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Ascareth
Anmeldungsdatum: 11.11.2010
Beiträge: 203
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 Ascareth Verfasst am: 11. Nov 2010 22:30 Titel: Kraftwirkung beim betonieren einer Säule |
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Hallo allerseits,
es geht um die Auslegung einer Schalung im Betonbau. Es soll eine Stütze (Quader) betoniert werden mit den Maßen: l, b, h = 450cm, 36cm, 25cm. "Richtig angemischter Beton" wiegt etwa 2400kg / m³. Die frisch betonierte Säule wiegt somit
und
Frage:
An welcher Stelle der Schalung wird diese am stärksten außeinander gedrückt, und mit welcher Kraft wird die Schalung dort außeinander gedrückt?
Falls noch Informationen fehlen, reiche ich diese natürlich gern nach.
Gruß, Asca |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 11. Nov 2010 22:37 Titel: |
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Kannst du den Aufbau noch ein bisschen näher beschreiben, zum Beispiel in Worten oder eventuell sogar als Skizze?
Stelle ich mir das ungefähr richtig vor, wenn ich da so eine Art Aquarium vor mir sehe, das statt mit Wasser mit Beton gefüllt ist, und in dem der Beton eine Füllhöhe von 25 cm haben soll?
Mit dem Gedanken "Aquarium" würde ich da einfach mal an den Wasserdruck in einer gewissen Wassertiefe denken, nur dass die Dichte die von Beton ist.
Hast du sowas mit Wasser schon mal gerechnet, und kannst du damit schon mal sagen, wo der Druck am größten ist und wie groß der Druck auf die Verschalung da ist? |
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Ascareth
Anmeldungsdatum: 11.11.2010
Beiträge: 203
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| Ascareth Verfasst am: 11. Nov 2010 22:52 Titel: |
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Wie man den Körper nun nennt ist ja egal - von mir aus auch Aquarium.
Der Körper ist wie gesagt 450cm hoch, 25cm breit und 36cm tief - eine Stütze (Säule).
Mit dem Wasserdruck liegst du denke ich falsch da ich nicht den Druck, der in der Vertikalen wirkt wissen muss, sondern ich die Kraftwirkung (Druck), mit der die Schalung außeinander gedrückt wird, wissen muss. Es wird also Oben (in 4,5m Höhe) Beton eingefüllt (vertikal), und es baut sich ein zunehmender Druck auf, der die Schalung nach außen drückt (horizontal).
Und ich müsste eben wissen, wie man wenigstens überschlagsmäßig errechnen kann, mit welcher Kraft die Schalung außeinander gedrückt wird. |
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Wasserbeton
Gast
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| Wasserbeton Verfasst am: 11. Nov 2010 22:59 Titel: |
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Hallo
Das mit dem Wasser ist glaube ich ganz gut
Das wären auf der Längsseite dann 330N |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 11. Nov 2010 23:01 Titel: |
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Druck wirkt ja in alle Richtungen, da kannst du sicher mit denselben Überlegungen rechnen wie für so ein Wasser-Aquarium.
Kannst du damit schon den Druck bestimmen, der unten auf Bodenhöhe des Gefäßes wirkt, Ascareth?
Auf die Seiten des Gefäßes könntest du die Gesamtkraft ausrechnen, indem du den höhenabhängigen Druck über diese Seitenflächen integrierst.
Oder möchtest du die Kraft auf eine der untersten Holzplanken der Verschalung ausrechnen? Auf die wäre die Kraft natürlich höher als auf die oberen, so dass auf die dann mehr als nur die Gesamtkraft auf die Seitenfläche geteilt durch die Anzahl der beteiligten Bretter wirken würde. |
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Ascareth
Anmeldungsdatum: 11.11.2010
Beiträge: 203
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| Ascareth Verfasst am: 11. Nov 2010 23:05 Titel: |
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Wenn du den Druck des Wassers zu den Seiten hin meinst, dann passt es wohl.
Was ich wissen muss ist einfach, wo der höchste Druck nach außen hin auftritt - also bei dem genannten Körper. Und außerdem wie hoch dieser Druck ist.
