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tectone
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 tectone Verfasst am: 01. Aug 2020 16:18 Titel: Auslenkung eines Stahlseils mit zentralem Gewicht |
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Meine Frage:
Hey Leute,
heute gibt es eine Frage mit realem Bezug. Ich möchte eine Aufhängung für Acroyoga bauen und es gibt dafür zwei verschiedene Ansätze. Normalerweise geht man mit entsprechenden Schwerlastankern einfach in die Decke und kann sich dann da dran hängen. Leider gibt es nur eine Gipsdecke und daran kann man punktuell nur max 20-40 Kg aufhängen, daher muss ich eine andere Lösung nutzen. Entweder ein Gestell aus Holzbalken bauen (unflexible Lösung, da man sich auf die Geometrie der Wohnung festlegt, außerdem ab einer bestimmten Länge nur schwer durchs Treppenhaus zu bekommen), oder jedoch von Wand zu Wand ein Stahlseil spannen.
Beide Ankerpunkte liegen auf einer Höhe und jeweils in 90 ° zur Seillinie.
Folgendes Seil kommt dafür in Betracht:
Länge: 5m
Zugfestigkeit 1960 N/mm²
Gewicht pro Meter: 1.74 kg
Bruchkraft: 320 kn
Das Seil hält 32 Tonnen aus und ist natürlich mehr als ausreichend von der mechanischen Stabilität her. Für mich entscheidender ist die Duschhängung und die Flexibilität, das heißt wie stark das Seil wackelt bei Belastung. Nach der Installation soll das Seil natürlich unter Spannung gesetzt werden, um die Auslenkung zu verringern. Wie kann jetzt ausgerechnet werden, bei welcher Zugkraft, welche Auslenkung erfolgt, wenn eine bestimmte Masse in der Mitte angreift?
Es ist wichtig zu wissen, wie groß die erforderliche Zugkraft ist, um eine nur minimale Auslegung zu erreichen (~ 1mm), da sich daran die Verankerung in der Wand orientiert. Denn wenn diese Verankerung zu schwach ist ist, dann wird natürlich irgendwann der Ankerpunkt aus der Wand gerissen.
Viele Grüße und Danke vorab!
Ihr könnt mir sicher weiterhelfen!
Meine Ideen:
Ich weiß, dass das Verhalten eines Seils durch eine Kettenlinie beschrieben wird und durch den cosh. Leider habe ich so eine Rechnung noch nie durchgeführt und freue mich wenn ihr mir hier weiterhelfen könnt.
https://proofwiki.org/wiki/Equation_of_Catenary
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Nils Hoppenstedt
Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019
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| Nils Hoppenstedt Verfasst am: 01. Aug 2020 17:05 Titel: |
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Hi,
die vertikale Komponente der Zugkraft muss pro Seilhälfte jeweils die halbe Gewichtskraft des Körpers tragen. Es gilt also:
Fy = sin(alpha) * F = 1/2*m*g
Hier ist alpha der Auslenkwinkel des Seils gegenüber der Horizontalen. Für kleine Auslenkungen gilt sin(alpha) =~ 2h/l, wobei l die Seillänge und h die Durchhängung ist. Damit folgt:
F = m*g*l/(4h)
Für ein sehr straff gespanntes Seil mit entsprechend kleiner Auslenkung h kommen da sehr große Kräfte zusammen (bei deinen Vorgaben wäre man bei etwa 1000 kN !!). Ich vermute, der größte Schwachpunkt der Konstruktion ist weniger das Stahlseil, sondern die Verankerung in der Wand. Du brauchst eine stabile Ziegel oder Betonwand und dicke und lange Dübel. Ich glaube, ich würde mich nicht trauen, mich da dran zu hängen...
Viele Grüße,
Nils
P.S.: Hänge das Seil doch an 3 oder 4 Punkten auf, dann ist es trotz Durchhängung stabil.
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tectone
Anmeldungsdatum: 01.08.2020
Beiträge: 13
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| tectone Verfasst am: 01. Aug 2020 18:08 Titel: |
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Also diese 1000 kn gibt es aber nur mit der Näherung. Ich habe jetzt mal mit dem Gewicht einer leichten Person und einer etwas anderen Länge gerechnet.
Wenn man mit einem Millimeter Auslenkung rechnet, dann sind es ca 774 kn, bei einem Centimeter respektive 77 kn..... Das ist immer noch eine ganze Menge Power und wäre etwa die Hälfte des maximalen Wertes des Spannschlosses. 774 kn oder gar 1000kn geht ja schon nicht mehr, da das Seil schon bei 320 kn reißen würde.
