Welke buis voor ophangconstructie hangmat?

[AvanHulst]

In de tuin wil ik een constructie maken voor een hangmat die relatief eenvoudig verwijderd kan worden wanneer de hangmat niet nodig is.

Hiervoor wil ik een buis (waarvan de onderkant dicht is) onder een hoek van 30 graden in de grond slaan. Een andere buis met een kleinere diameter kan hier dan ingeschoven worden. De hangmat wordt tussen deze paal en een muur opgehangen (zie de afbeelding voor een schematische weergave).

Met het kleine beetje mechanica kennis dat is blijven hangen kom ik bij een neerwaartse kracht van 1000N op een dwarskracht (F1) van 333,33N en een drukkracht (F2) van 471,41N. Dit is uiteraard in een statische toestand.

Nu zou ik willen weten hoe groot de diamater en wanddikte van de buis moeten zijn om ook de dynamische belasting van het gaan liggen in de hangmat op te vangen. Zelf vermoed ik dat een steigerbuis met een diameter van 33,7mm voldoende zou moeten zijn maar ik heb hiervoor geen feitelijke onderbouwing.

 

[Jan]

Een steigerpijp zal het wel houden denk ik maar de buis in de grond gaat niet goed, die wordt er weer uitgetrokken cq. scheefgetrokken.

Kijk even bij Paal ten behoeve van een hangmat, de schuine steunen kunnen eventueel ook verwijderd worden wanneer u die met een pen of bout vastzet.

 

[Chathanky]

De 195 newton die overblijft komt dan voor rekening van de muur?

Mijn eerste gevoel zegt dat die berekening wel eens niet klopt.

 

[Fiesiekus]

Beetje off-topic: de kracht via beide draden is sin(30)*1000 = 500 N per draad. Vectorieel ontbinden zou kunnen geven F1 = 300 N, F2 = 400 N. Resulteert in die 500 N (de 3 - 4 -5 driehoek). Maar je weet niet de exacte hoek tussen kabel en verwijderbare paal. Maar de berekening van Van Hulst zit er niet ver naast, beetje te veel.

 

[Chathanky]

De ontbinden krachten bereken je toch niet zo?

sin (30)*1000 = 500 N per draad zeg je.

Span de hoek eens af op 10 graden en het wonderlijke resultaat van 173 newton per draad zal de uitkomst worden.
Span de daad op 45 graden en je krijgt 707 newton per draad
De exacte hoek haal je uit de tekening, toch? 30 graden.

 

[Chathanky]

F1 = 250 newton en F2 = 433,01 newton.

Als de paal een meter diep zit is de grootste zorg de dwarskracht van 250 newton (25 kg).
Met een stevige bodem is die kracht best op te vangen.
Mocht je twijfelen kun je een plaat plaatsen tegen de buis, deze vangt de kracht op van de buis.
Stabiliseren met wat cement geeft ook stevigheid aan de buis. Die zal de grond dan niet "opensnijden".

De op te vangen kracht is de lengteverhouding van de boven de grond liggende deel gedeelt door de ondergronds liggende deel.

 

[Mark en 3 meiden]

De pijp in de grond langer maken ,in de wand van de pijp onderin gaatjes boren voor het water
2" is pijp 60,3 in de grond wanddikte circa 2,3mm
1,5"pijp als hangmat pijp gebruiken waar een kraag opzit zodat hij niet verder kan zakken als gewenst
gewoon gaspijp gebruiken of steigerpijp is ook 1,5"is 48,3

 

[Fiesiekus]

De ontbinden krachten bereken je toch niet zo?

Heb de volgende tekening/berekening gemaakt:

De twee resulterende krachten Fr op de lijnen geven samen 1000 N.

500/Fr = cos (60) = sin (30). Fr= 500/sin(30). Dat klopt beter, want als de hoek 90 is, is de resulterende kracht 500 N per lijn (allebei parallel naar beneden). Als de hoek bijna 90 is (horizontaal) , wordt de kracht bijna oneindig groot en trek je de 2 palen naar elkaar toe.

Per lijn komt er in dit geval dus 1000 N op te staan. Dat kan je weer ontbinden in F1 en F2 als je de hoek bovenin weet (zie ik niet 1-2-3).

 

[Fiesiekus]

Als die tophoek 30 graden is, zijn F2 en F1 resp. 866 en 500 N.