Ach so und integrieren kann ich gar nichts  Mehr als Grundrechenarten ist bei mir nicht drin.
Vielleicht ist es noch interessant wenn ich sage, dass die Schalung aus sogn. Schaltafeln besteht. Die sind sozusagen am Stück verarbeitet.
Zuletzt bearbeitet von Ascareth am 11. Nov 2010 23:07, insgesamt einmal bearbeitet |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 11. Nov 2010 23:07 Titel: |
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Kennst du dafür nicht schon eine Formel, mit der du umgehen kannst? Hast du schon mal den Druck unter einer Wassersäule einer bestimmten Höhe ausgerechnet? Welche Formel hast du da dafür genommen? |
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Ascareth
Anmeldungsdatum: 11.11.2010
Beiträge: 203
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| Ascareth Verfasst am: 11. Nov 2010 23:09 Titel: |
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Weder noch.
Wenn es mir um den Druck auf den Boden ginge, könnte ich mir vielleicht noch behelfen. Da es sich aber um den Druck nach außen, auf die Schalbretter handelt, macht mir das große Probleme. Ich habe keine Ahnung wie sich die Kraft, die von oben wirkt auf die Seiten "transformiert". |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 11. Nov 2010 23:13 Titel: |
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| Ascareth hat Folgendes geschrieben: |
Wenn es mir um den Druck auf den Boden ginge, könnte ich mir vielleicht noch behelfen.
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Fang mal damit an!
Denn wir müssen ja bei den Tipps, die dir helfen sollen, das selbst zu schaffen, bei dem anfangen, was du selbst schon kannst. |
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Ascareth
Anmeldungsdatum: 11.11.2010
Beiträge: 203
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| Ascareth Verfasst am: 11. Nov 2010 23:19 Titel: |
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Diesen Anspruch habe ich gar nicht.
Es ist zwar sehr löblich, dass du so denkst, aber vielleicht findet sich einfach jemand der mir helfen mag und mir so etwas wie eine Faustformel nennen kann, wie man so etwas überschlagsmäßig berechnen kann.
Ansonsten, vielen Dank. |
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Wasserbeton
Gast
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| Wasserbeton Verfasst am: 11. Nov 2010 23:33 Titel: |
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Druck=Dichte*Höhe*Erdbeschleunigung
Davon den Mittelwert (Druck/2),weil oben der Betondruck 0 ist
Das mit der Seitenfläche multiplizieren ergibt die Kraft |
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Ascareth
Anmeldungsdatum: 11.11.2010
Beiträge: 203
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| Ascareth Verfasst am: 12. Nov 2010 16:23 Titel: |
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Ok, danke.
Also wenn ich dann jetzt bei Beton eine Dichte von ca. 2,4 annehme (1m³ wiegt etwa 2,4t), und dann wie eben beschrieben rechne erhalte ich für den Druck:
Mit den Einheiten hapert es ein bisschen
Wenn ich jetzt wissen will welche Maximalkraft auf 1 m² Schalung wirken würde, wäre ich ja schon soweit fertig oder?
Was ist das jetzt aber? 105 N, oder KN??? |
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Zement
Gast
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| Zement Verfasst am: 12. Nov 2010 19:27 Titel: |
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Dichte =2400kg/m^3;Höhe nehmen;durch 2 teilen |
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Ascareth
Anmeldungsdatum: 11.11.2010
Beiträge: 203
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| Ascareth Verfasst am: 13. Nov 2010 19:12 Titel: |
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| Zement hat Folgendes geschrieben: | | Dichte =2400kg/m^3;Höhe nehmen;durch 2 teilen |
Also ist die Dichte mit 2,4 falsch angenommen, oder wie muss ich das verstehen? |
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alpha centauri
Anmeldungsdatum: 06.07.2005
Beiträge: 68
Wohnort: LPZ
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| alpha centauri Verfasst am: 13. Nov 2010 19:38 Titel: |
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@Ascareth
du kannst nicht den Druck auf 1 m² Schalung berechnen, weil er überall unterschiedlich ist. Genauer gesagt, wie auch schon meine Vorposter steigt der Druck mit zunehmender Tiefe deiner Schalung.