Also, mit Schwerlastankern die ausreichend dimensioniert, sind, (24 mm) könnte man schon um die 130 kn tackeln, wenn man die Ankerplatte größer baut um die Randabstände einzuhalten auch wohl das doppelte, allerdings nur in umgerissenem Beton. Da ich in einem Altbau lebe, gehe ich mal nicht davon aus, dass ich keinen echten Beton in der Wand hab sondern so Ziegelsteine mit oder ohne Löcher, von daher ginge wohl nur ein Injektionsanker. Damit errechne ich eher so eine Zuglast von 8 kn, bei großer Ankerplatte auch wieder ca. 16 kn. (Immer abhängig vom Durchmesser, Baumaterial und Tiefe des Ankers). Das scheint zu wenig zu sein....
Lastentabelle Schwerlast
Lastentabelle Injektionsdübel
Zum Vergleich errechne ich hier http://www.eurocode-statik-online.de/berechnungen/traeger.php für einen Buchenträger, 15x15 cm auf 5 m 5mm Auslenkung. Allerdings greifen durch das Gewicht des Trägers und der Zusatzlast nur ca. 1,2 kn auf beide Ankerpunkt an....
Mit ner 80mm M10 Gewindestange kann man laut Fischer 1 kn aufnehmen bei Querlast. Würde also insgesamt 8 kn für zwei Ankerpunkte heißen (mit jeweils 4 Ankern). Das scheint mir von der Kräftebelastung einfacher handzuhaben, oder?
| Zitat: | | P.S.: Hänge das Seil doch an 3 oder 4 Punkten auf, dann ist es trotz Durchhängung stabil. |
Du meinst so von oben oder? Das geht ja nicht, da Gipsdecke. Oder meinst du eine andere Konstruktion?
| Zitat: | | Du brauchst eine stabile Ziegel oder Betonwand und dicke und lange Dübel. |
Deine Gedanken zu meiner obigen Dübelbetrachtung?
Also würdest du eher zu einer Balkenkonstruktion tendieren? Problem ist nur, damit kann man im Zweifel schlecht umziehen, da man die Balken ja exakt zuschneiden und verzapfen muss. Es sei denn, da gibt es noch irgendeine mega coole Lösung zur Balkenverbindung...
Zuletzt bearbeitet von tectone am 01. Aug 2020 20:33, insgesamt einmal bearbeitet |
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Nils Hoppenstedt
Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019
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| Nils Hoppenstedt Verfasst am: 01. Aug 2020 19:49 Titel: |
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| tectone hat Folgendes geschrieben: |
Deine Gedanken zu meiner obigen Dübelbetrachtung?
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Also wie gesagt, ich denke, dass haut das nicht hin. Dafür sind die Zugkräfte einfach zu stark. Auch würde ich bei den Herstellerangaben die maximale Zugbelastung immer durch einen Sicherheitsfaktor 4 teilen. Vor allem wenn du noch irgendwelche sportliche Übungen an dem Seil machen möchtest. Dass du in einem Altbau wohnst und gar nicht genau weißt, wie das Mauerwerk aussieht, spricht auch nicht unbedingt für dein Vorhaben.
| tectone hat Folgendes geschrieben: |
| Zitat: | | P.S.: Hänge das Seil doch an 3 oder 4 Punkten auf, dann ist es trotz Durchhängung stabil. |
Du meinst so von oben oder? Das geht ja nicht, da Gipsdecke. Oder meinst du eine andere Konstruktion?
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Nein, ich meinte 4 Punkte an der Wand und dann 4 Seile bis zu einem Ring in der Mitte. Die Seile bilden dann die Kanten einer auf der Spitze stehenden Pyramide. Dann könntest du Spitze um etwa 20-30 cm absenken und das ganze wäre trotzdem noch stabil. Das würde die Zugkraft pro Seil deutlich reduzieren; außerdem verteilst du die Last auf 4 Dübel. Und wenn es mal einen Dübel rausreißt, hängst du immer noch an 3 Seilen und knallst nicht direkt auf den Boden.
| Zitat: | | Also würdest du eher zu einer Balkenkonstruktion tendieren? |
Ja, ich denke, ich würde an der Wand zwei Holzträger montieren, die sich gegenüberstehen und darüber dann einen starken Balken an der Decke entlang. Klar, wenn du umziehst, kannst du es nicht mehr gebrauchen, aber an dieser Stelle würde ich der Sicherheit den Vorrang geben.
Eine andere Alternative wäre noch herauszufinden, wo hinter der Gipsplatte an der Decke sich der Balken befindet, an der diese befestig sind. Durch Probebohrungen oder so, oder vielleicht sieht man auch die Kanten der Platten.
