Kracht op mastje

Davis stelde deze vraag op 21 augustus 2016 om 17:00.

 Beste allemaal,
Ik heb een vraag waar ik ook online niet uitkom.
Waarschijnlijk een vraag die voor jullie peanuts is.
Ik heb op mijn dak een metalen mastje met een diameter van 70 mm staan en een lengte van 2.80 mtr hoog totaal
Het mastje staat op een statief van drie poten die staan op ca 45 graden tov het mastje. Onder de poten van het statief zitten drie platliggende stoeptegels van ca 5 kg per stuk, een tegel per poot.
Het mastje gebruik ik voor mijn anemometer (windkracht) en moet ook bij een orkaan blijven staan,dus tot 130 km per uur ongeveer.
Kan iemand mij vertellen over hoeveel gewicht ik nog aan de poten van het statief moet toevoegen? Helaas kan ik het statief niet met schroeven of iets dergelijks aan de ondergrond bevestigen.
Alvast heel veel dank!



Reacties

Theo de Klerk op 21 augustus 2016 om 18:28
Dat is een vraag met veel mogelijke antwoorden die afhangen van hoe je zo'n mast stut.  Een massieve staaf van 70 mm? Die buigt waarschijnlijk eerder door dan een holle of een U-vormige staaf. Wordt de mast getuid, d.w.z. aan meerder kanten door draden of zij-armen gesteund? (zoals radio- en televisie-uitzendmasten). Dan zal een windkracht door die tuidraden goeddeels kunnen worden opgevangen. Dan hoeft de mast zelf niet alles te weerstaan.
Er zijn dus allerlei constructiemogelijkheden die zo'n mast mogelijk maken.
In alle gevallen komt het neer om de windkracht te weerstaan. Hoe minder oppervlak in de wind, hoe minder kracht de wind op de mast uitoefent en hoe minder je de mast hoeft te steunen.

Aangezien ik noch de kracht van de wind ken noch de opzet van de mast (met en zonder hulp van steundraden) kan ik er geen zinnig woord over zeggen.
Jan van de Velde op 22 augustus 2016 om 03:42
dag Davis,

We zijn geen ingenieursbureau, moeten het ook maar doen met dingen die we uit algemene tabellenboeken e.d. bij elkaar rapen, dus neem ons niet kwalijk als hij tóch nog omwaait. 

maar hier gaat'ie:

we beginnen bij winddruk:
http://projects.knmi.nl/hydra/faq/press.html

Meer dan 660 N/m² bij de winsnelheden die jij beoogt te overleven. Laten we eens p=800 N/m² pakken in een Nederlandse orkaan.

Een buis met een diameter van 0,07 m en een lengte van 2,8 m heeft een dwarsoppervlak A van 0,07*2,8 ≈ 0,2 m²

Luchtweerstandscoefficient Cw van een buis nemen we even op de literatuurwaarde van 1,2

F= p·A·Cw = 800 x 0,2 x 1,2 ≈ 200 N 

200 N met een arm van 1,4 m (gemiddelde hoogte) geeft een moment op dakniveau van 280 Nm.

Zou dat ding op een plat kruis zijn gelast met pootjes van 0,5 m, dan zit het draaipunt onder het uiteinde van de benedenwindse poot en moet er op het uiteinde van de bovenwindse poot een kracht van 280 Nm : 1 m = 280 N worden uitgeoefend.



Oftewel, zet maar 30 kg bovenop die bovenwindse poot bij een ontwerp als boven....

Vervolgens gaat hij alsnog plat bij een storm :(
Wind is namelijk niet constant, de mast gaat een beetje zwiepen, en het afremmen van zo'n doorzwiepende beweging kost ook kracht. Geen idee hoe ik dat moet inschatten, maar wat reserve zou fijn zijn. 

Maar in dit soort ordes van grootte moet je denken bij een ontwerp als boven. Praktisch testidee: zet hem overeind, pak de badkamerweegschaal, zet die met de bodem op borsthoogte (ca 1,4 m) tegen de mast en leun tegen de weegschaal tot het ding 25 kg aangeeft. Ga dan wat duwend schudden, beetje harder beetje zachter. Als hij dan geen krimp geeft geeft moet hij een storm ook kunnen overleven. 

groet, Jan

Wim Berrelkamp op 30 oktober 2020 om 15:48
bedankt voor de uitleg, want ik heb een amateur radio 144MHz antenne van 1,8 m en ca. 2,5 cm doorsnede op het dak gezet en aan de onderkant met trim lijnen uit de watersport getuid aan 4 stoeptegels.
Ik kom nu op een kracht van ten hoogste 5 kg bij een orkaan op het aangrijpingspunt op 90cm hoogte, dus ik maak me nu geen zorgen meer.

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Ariane heeft vierentwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Ariane nu over?

Antwoord: (vul een getal in)