Du schreibst, dass du nicht mit Einheiten umgehen kannst. Das ist aber eine Grundvoraussetzung fürs Rechnen. Genauso wichtig ist es, dass du verstehst wie die physikalischen Vorgänge sind, denn dann verstehst du dein Problem mit dem Druck.
Die Vorstellung es gibt für alles nur eine Faustformel in der man mal schnell paar Werte einsetzen kann und dann hat man ein einzelnes richtiges Ergebnis ist bei solchen Konstruktionen die Räumlich sind einfach nicht möglich.
Einheiten über und unter dem Bruchstrich kürzen sich gegenseitig raus. Außerdem solltest du t in kg umrechnen. Was nach dem Einheitenkürzen übrig bleibt ist auch deine gesuchte Einheit.
Der höchste Druck herrscht logischer Weise immer am Boden eines Gefäßes. Somit muss die Verschalung nach unten, bzw. am Boden zu, immer stärker werden.
User "Wasserbeton" hat ja bereits alles gesagt, was du wissen musst. Wenn was unklar ist musst du genauer fragen. |
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Ascareth
Anmeldungsdatum: 11.11.2010
Beiträge: 203
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| Ascareth Verfasst am: 13. Nov 2010 19:51 Titel: |
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Ist ja alles richtig was du sagst. Ich will mich auch nicht beschweren. Außerdme hab ich ja Zeit, und kann auch noch öfter nachfragen.
Noch mal zu den Einheiten:
Newton ist aber mit  angegeben. Also was sind denn die 105,948 ? |
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alpha centauri
Anmeldungsdatum: 06.07.2005
Beiträge: 68
Wohnort: LPZ
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| alpha centauri Verfasst am: 13. Nov 2010 22:04 Titel: |
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Ich hab es für dich und alle Leser mal ausführlich geschrieben, denn damit lernt man gleich noch andere wichtige Dinge.
2500kg ist unkorrekt. Es wird ja 2400kg/m³ angegeben.
Außerdem ist das die Formel für den Druck.
anders geschrieben:
jetzt kürzt du alle Einheiten raus:
Ergebnis:
Überlegung:
Druck allg.
Kraft allg.
Umgeformt nach kg
jetzt kannst du für kg (in der Formel für den Druck) N einsetzen
Einheiten kürzen:
runden:
Das ist also der Druck am Boden der Säule.
http://de.wikipedia.org/wiki/Druck_%28Physik%29#Einheiten
Willst du Kraft für eine Wandseite haben musst du den mittleren Druck berechnen und die Gesamtfläche einer Seite. Der mittlere Druck ist die Hälfte des Maximaldrucks.
Seite z.b. 36 cm = 0,36m
 (gerundet)
und denke daran. Das ist nur die mittlere Kraft auf der gesamten Fläche einer breiten Seite mit 36cm. Oben und unten verlaufen die Kräfte an so einer Seite unterschiedlich. |
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Nappo
Gast
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| Nappo Verfasst am: 14. Nov 2010 10:14 Titel: |
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Ich glaube da ist ein Fehler drin.Man soll doch die Höhe einsetzen |
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Ascareth
Anmeldungsdatum: 11.11.2010
Beiträge: 203
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| Ascareth Verfasst am: 14. Nov 2010 10:19 Titel: |
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Vielen Dank, kann man sehr gut nachvollziehen jetzt.
Ganz unten würde ja dann sicher der Maximaldruck aufteten. Also dann 172 kN.