Viele Grüße,
Nils
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tectone
Anmeldungsdatum: 01.08.2020
Beiträge: 13
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| tectone Verfasst am: 01. Aug 2020 20:49 Titel: |
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| Zitat: | | Nein, ich meinte 4 Punkte an der Wand und dann 4 Seile bis zu einem Ring in der Mitte. Die Seile bilden dann die Kanten einer auf der Spitze stehenden Pyramide. Dann könntest du Spitze um etwa 20-30 cm absenken und das ganze wäre trotzdem noch stabil. Das würde die Zugkraft pro Seil deutlich reduzieren; außerdem verteilst du die Last auf 4 Dübel. Und wenn es mal einen Dübel rausreißt, hängst du immer noch an 3 Seilen und knallst nicht direkt auf den Boden. |
Coole Idee. Aber, dann kann man die Konstruktion nur in einem Punkt belasten, das funktioniert mit meiner Anwendung nicht so gut.
| Zitat: | | Ja, ich denke, ich würde an der Wand zwei Holzträger montieren, die sich gegenüberstehen und darüber dann einen starken Balken an der Decke entlang. Klar, wenn du umziehst, kannst du es nicht mehr gebrauchen, aber an dieser Stelle würde ich der Sicherheit den Vorrang geben. |
Naja, wenn ich das mache, dann mit einen vernünftigen Balken. 12*20 cm bzw. 14*20cm sollten sich auf der Länge nicht durchbiegen.
| Zitat: | | Eine andere Alternative wäre noch herauszufinden, wo hinter der Gipsplatte an der Decke sich der Balken befindet, an der diese befestigt sind. Durch Probebohrungen oder so, oder vielleicht sieht man auch die Kanten der Platten. |
Hat ich auch schon überlegt, die Frage ist nur, wie tragfähig der Balken dann ist. Vlt. kann man den diesen mit einem Endoskop gut aufspüren, nur das sagt noch nichts über die Belastbarkeit aus?
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5867
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 02. Aug 2020 12:45 Titel: |
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Wenn Du das Seil an 4 Punkten = Ecken der Grundfläche einer Pyramide aufhängst, beträgt die statische Seilkraft F_s ohne Sicherheitszuschlag mit d = Durchhang unter Vernachlässigung von Seilgewicht und Seildehnung
Mit
m = 75 kg
d = 0,1 m
l = 5 m
Beträgt die Seilkraft = Kraft auf eine Verankerung
oder anschaulich ausgedrückt einem Gewicht von ca. 10 Zentnern (10 Sack Zement).
Wenn dann noch dynamische Kräfte durch Schwingen etc. hinzukommen, wird die Belastung deutlich höher.
Ohne die Tragfähigkeit der Wandkonstruktion zu kennnen: Finger weg!
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Nils Hoppenstedt
Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019
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| Nils Hoppenstedt Verfasst am: 02. Aug 2020 22:24 Titel: |
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| tectone hat Folgendes geschrieben: | Coole Idee. Aber, dann kann man die Konstruktion nur in einem Punkt belasten, das funktioniert mit meiner Anwendung nicht so gut.
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Nicht unbedingt; du kannst anstatt eines Ringes ja auch eine lange Stange oder sonst was nehmen. Ich weiß ja nicht, was du vorhast. ;-)
| Mathefix hat Folgendes geschrieben: |
Mit
m = 75 kg
d = 0,1 m
l = 5 m
Beträgt die Seilkraft = Kraft auf eine Verankerung
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Wenn ich die Frage richtig verstanden habe, sollte das Seil ja nur deshalb so straff gespannt sein damit es stabil genug hängt und nicht hin und her schwingt. Die oben beschriebene 4-Punkt-Aufhängung ist aber schon an sich stabil. Daher kann die Spitze ja ruhig z.B. 1 m tiefer hängen als die 4 Eckpunkte. Damit würde sich die Last auf 460 N verringern. Das ist zwar immer noch ne Menge, handelsübliche Bolzenanker sind für solche Lasten (inklusive Sicherheitsfaktor) aber durchaus ausgelegt.
Das Ganze setzt natürlich ein entsprechend tragfähiges Mauerwerk voraus. Wenn man nicht weiß, ob das der Fall ist, sollte man wirklich lieber die Finger davon lassen.
Viele Grüße,
Nils
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5044
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| DrStupid Verfasst am: 03. Aug 2020 08:18 Titel: |
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| tectone hat Folgendes geschrieben: | | Naja, wenn ich das mache, dann mit einen vernünftigen Balken. 12*20 cm bzw. 14*20cm sollten sich auf der Länge nicht durchbiegen. |
Warum unbedingt Holz? Du kannst doch auch zwei handelsübliche Deckenstützen und ein Rohr oder I-Träger aus Metall nehmen.
