird somit 50cm kürzer als alle anderen).
Man hätte also an 3 oder 4 Stellen eine Art Stützdreieck, eine Seite des Dreiecks ist der Zaun bis zur halben Höhe, eine Seite wäre die Abschleppstange zwischen Zaun und Betonfundament im Boden und eine (unsichtbare) Seite wäre der Abstand zwischen Betonfundament und Zaun am Boden.
So, mein Kumpel sagt, dass das komplett sinnlos ist, weil das auch so hält, egal wie heftig es stürmt. Ich bin jedoch misstrauisch. Mein Bruder sagt, dass das komplett sinnlos ist, weil er sagt, dass die Betonfundamente mit rausgerissen werden, weil die niemals 15 Tonnen Erde halten, wenn das wegen nem Sturm instabil wird.
Preislich finde ich die Idee vertretbar, es muss ein mit Erde gefüllter Zaun mit genau diesen Maßen sein.
Bleiben wir mal der Einfachheit halber bei 3 gleichmäßig auf die 27 Meter verteilten Betonfundament-Stützdreiecken, die Öse wäre dann auf derselben Boden-Höhe wie der Zaun ganz unten. Der Wind pustet im 90 Grad Winkel genau auf halber Höhe des Zauns, also auf 80cm Höhe, dort wo die auch die Abschleppstange befestigt ist, und zwar in unbekannter Stärke.
Macht das gerade beschriebene Modell Sinn? Macht meine Idee allgemein überhaupt Sinn? Kann man das in eine Formel packen, die mir dann am Ende das Soll-Gewicht der drei Betonfundamente verrät? Onkel Google erschlägt mich mit Sinus und Newton und es fällt mir etwas schwer, hier selbst auf eine Lösung zu kommen. |
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Brillant
Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1973
Wohnort: Hessen
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| Brillant Verfasst am: 16. Mai 2020 10:45 Titel: Re: Zaun gegen Wind absichern - Zugkräfte? |
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| Zaunbauer hat Folgendes geschrieben: | | Mein Bruder sagt, dass das komplett sinnlos ist, weil er sagt, dass die Betonfundamente mit rausgerissen werden, weil die niemals 15 Tonnen Erde halten, wenn das wegen nem Sturm instabil wird. |
Du erwähnst nicht, welchen Zweck der Zaun erfüllen soll. Gegen unliebsame Besucher schützen, Sicht- oder Windschutz?
Eine winddichte Fläche wirkt als Segel. Womöglich gibt es in der Segel-Literatur Angaben zu Windstärken und deren Druck auf eine Fläche. Die Fundamente müssen die Windkraft, also ein Kipp-Moment ausgleichen, aber nicht das Gewicht des Zauns halten. Dein Bruder glaubt also, dass die mitgekippten Fundamente den Zaun wieder hochziehen würden, wenn er nicht so schwer wäre?
Der Wind greift weniger stark an, wenn er nicht nur oben drüber, sondern auch seitlich und unter durch vorbeistreichen könnte. Hast du die Möglichkeit, Lücken in den Zaun zu setzen, die dann mit einer Pflanze oder einem parallel versetzen Zaunelement mit Abstand blickdicht gemacht wird?
„Der Wind pustet im 90 Grad Winkel genau auf halber Höhe des Zauns, also auf 80cm Höhe, dort wo die auch die Abschleppstange befestigt ist, und zwar in unbekannter Stärke. “
Ich denke, du kannst die Kipp-Sicherheit noch erhöhen, wenn du die Abschleppstangen möglichst weit oben anbringst wegen der Hebelwirkung. Fraglich ist auch, ob der Draht hält, an dem du die Stange festmachst. Ein Orkan, der eine Mauer umbläst, wird kaum Respekt haben vor 3 bis 4 mm Draht.
Zuletzt bearbeitet von Brillant am 16. Mai 2020 11:24, insgesamt einmal bearbeitet |
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Zaunbauer_Antwort1
Gast
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| Zaunbauer_Antwort1 Verfasst am: 16. Mai 2020 11:14 Titel: Re: Zaun gegen Wind absichern - Zugkräfte? |
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| Brillant hat Folgendes geschrieben: |
Du erwähnst nicht, welchen Zweck der Zaun erfüllen soll. Gegen unliebsame Besucher schützen, Sicht- oder Windschutz?
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Trifft alles zu, der angrenzende Weg wird häufig benutzt. Wenn man im Garten sitzt, dann sollen die Gespräche auch nicht so leicht hörbar sein, deswegen Erde rein. Bilde mir ein, dass das auch etwas Schall dämmt und dann kann man das ja auch schön bepflanzen.
| Brillant hat Folgendes geschrieben: |
Dein Bruder glaubt also, dass die mitgekippten Fundamente den Zaun wieder hochziehen würden, wenn er nicht so schwer wäre?
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Na er meint halt, dass wenn der Sturm aus der Richtung kommt, wo die Fundamente eingegraben sind und in die Richtung stark genug weht, wo keine Fundamente sind (Richtung Weg), dass dann halt alles in Richtung Weg umkracht. Ich bilde mir dagegen ein, dass das dann nicht so einfach passiert, weil die Windkräfte, die auf die Gabionenwand wirken, dann über die Abschleppstangen auch noch zusätzlich an den Pflanzstein-Fundamenten ziehen müssen und wenn das über 27 Meter 3x 150kg schwer ist, dann hilft das doch bestimmt. Würde das aber gerne ganz grob rechnerisch nachvollziehen, bevor ich mir die Arbeit mache.
| Brillant hat Folgendes geschrieben: |
Lücken in den Zaun zu setzen
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Das ist wahrscheinlich eine Überlegung wert, vielleicht alle 5 Meter 20cm Lücke. Dann erfüllt der Zaun immer noch seinen Zweck (hoffe ich). Aber dann habe ich ja immer noch Angriffsflächen für den Wind, die 5 Meter breit sind und 1,60 hoch.
| Brillant hat Folgendes geschrieben: |
Kipp-Moment
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Das war ein super Stichwort, damit habe ich bei Google ein passendes Bild samt Formeln gefunden. Glaube, dass ich damit etwas weiterkomme. Freue mich aber trotzdem noch über sachdienliche Hinweise und melde mich garantiert nochmal  |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5867
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 16. Mai 2020 13:06 Titel: |
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Winddruck auf eine Mauer
Windkraft
Der Luftwiderstandsbeiwert werde mit c_w= 1,2 angenommen
Die Windgeschwindigeit v_w betrage 120 km/h = 33,3 m/s
Die Dichte rho_Luft beträgt 1,2 kg/m³
Die Fläche der angeströmten Mauer beträgt 43,2 m²
Kippmoment
Die Dimensionierung des Fundaments und evtl. Stützstreben ist die Aufgabe eines Bauingenieurs und nichts für Laien! |
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Zaunbauer_Antwort2
Gast
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| Zaunbauer_Antwort2 Verfasst am: 16. Mai 2020 14:30 Titel: |
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| Mathefix hat Folgendes geschrieben: | Winddruck auf eine Mauer
Die Dimensionierung des Fundaments und evtl. Stützstreben ist die Aufgabe eines Bauingenieurs und nichts für Laien! |
Das glaube ich langsam auch danke für die weiteren Erläuterungen |
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