Wobei ich grundsätzlich noch eine Verständnisfrage hätte ... Bei dieser Berechnung wird ja mit G gerechnet. G wirkt doch aber vertikal und nicht horizontal. Die Kraft auf die Schalung ist doch aber eine Horizontalkraft. Gibt es da denn keinen Unterschied, oder kann man das vernachlässigen? |
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Nappo
Gast
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| Nappo Verfasst am: 14. Nov 2010 10:26 Titel: |
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Du mußt doch h=25cm nehmen |
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alpha centauri
Anmeldungsdatum: 06.07.2005
Beiträge: 68
Wohnort: LPZ
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| alpha centauri Verfasst am: 14. Nov 2010 20:07 Titel: |
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| Nappo hat Folgendes geschrieben: | | Du mußt doch h=25cm nehmen |
Die Konstruktion ist doch 4,5 meter hoch (Säule) -> bitte Aufgabenstellung lesen!
Ascareth, g wirkt zwar nach unten, aber drück ja die Masse durch ihr Eigengewicht auch zur Seite, weil die Masse nicht nach oben Stabil ist wie z.b. Steine.
kN ist nicht der Druck. Schau dir nochmal die Rechnungen an. Druck in Bar oder N/m² usw. Bei der Kraft an einem Punkt würd ich mal die Frage weitergeben. Da müsst ich mir das nochmal durch den Kopf gehen lassen. Hab aber grad keine Zeit.
Bitte g nit G schreiben. Die haben alle ihre Bedeutung |
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Ascareth
Anmeldungsdatum: 11.11.2010
Beiträge: 203
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| Ascareth Verfasst am: 15. Nov 2010 12:52 Titel: |
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| alpha centauri hat Folgendes geschrieben: |
Ascareth, g wirkt zwar nach unten, aber drück ja die Masse durch ihr Eigengewicht auch zur Seite, weil die Masse nicht nach oben Stabil ist wie z.b. Steine.
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Ja klar. Die Frage wäre nur, in welchem Verhältnis das geschieht. Also 1:1 oder mehr oder weniger? Je ausgehärteter der Beton ist, umso weniger "drückt" (wirkt) natürlich auch g über den Beton dann auf die Schalung. Bis er dann vollständig ausgehärtet ist. Ich könnte mir vorstellen, dass man hier mit einem Faktor für die Elastizität des Betons weiterkommen könnte.
| alpha centauri hat Folgendes geschrieben: |
kN ist nicht der Druck. Schau dir nochmal die Rechnungen an. Druck in Bar oder N/m² usw. Bei der Kraft an einem Punkt würd ich mal die Frage weitergeben. Da müsst ich mir das nochmal durch den Kopf gehen lassen. Hab aber grad keine Zeit.
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Ja kN ist dir Kraft. War falsch bezeichnet von mir.
| alpha centauri hat Folgendes geschrieben: | | Bitte g nit G schreiben. Die haben alle ihre Bedeutung |
Mach ich . |
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alpha centauri
Anmeldungsdatum: 06.07.2005
Beiträge: 68
Wohnort: LPZ
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| alpha centauri Verfasst am: 16. Nov 2010 02:19 Titel: |
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| Ascareth hat Folgendes geschrieben: |
Die Frage wäre nur, in welchem Verhältnis das geschieht. Also 1:1 oder mehr oder weniger? Je ausgehärteter der Beton ist, umso weniger "drückt" (wirkt) natürlich auch g über den Beton dann auf die Schalung. |
Der Gedanke ist nicht falsch nur eben nicht Praxisrelavant. Man brauch schon am Anfang vor dem Gießen der Säule die maximale Stabilität, was interessiert es einem dann ob der Wert abnimmt Solang er nicht zunimmt 
1 zu 1 ist er in jedem Fall. Weil die geringste Beweglichkeit schon den vollen Druck auch an die Wand abgibt, da die Reibung so gut wie zu vernachlässigen ist. Stell dir 2 Keile vor die du so anordnest, dass einer von oben und einer von unten steht. Wenn die Keile keine Reibung haben und aneinander schräg vorbeischeren können drücken sie mit der gesamten Kraft auf die Wände und den Boden. In deinem Beton sind diese Keile Wassermoleküle und das Gemischmaterial. Der Druck wirkt auf einer Ebene (Tiefe) immer nach allen Seiten gleich, sogar nach oben. |
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