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5867
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 03. Aug 2020 09:42 Titel: |
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| Nils Hoppenstedt hat Folgendes geschrieben: |
...Daher kann die Spitze ja ruhig z.B. 1 m tiefer hängen als die 4 Eckpunkte. Damit würde sich die Last auf 460 N verringern...
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Der maximale Durchhang wird durch die Deckenhöhe und die Streckhöhe der Person bestimmt.
Bei einer Deckenhöhe von 250 cm, einer Streckhöhe von 200 cm, einem Abstand der Wandanker von der Decke von 10cm und und einer Höhendifferenz von den Füssen der Person zum Boden von 10 cm beträgt der maximal mögliche Durchhang 30 cm,
Die statische Zugkraft an einem Wandanker beträgt damit mindestens F_s = 1.500 N
Berücksichtigt man, dass eine dynamische Stossbelastung mit Faktor 2 und ein Sicherheitszuschlag von mindestens 2 notwendig ist, beträgt die Auslegungskraft für die Verankerung mindestens 6.000 N.
PS
Tragfähigkeit Stahlseil
Zuletzt bearbeitet von Mathefix am 03. Aug 2020 10:35, insgesamt 2-mal bearbeitet |
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Nils Hoppenstedt
Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019
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| Nils Hoppenstedt Verfasst am: 03. Aug 2020 10:32 Titel: |
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| Mathefix hat Folgendes geschrieben: |
Der maximale Durchhang wird durch die Deckenhöhe und die Streckhöhe der Person bestimmt.
Bei einer Deckenhöhe von 250 cm, einer Streckhöhe von 200 cm, einem Abstand der Wandanker von der Decke von 10cm und und einer Höhendifferenz von den Füssen der Person zum Boden von 10 cm beträgtt der maximal mögliche Durchhang 30 cm,
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Altbauwohnungen haben ja in der Regel recht hohe Decken, außerdem befindet man sich bei Yoga-Übungen typischerweise nicht im Stehen, sondern in so einer Art Liegeposition. Daher könnte es funktionieren... aber egal, der Ursprungsposter hat sich eh schon verabschiedet.
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
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Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 03. Aug 2020 11:14 Titel: |
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| Nils Hoppenstedt hat Folgendes geschrieben: | | Mathefix hat Folgendes geschrieben: |
Der maximale Durchhang wird durch die Deckenhöhe und die Streckhöhe der Person bestimmt.
Bei einer Deckenhöhe von 250 cm, einer Streckhöhe von 200 cm, einem Abstand der Wandanker von der Decke von 10cm und und einer Höhendifferenz von den Füssen der Person zum Boden von 10 cm beträgtt der maximal mögliche Durchhang 30 cm,
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Altbauwohnungen haben ja in der Regel recht hohe Decken, außerdem befindet man sich bei Yoga-Übungen typischerweise nicht im Stehen, sondern in so einer Art Liegeposition. Daher könnte es funktionieren... aber egal, der Ursprungsposter hat sich eh schon verabschiedet. |
Erscheint mir alles ziemlich dubios. Nach dem Längengewicht hat das Stahlseil einen Durchmesser von ca. 17 mm.
Wir sollten nichts mehr investieren.
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Nils Hoppenstedt
Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019
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| Nils Hoppenstedt Verfasst am: 03. Aug 2020 11:28 Titel: |
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| Mathefix hat Folgendes geschrieben: |
Nach dem Längengewicht hat das Stahlseil einen Durchmesser von ca. 17 mm.
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Das habe ich nicht verstanden...
Zuletzt bearbeitet von Nils Hoppenstedt am 03. Aug 2020 11:55, insgesamt einmal bearbeitet |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
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| Mathefix Verfasst am: 03. Aug 2020 11:50 Titel: |
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| Nils Hoppenstedt hat Folgendes geschrieben: | | Mathefix hat Folgendes geschrieben: |
Erscheint mir alles ziemlich dubios. Nach dem Längengewicht hat das Stahlseil einen Durchmesser von ca. 17 mm.
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Das habe ich nicht verstanden... |
1.000 mm des Stahlseils sollen die Masse von 1,74 kg haben. Bei einer Dichte von 7,8 E-6 kg/mm^3 für Stahl hat das Seil einen Durchmesser von 17 mm, falls ich nich nicht verrechnet habe.
