Ständer, Umkippen

Hallo!

Ich hoffe ich bin hier richtig, da es keine Gruppe de.sci.ing.konstruktion oder so gibt.

Ich habe ein relativ simples Problem und normalerweise würde ich es durch Probieren und Überdimensioniern lösen. Also:

Ich möchte einen Ständer konstruieren. Für Lautsprecherboxen im Studio, ist aber egal. Sehr stark vereinfacht - der richtige wird komplizierter und designter - habe ich dann sowas:

------- | | | | Schwerer Körper (die Monitorbox) | | ------- | | | | 1m -1.50m hoch | | | ----- Fuss Der Fuss kann Rollen haben oder auch nicht. Jedenfalls wird er nicht mit dem Fussboden verschraubt so dass die ganze angelegenheit kippeln kann. Zusammenstoss mit Menschen ist sehr wahrscheinlich. Das ganze darf auf keinen Fall aus Versehen umkippen. Nun ist die Frage wie dimensioniert man sowas? Also das mathematische _wie_ ist klar. Aber welche Grössen legt man zugrunde?

Danke

Thomas Thiele

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ThomasT
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ThomasT schrieb am 12 Aug 2003:

Na ja, als Ansatz würde ich sagen, daß die Last aus der Box die auftretenden Momente beim seitlichen Anstoßen überdrücken müssen. Das muß nicht 100%ig sein. Es gibt da sogenannte Kernflächen/Kernweiten für die verschiedenen Flächen, nach denen kann man dann ermitteln, wie groß die Fläche sein muß, die auf jeden Fall überdrückt ist, wenn die Kraft an bestimmten Stellen angreift. Wie schwer sollen denn die Boxen sein? Für den Anprall würde ich 1kN ansetzen, also 100kg. Bei dem angegeben Abstand wäre das Moment dann schon mal 1.5kNm. Wenn ich mich recht entsinne, ist bei einem Quadrat der Seitenlänge a die Kernweite jeweils a/6 vom Schwerpunkt weg. Die Normalkraft ergibt sich zu N=M*6/a Wenn die Grundfläche also 0.5m x 0.5m ist, dann sollte die Last der Boxen 18KN sein (oder 1800 kg ;-)). Sieht erstmal schlecht aus. Ist aber statisch auf der sicheren Seite. Vielleicht kann man noch an der Höhe des Kraftangriffs beim Stoß diskutieren bzw. über den angesetzten KN (der aber im Hochbau üblich ist).

HTH Steffen

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Steffen Bertz

Steffen Bertz schrieb:

Bei a/6 entsteht keine klaffende Fuge Kippsicher ist das Ding bis e = a/3 Die Normalkraft wäre dann "nur" noch 9 kN bei H = 1 kN bzw M = 1.5kNm und a = 0.5 m.

Gruss, Jürgen

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Jürgen Brandt

Jürgen Brandt schrieb:

(...)

(...) Es ist zweifelhaft, ob die Kernweiten hier weiter helfen. Die Regel a/3 (sog. zweite Kernweite) ist vor langer Zeit willkürlich gewählt worden und inzwischen als technische Regel bei Standsicherheitsberechnungen gewisser Bauwerke anerkannt. Bei anderen Bauwerken und abhängig auch von der Art der Lastkombination (z. B. bei Schornsteingründungen) gelten andere Spielregeln. Mit der Kernweitenregel ist nichts weiter als eine Spannungshypothese in Abhängigkeit von der Nullinienlage im tragenden Querschnitt und vom "menschlichen" Sicherheitsbedürfnis für Bauwerksteile postuliert. Im vorliegenden Fall dürfte bei üblichen Fußböden die Methode: Standmoment/Kippmoment (also Sicherheit gegen Umkippen) zutreffend sein. Und dann gibt es bei Stoßbelastung noch den Tilger...

Freundliche Grüße,

Alfred

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Alfred Flaßhaar

Steffen Bertz schrieb

mmh... ich bin ja nun nicht der große Theoretiker, aber mir erscheinen die 1 kN als statische Last etwas heftig. Das ganze geht doch eher in Richtung Impuls und da stellt sich dann die Frage, wie man das in Zahlen kleidet. Sicherlich wird da auch mehr rauskommen, als der Erbauer sich wünscht, aber wenn ich 1 kN in 1m Höhe ansetze und nur von einem geringen Eigengewicht ausgehe, dann kommen da unschöne Abmessungen raus. Auf jeden wird man direkt auf die Fußplatte ordentlich was an Gewicht draufpacken müssen. Wenn sich die Stange durch den Anprall etwas wegbiegt, dann soll sie das ruhig tun (in gewissen Grenzen natürlich). Aber dadurch würde sich schon ein Teil des Anpralles in "Luft" auflösen.