 

[AvanHulst]

Bedankt voor alle suggesties. Mijn kennis was toch nog iets verder weggezakt dan ik al vreesde. Ik had een fout gemaakt bij de berekening van de resulterende kracht in de hangmat. Na het nogmaals berekend en nagemeten te hebben kom ik nu, net als Fiesiekus, op een Fr van 1000 N. Zoals hij al schrijft wordt de kracht F2 dan (1000xcos30=) 866 N en F1 (Wortel van (10002 - 8662)=) 500 N. De neerwaartse kracht op het ankerpunt in de muur is ook 500 N en de horizontale trekkracht 866 N.

De woning staat op een voormalige rivierbedding. De bodem waar de buis in komt bestaat uit zeer compacte kleigrond. Zelfs met een schep is hier nauwelijks doorheen te komen. Toch is het moeilijk in te schatten of de buis zich uiteindelijk los kan wrikken. Voor de zekerheid zal ik hierom, zoals hierboven voorgesteld, kiezen voor een langere buis in de grond of een (anker)plaat onderaan de buis. Het ligt toch wat meer ontspannen wanneer je je niet continu hoeft af te vragen of de boel gaat instorten. :)

 

[Chathanky]

Hoe kom je aan die 1000 newton aan de paalzijde?
De andere zijde zit de mat aan de muur vast. het gewicht zit halverwegen dus is de verdeling gelijk.
Als je er van uit gaat dat die 1000 newton volledig wordt opgevangen door de paal dan kun je de muurzijde bevestigen met een punaise.
Je formule is goed.

Nadat Fiesiekus er achte was dat het geen 3,4,5 driehoek was (dit is geen 30,60,90 graden driehoek) heeft hij nog niet de juiste uitkomst gevonden.
De uitkomst is het dubbele wat waarschijnlijk te maken heeft met 1000 of 500 newton invullen.

 

[Chathanky]

Toch is het moeilijk in te schatten of de buis zich uiteindelijk los kan wrikken. Voor de zekerheid zal ik hierom, zoals hierboven voorgesteld, kiezen voor een langere buis in de grond of een (anker)plaat onderaan de buis. Het ligt toch wat meer ontspannen wanneer je je niet continu hoeft af te vragen of de boel gaat instorten.

Droge klei is zeker zeer stevig zolang het niet te nat wordt.
Met een ankerplaat vergroot je de weerstand tegen het wijken van de paal.
Mocht de paal toch gaan wijken kun je het zeker nog aanpassen, echt vallen gaat niet gebeuren.
De muurkant kun je veel beter in de gaten houden, een plug die los laat zal zeker een val betekenen. Niet echt een fijne ervaring.

 

[AvanHulst]

Hoe kom je aan die 1000 newton aan de paalzijde?
De andere zijde zit de mat aan de muur vast. het gewicht zit halverwegen dus is de verdeling gelijk.
Als je er van uit gaat dat die 1000 newton volledig wordt opgevangen door de paal dan kun je de muurzijde bevestigen met een punaise.
Je formule is goed.

Nadat Fiesiekus er achte was dat het geen 3,4,5 driehoek was (dit is geen 30,60,90 graden driehoek) heeft hij nog niet de juiste uitkomst gevonden.
De uitkomst is het dubbele wat waarschijnlijk te maken heeft met 1000 of 500 newton invullen.

Voor de duidelijkheid heb ik de tekening aangepast. Hieronder staan de berekeningen van de krachten in de tekening.

Fr1 = (0,5 x Fz) / cos60 = (0,5 x 1000) / 0,5 = 1000 N
Fr2 = (0,5 x Fz) / cos60 = (0,5 x 1000) / 0,5 = 1000 N

F2 = Fr2 x cos30 = 1000 x 0,866 = 866 N
F1 = Wortel van (10002 - 8662) = 500 N

F3 = Fr1 x cos30 = 1000 x 0,866 = 866 N
F4 = Wortel van (10002 - 8662) = 500 N

NB 2 moet het kwadraatteken voorstellen

 

[Fiesiekus]

Je berekening klopt.

F1 en F4 had je ook kunnen berekenen via Fr*sin(30) = 500 N. Dat komt overeen met jouw berekening omdat sin²(x) + cos²(x) = 1; en dat is weer een variatie op Pythagoras.

 

[Chathanky]

Die hoek onderin had ik niet meegenomen. deze is wel van belang. Visueel kun je ook de tegengestelde krachten zien. Als je de krachtlijn ziet en de verdeling over de mat dan zie je een prachtige hoek van 120 graden. om die in ballans te houden zijn alle krachtlijnen of vectoren gelijk.

Goed uitgewerkt Fiesiekus.