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Nils Hoppenstedt
Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019
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| Nils Hoppenstedt Verfasst am: 03. Aug 2020 12:04 Titel: |
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| Mathefix hat Folgendes geschrieben: | | 1.000 mm des Stahlseils sollen die Masse von 1,74 kg haben. Bei einer Dichte von 7,8 E-6 kg/mm^3 für Stahl hat das Seil einen Durchmesser von 17 mm, falls ich nich nicht verrechnet habe. |
Mir ist nicht ganz klar, worauf du hinaus willst. Aber wie gesagt, da sich der Ausgangsposter offenbar bereits ins Silizium-Nirvana verabschiedet hat, können die Diskussion eigentlich auch beenden.
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tectone
Anmeldungsdatum: 01.08.2020
Beiträge: 13
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| tectone Verfasst am: 04. Aug 2020 19:59 Titel: |
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| Nils Hoppenstedt hat Folgendes geschrieben: | | Mathefix hat Folgendes geschrieben: |
Der maximale Durchhang wird durch die Deckenhöhe und die Streckhöhe der Person bestimmt.
Bei einer Deckenhöhe von 250 cm, einer Streckhöhe von 200 cm, einem Abstand der Wandanker von der Decke von 10cm und und einer Höhendifferenz von den Füssen der Person zum Boden von 10 cm beträgtt der maximal mögliche Durchhang 30 cm,
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Altbauwohnungen haben ja in der Regel recht hohe Decken, außerdem befindet man sich bei Yoga-Übungen typischerweise nicht im Stehen, sondern in so einer Art Liegeposition. Daher könnte es funktionieren... aber egal, der Ursprungsposter hat sich eh schon verabschiedet. |
Stimmt nicht! Lese noch aufmerksam mit. 4 Kn an einer Verankerung sind kein Problem. Mit einer entsprechend dimensionierten Ankerplatte von 30x30 cm kann man dort 8 Gewindestangen in einem Abstand von jeweils 10 cm anbringen und kommt dann auf 8 kn max. Zuglastbelastung (konservativ gerechnet mit Vollsteinziegelwerk). Das ist die einzige plausible Baustoffwahl für den Erbauungszeitraums des Gebäudes. Beton wurde zu dem Zeitpunkt noch nicht verarbeitet und Lochsteinziegelwerk bzw. Porotonbeton ebenfalls nicht.
Deckenhöhe beträgt ca. 3m.
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tectone
Anmeldungsdatum: 01.08.2020
Beiträge: 13
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| tectone Verfasst am: 04. Aug 2020 20:05 Titel: |
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| Mathefix hat Folgendes geschrieben: |
Erscheint mir alles ziemlich dubios. Nach dem Längengewicht hat das Stahlseil einen Durchmesser von ca. 17 mm.
Wir sollten nichts mehr investieren. |
Was soll denn das heißen? Der Durchmesser ergibt sich doch nicht durch die Dichte des Materials, sondern durch die Fädeltechnick der verschiedenen Stränge. Beispielsweise gibt es Stahlseile bei denen der Kern und der Mantel gegenläufig verdrillt sind, damit bei Zugbelastung zwei entgegengesetzte Kräfte wirken, die eine übermäßige Streckung verhindern. Dadurch ist natürlich auch die Raumfüllung des Materials nicht perfekt und folglich ist die Dichte allein kein Indikator für den Durchmesser. Bei meinem Beispiel bin ich übrigens von einem 6 x 37 Seil mit Fasereinlage und verzinkter Ausführung ausgegangen.
Zuletzt bearbeitet von tectone am 04. Aug 2020 21:05, insgesamt einmal bearbeitet |
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Nils Hoppenstedt
Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019
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| Nils Hoppenstedt Verfasst am: 04. Aug 2020 20:15 Titel: |
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| tectone hat Folgendes geschrieben: | | Stimmt nicht! Lese noch aufmerksam mit |
Oh sorry, nichts für ungut... 
Ok, aber unsere Einschätzung hast du ja jetzt. Oder gibt es noch Fragen?
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tectone
Anmeldungsdatum: 01.08.2020
Beiträge: 13
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| tectone Verfasst am: 04. Aug 2020 20:22 Titel: |
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| Nils Hoppenstedt hat Folgendes geschrieben: |
Wenn ich die Frage richtig verstanden habe, sollte das Seil ja nur deshalb so straff gespannt sein damit es stabil genug hängt und nicht hin und her schwingt. Die oben beschriebene 4-Punkt-Aufhängung ist aber schon an sich stabil. Daher kann die Spitze ja ruhig z.B. 1 m tiefer hängen als die 4 Eckpunkte. Damit würde sich die Last auf 460 N verringern. Das ist zwar immer noch ne Menge, handelsübliche Bolzenanker sind für solche Lasten (inklusive Sicherheitsfaktor) aber durchaus ausgelegt.