Gruß Olaf

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Olaf Deters

Wenn sich am Notausgang viele Leute an einem Geländer drängeln soll das Geländer (AFAIR) 100kg/m abstützen. Sind also rund 30kg pro Person (3 Personen = 1m) würde ich sagen. Das gilt halt beim drängeln unter Panik. Wenn jemand stolpert und die Last verteilt sich nicht auf ein Geländer, denke ich ist das auch eine gute Grösse um loszurechnen.

Um eine Kraft von 30 kg seitlich in Bauchhöhe aufzubauen, muss man schon ganz schön aufbauen ;o)).

bye uwe

PS: schiebe mal eine Personenwaage an die Wand, das schafft klarheit.

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Uwe 'hammernocker' Roßberg

Darüber muss ich mir noch Gedanken machen...

Was mich jetzt aber interessiert: gibt es die Möglichkeit, die Box mit z.B. Ketten an der Decke zu befestigen?

Gruss, Roland R. - der denkt, dass du einen mächtigen Fuss haben wirst, wenns auf keinen Fall kippen soll

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Roland Rickborn

Moin,

ThomasT hat geschrieben:

Ganz technisch gesehen solltest du die Lastfälle berücksichtigen. Also Vorneweg: es gibt wohl keine Vorschrift für sowas. Was ich schon im Bereich Showtechnik gesehen habe, das war nicht ohne, es kommt immer nur auf die Zulassung an. Langes gemurmel...

Also die Lastfälle: Was kann den passieren. Jemand versucht cool zu sein. Dann versucht er, auf die Box draufzuklettern. Damit kann er seinen Körper maximal vieleicht einen Meter außermittig bringen. Gut, das gibt ein Moment. Ist der Fuß groß genug, daß er auch dann nicht kippt, sollte es reichen. Wenn sich zwei Leute dran hängen, haben sie Pech gehabt, weil sie die Box auf den Kopf kriegen. Aber das ist Mutwilligkeit und damit außerhalb der Haftung.

Ich glaube diese Frage ist besser in einer Versicherungs-NG aufgehoben. Ich habe bisher jede PA per Hand aufgebaut und abgebaut. Und deshalb weis ich, daß vorallem Studenten, Besoffene und Mucker auch dazu in der Lage sind. Und trotzdem gibt es Sicherheitsvorschriften, die keine Studentensicherheit bieten.

Will sagen: Es geht nicht um die Standsicherheit, sondern um die Zulässigkeit der Konstruktion. Und die wirst du als Privatmensch leider aus finanziellen Gründen nicht erringen können. Deshalb: rechne vernünftig, bau was stabiles, aber behalte im Hinterkopf: es ist nicht zulässig, egal was du baust.

CU Rollo

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Roland Damm

Hallo Olaf,

du schreibst: ...

kannst du mir das näher erklären ?

carsten

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Carsten Seifart

Hallo Olaf,

Impuls ist doch auch äquivalent zu Kraft mal Zeit. Kleine Kraft über große Zeit ist aber uninteressant.

Sicher ist: Man kann der Bemessung des Fusses ein statisches oder ein dynamisches Modell zu Grunde legen.

Grüße Georg

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Georg Matejko

Hallo!

Nicht wirklich. Die Idee hat ich auch schon... Die Decke besteht auch Sperrholz mit leider zu wenigen festen Balken an den richtigen Stellen. Ständer ist universaler.

Vielleicht zur Vorstellung:

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Die schwarzen Holzsäulen sind ein Provisorium. Ersten sind die Boxen zu hoch und ständig im Stehen Mixen ist in meinem Alter (30 werd') auch nichts mehr. Zweitens sind die Säulen zu wackelig. Weil die linke genau neben dem Durchgang steht. (und deswegen auch zu nahe)

Es geht um aus Versehen dranstossen. Absolut kippsicher bei mutwilligen Umschmeissversuch braucht es nicht zu sein.

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ThomasT

Hallo Roland!

Im _Studio_ muss er schon sehr cool sein...

Habe ich vor. Allerdings bauen lassen. Und deswegen muss es von vorn herein Stimmen.

Wäre jetzt natürlich interessant wie's im Studio versicherungstechnisch aussieht. Wäre ja ähnlich wie wenn jemand zu hause einen kippeligen Blumenvasenständer hat...

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ThomasT

Hallo, ein paar Fragen zu den Begriffen:

Was ist das _genau_?

Zweite Kernweite?

?
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ThomasT

Ok, an der Decke befestigen is also nich. Am Boden festschrauben auch nich.

Dann hätte ich jetzt auch erst mal nach Kernweite und dynamischem Anprallt gesucht. Aber wenn es nur um Anstossen beim Vorbeilaufen geht (unbeabsichtigt, leicht), würde ich (aus dem Bauch heraus) sagen, der Fuss muss mindestens die Masse der Box haben - möglichst niedriger Schwerpunkt!

Was haltet ihr also von einem massiven Stahlklotz (möglichst gedrungen) mit der Masse '1,3*Monitorbox'?