Das Ganze setzt natürlich ein entsprechend tragfähiges Mauerwerk voraus. Wenn man nicht weiß, ob das der Fall ist, sollte man wirklich lieber die Finger davon lassen.
Viele Grüße,
Nils |
Das hast du schon richtig verstanden. Mein ursprünglicher Impuls war, dass man nicht möchte, dass sich das Seil zu stark absenkt bei Belastung, weil das ja, analog zu einem Holzbalken total unestehtisch aussehen würde und auch Dynamik ins System bringt, da ja eine Rückstellkraft vorliegen würde nach Auslenkung. 460 N, also 46 kg ist in etwa die max. Belastung mit Hohlraumdübeln an doppelt beplankten Gibsdecken/Wänden. Es widerspricht wohl hoffentlich nicht nur meiner Intuition, dass eine massive tragende Wand da mehr verkraften muss? Und bezüglich dem Argument, man wisse nicht was es für ein Baustoff ist: Dann ist meine Vorgehensweise, dass man von dem schwächsten plausibelsten Material ausgeht. Und noch ein Punkt dazu: Im Keller des Hauses liegt das Baumaterial in der Wand frei und müsste doch einen Einblick auch in die Struktur der Wand weiter oben liefern. Da schaue ich gerne nach und melde mich entsprechend zurück. Mittlerweile glaube ich, dass die Holzbalken-Lösung nicht so gut praktikabel für mein Szenario ist. Die Aufhängung wäre mit Balkenträgern oder Schuhen sicher gut machbar, aber da ich in 2-4 Jahren ohnehin umziehen werde, ergebe sich dann das Problem, dass man die Balken nicht einfach so wiederverwenden kann, was ich blöd finden würde. Im zweifel müsste man dann ja noch mal neue Balken kaufen. Bei einer Stahlseillösung kann man jedoch die Gewindestanden abflexen und das Material einfach in den Kofferraum packen.
Zuletzt bearbeitet von tectone am 04. Aug 2020 21:03, insgesamt einmal bearbeitet |
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tectone
Anmeldungsdatum: 01.08.2020
Beiträge: 13
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| tectone Verfasst am: 04. Aug 2020 20:48 Titel: |
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| Nils Hoppenstedt hat Folgendes geschrieben: | | tectone hat Folgendes geschrieben: | | Stimmt nicht! Lese noch aufmerksam mit |
Oh sorry, nichts für ungut...
Ok, aber unsere Einschätzung hast du ja jetzt. Oder gibt es noch Fragen? |
Ja.
Bezüglich der Höhendiskussion: Die Decke ist wie gesagt 3m hoch. Eine Ankerplatte die Ausreichend groß ist, liege bei 30 cm und würde sich so ca. 20 cm unter der Decke befinden. Entsprechend wäre der Aufhängepunkt für die Öse des Stahlseils 35 cm unter der Decke angesiedelt. Die Haltestange/ der Ring soll sich so in einer Höhe von 2,3m befinden, also kann die Durchhängung ca. 35 cm betragen.
Dies ergibt nach obiger Gleichung 1300 N Zugkraftbelastung auf einen Ankerpunkt wobei mit 3,53 m Seillänge gerechnet wird. Also 1/6 der geplanten Belastungsgrenze der Ankerplatte. Damit sollte eine ausreichende Sicherheit auch für dynamische Belastung vorliegen.
Hier gilt doch für l der Weg vom Ankerpunkt zum Befestigungspunkt zum Ring/Stab, in der Mitte oder?
Ich würde dann errechnen für mein Szenario
m=85 kg
m2=3,53*1.74m*4=24,6 kg (Gewicht des Stahlseils für die vier Verbindungslinien)
m ges~105 kg
l=5m
l'=sqrt2*5/2=3,53
d=0,35m
F~1300 N
Weiterhin: Kann man bei dieser Rechnung tatsächlich Nennfestigkeit und Elastizität sowie Steifigkeit etc. des Seils vernachlässigen? Diese Eigenschaften sollten doch zumindest einen gewissen Einfluss haben? Weiterhin: Bei der inversen Pyramide wird das Seil überhaupt nicht auf Zugkraft gebracht, wenn ich das richtig verstanden habe?
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tectone
Anmeldungsdatum: 01.08.2020
Beiträge: 13
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| tectone Verfasst am: 04. Aug 2020 21:11 Titel: |
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| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | tectone hat Folgendes geschrieben: | | Naja, wenn ich das mache, dann mit einen vernünftigen Balken. 12*20 cm bzw. 14*20cm sollten sich auf der Länge nicht durchbiegen. |
Warum unbedingt Holz? Du kannst doch auch zwei handelsübliche Deckenstützen und ein Rohr oder I-Träger aus Metall nehmen. |
Kannst du mir erklären wie das halten soll? Also soll das ganze frei im Raum stehen (das kippt doch um) oder hast du noch eine Verankerung vorgesehen. Dann aber lieber Holz, so ein Träger würde ja über 100 kg wiegen, das kriegt man nicht so einfach in den 5. Stock ohne Aufzug, geschweige denn bei der Länge...
Zuletzt bearbeitet von tectone am 04. Aug 2020 21:36, insgesamt einmal bearbeitet |
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Nils Hoppenstedt
Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019
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| Nils Hoppenstedt Verfasst am: 04. Aug 2020 21:13 Titel: |
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Ich bin etwas verwirrt, weiter oben schreibst du, dass dir die Idee mit der 4-Punkt-Aufhängung nicht gefällt, da es unästhetisch aussieht. Weiter unten benutzt du aber die Formel, die genau für diesen Fall gilt. Also was genau schwebt dir jetzt vor, die 2- oder die 4-Punkt-Aufhängung?
Und nein, das l in der Formel steht für die Zimmerbreite, hier also 5 m.
Die Zugfestigkeit des Stahlseils ist unkritisch; ich würde mir eher Sorgen um die Verankerung in der Wand machen.
Für Betonwände gibt es Schwerlastverankerungen von 10-100 kN. Hier wärst du aus dem Schneider. Bei unbekannten Mauerwerk gehst du echt ein Risiko ein. Ich hab selbst mal in einem Altbau gewohnt und konnte die Dübel samt Schraube mit bloßer Hand herausziehen...
Viele Grüße,
Nils
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tectone
Anmeldungsdatum: 01.08.2020
Beiträge: 13
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| tectone Verfasst am: 04. Aug 2020 21:33 Titel: |
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| Nils Hoppenstedt hat Folgendes geschrieben: | Ich bin etwas verwirrt, weiter oben schreibst du, dass dir die Idee mit der 4-Punkt-Aufhängung nicht gefällt, da es unästhetisch aussieht. Weiter unten benutzt du aber die Formel, die genau für diesen Fall gilt. Also was genau schwebt dir jetzt vor, die 2- oder die 4-Punkt-Aufhängung?
Und nein, das l in der Formel steht für die Zimmerbreite, hier also 5 m.
Die Zugfestigkeit des Stahlseils ist unkritisch; ich würde mir eher Sorgen um die Verankerung in der Wand machen.
Für Betonwände gibt es Schwerlastverankerungen von 10-100 kN. Hier wärst du aus dem Schneider. Bei unbekannten Mauerwerk gehst du echt ein Risiko ein. Ich hab selbst mal in einem Altbau gewohnt und konnte die Dübel samt Schraube mit bloßer Hand herausziehen...
Viele Grüße,
Nils |
Das mit der Ästhetik bezog sich auf die 2. Punktverankerung. Mir würde nach den Betrachtungen zur Zugkraft auf jeden Fall eine 4 Punktverankerung vorschweben, da 1. sicherer 2. mit dem Mauerwerk eher kompatibel. Wenn du die Dübel mit bloßer Hand rausgezogen hast (also nur der Dübel, ohne eingezogene Schraube), sagt das noch nicht viel aus. Das geht auch bei Beton, ist aber abhängig von der genauen Dübelform. Denn die verspreizende Wirkung tritt ja erst mit der entsprechenden Schraube ein... Außerdem kann Bohrstaub hier als Gleitmittel wirken und manchmal trifft man auch eine Fuge. Ich habe schon meine Küche, auch an einer Altbauwand und an einer Gibswand montiert (mit Hohlraumdübeln und Betonschrauben + Universaldübeln) und beides hält beängstigend gut. (So mein subjektiver Eindruck bei der Montage.)
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Nils Hoppenstedt
Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019
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| Nils Hoppenstedt Verfasst am: 04. Aug 2020 21:46 Titel: |
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Oh ok, freut mich, dass die Idee Anklang gefunden hat. Ich konnte die Dübel tatsächlich inklusive Schraube herausziehen. Das war aber auch Sandstein und da hat echt überhaupt nichts gehalten. In anderen Altbauwohnungen hatte ich auch nie Probleme.
Na, dann viel Erfolg!