Gruss, Roland

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Roland Rickborn

Moin,

ThomasT hat geschrieben:

Orientiere dich doch einfach an den vorhandenen technischen Lösungen. Z.B mal schnell gefunden:

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Ist sogar noch nicht ein mal teuer. Aber es gibt natürlich noch viele andere Anbieter. Das abgebildete hat dabei sogar noch nicht einmal ein hohes Eigengewicht.

Wenn Eigenbau sein soll, dann würde ich mich an solche geschätzten Maße halten, das Ganze als 4-Fuß auslegen und aus Stahl bauen, dann hat es gleich noch mehr Eigengewicht. Und schon sollte man auf der richtigen Seite liegen. Zu berechnen wäre dann höchstens noch, daß jeder einzelne Fuß das Gesamtgewicht tragen können muß, wenn das Gesamtsystem quasi auf diesem Fuß balanciert. Aber Fuß-Ausleger von

50mm-Vierkanntstahlrohr Wandstärke 3mm oder so sollten das halten.

CU Rollo

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Roland Damm

So trivial ist das gar nicht wenn man weiter drüber nachdenkt.

Denn wenn ich ausrechne, welche Kraft ich zum Kippen brauche, dann komme ich auf folgendes: Angenommen die Box sein nur ein Massepunkt, der Rest incl. Ständer masselos. Die Kraft greift in Höhe h des Massepunktes (== Schwerpunkt) an. (malt sich schöner...)

D.h. zum Drücken muss ich das Moment aufbringen, was die kippende Box mir entgegenstellt. Dieses ist bei Kippwinkel alpha=0 a*Fg. Also muss ich die Kraft (d wie drück)

Fd0 = Fg * a/h

aufbringen. Soweit so gut, kann man jetzt a und Fd in Abhängigkeit voneinander bestimmen. Was sollen jetzt aber diveres Kernflächen etc.? Wenn ich die Kraft Fd0 aufbringen kann, dann ich ich die Box auch umschmeissen. Ich muss nur lange genug drücken. Denn Fd(alpha != 0) ist kleiner und wird irgendwann 0 (dann kippt es).

Also muss man es wohl dynamisch betrachten. Stoss/Impuls wirkt auf Ständer. Dieser beschleunigt den Ständer und muss gross genug sein um soweit zu kippen bis zum Umfallen (bzw. bis zu einem kritischen Winkel). Ein reine Kraftbetrachtung führt nicht weiter. Die Analogie zum Geländer ist falsch. Denn das Geländer muss eine (länger dauernde) _Kraft_ aushalten. Der Ständer muss einen Impuls überstehen.

Ist der Ansatz erstmal so richtig?

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ThomasT

Carsten Seifart schrieb

Da hast Du ja auch recht, allerdings ist hier erstmal die Frage zu stellen, ob die Ansätze der Statik so angewendet werden müssen, ob das realistisch ist.

Gruß Olaf

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Olaf Deters

Ach, schön wenn man sich selber antworten kann...

Ist er nicht. Ich habe gestern experimentiert. Dass der statische Ansatz nicht geht ist klar. Aber beim anstossen wachelt der Ständer den ich benutzt habe nach hinten (klar...), schwingt aber wieder vor und zwar etwas weiter als er nach hinten geschwungen ist (obwohl der symetrisch ist) um dann noch ein kleines bischen zurück zu schwingen und mehr oder weniger stehenzu bleiben.

Also so trivial ist es doch nicht wie es mir anfangs schien.

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ThomasT

ThomasT schrieb am 13 Aug 2003:

Abstand vom Schwerpunkt bis zum Kraftangriffspunkt, ohne daß die Fläche unter Zug steht

Der Abstand ist etwas größer als oben. Hierbei wird eine gewisse Fläche zugelassen, die schon unter Zugspannungen aufweist, was in Deinem Fall heißen würde, daß die Fußplatte abhebt. Zum Aufnehmen dieser Zugkraft könnte man beispielsweise Zugstangen einbringen

Wie der Name schon sagt: Etwas tilgen=etwas löschen/reduzieren. Das sind Elemente aus der Dynamik, die aufgrund ihrer Masse und damit verbundener Eigenfrequenz die Schwingungen reduzieren. (ich hoffe, daß mich jetzt meine Baudynamik-Kenntnisse nicht im Stich gelassen haben).

Insgesamt also ein Thema der Mechanik mit all ihren facettenreichen Teilgebieten :-)

HTH Steffen

Reply to
Steffen Bertz

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Abgesehen davon dass ich genau sowas nicht will:

Ich denke doch dass die NG hier mir das Kontruieren eines Ständers zutraut der den Zweck erfüllt und der nicht zu wackelig ist. Eigl. wollte ich wirklich mal eine mathematische Lösung haben und keine nur nach dem gesunden Menschenverstand.

Reply to
Thomas Thiele

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