Viele Grüße,
Nils
P.S.: diese mobilen Teile hast du sicherlich auch schon gesehen:
| Beschreibung: |
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| Dateigröße: |
49.98 KB |
| Angeschaut: |
2261 mal |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5044
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| DrStupid Verfasst am: 05. Aug 2020 00:26 Titel: |
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| tectone hat Folgendes geschrieben: | | Kannst du mir erklären wie das halten soll? Also soll das ganze frei im Raum stehen (das kippt doch um) oder hast du noch eine Verankerung vorgesehen. |
Im einfachsten Fall wird Träger mit den Deckenstützen gegen die Decke gepresst. Wenn Dir das zu unsicher ist, dann kannst Du ihn zusätzlich an die Decke schrauben. Und wenn Du unbedingt einen Holzträger willst, dann kannst Du den natürllich genauso mit Deckenstützen sichern.
| tectone hat Folgendes geschrieben: | | Dann aber lieber Holz, so ein Träger würde ja über 100 kg wiegen, das kriegt man nicht so einfach in den 5. Stock ohne Aufzug, geschweige denn bei der Länge... |
Der Träger muss nicht schwer sein. Der soll ja schließlich nur einen Menschen tragen. Wenn die Länge ein Problem ist, dann kannst Du ihn aus mehreren Teilen zusammen schrauben. Das ist dann immer noch wesentlich einfacher und sicherer als die Seilkonstruktion.
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tectone
Anmeldungsdatum: 01.08.2020
Beiträge: 13
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| tectone Verfasst am: 05. Aug 2020 13:46 Titel: |
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| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | tectone hat Folgendes geschrieben: | | Kannst du mir erklären wie das halten soll? Also soll das ganze frei im Raum stehen (das kippt doch um) oder hast du noch eine Verankerung vorgesehen. |
Im einfachsten Fall wird Träger mit den Deckenstützen gegen die Decke gepresst. Wenn Dir das zu unsicher ist, dann kannst Du ihn zusätzlich an die Decke schrauben. Und wenn Du unbedingt einen Holzträger willst, dann kannst Du den natürllich genauso mit Deckenstützen sichern.
| tectone hat Folgendes geschrieben: | | Dann aber lieber Holz, so ein Träger würde ja über 100 kg wiegen, das kriegt man nicht so einfach in den 5. Stock ohne Aufzug, geschweige denn bei der Länge... |
Der Träger muss nicht schwer sein. Der soll ja schließlich nur einen Menschen tragen. Wenn die Länge ein Problem ist, dann kannst Du ihn aus mehreren Teilen zusammen schrauben. Das ist dann immer noch wesentlich einfacher und sicherer als die Seilkonstruktion. |
Naja, hier sehe ich auch ein Problem... Es ist ja nur eine abgehängte Decke. Das heißt ich weiß wirklich nicht, ob man da wirklich einen Stahlträger drunter pressen kann. Sobald man mit einigen Kilo Flächenpressung dagegen drückt würde ich eine gewisses Verziehen der Struktur erwarten. Vielleicht irre ich mich auch hier? Schrauben kann man einen doppel-T jedoch nicht daran, höchstens zusätzlich an die Wand.
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5044
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| DrStupid Verfasst am: 05. Aug 2020 15:26 Titel: |
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| tectone hat Folgendes geschrieben: | | Schrauben kann man einen doppel-T jedoch nicht daran, höchstens zusätzlich an die Wand. |
Oben traust Du Deiner Decke punktuell max 20-40 kg zu. Da reicht eine einzige Schraube für einen 3 m langen IPE 80 Stahlträger, der laut https://www.beamclamp.de/informationen/spezifikationen/ipe_traeger 18 kg wiegt - also ungefähr so viel wie ein Bierkasten. Wenn Du alle 50 cm eine Schraube reindrehst, dann kannst Du Dich sogar noch mit dranhängen.
Mit https://www.schweizer-fn.de/festigkeit/biegung_traeger/biegung_traeger_start.php erhalte ich für diesen Träger ohne Schrauben in der Decke (also an beiden Enden lose auf den Stützen aufliegend) bei einer Belastung mit 75 kg eine Durchbiegung von maximal 3 mm. Mit Verschraubung wird das noch deutlich weniger. Das sollte eigentlich genügen.
Falls Du Deiner Decke gar keine vertikale Belastung zutraust, dann könntest Du dort seitliche Führungen anbringen, die das I-Profil nicht tragen, sondern nur verhindern, dass es mitsamt den Deckenstützen seitlich wegkippt. Dann ruht das gesamte Gewicht auf den Stützen (was z.B. mit https://www.amazon.de/-/en/PROFISPANN-Ceiling-1-690-3-500-Capacity-MS-XXL2011/dp/B009YF8ONW kein Problem wäre).
Alternativ kannst Du die Konstruktion auch mit Seilen an den Wänden befestigen. Dann bleibt die Decke ganz aus dem Spiel und gegen horizontale Seile hast Du ja offensichtlich nichts einzuwenden.
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