Badeplattform - Berechnung von Kräften

[ghaffy]

Hallo Leute,

Ich hab da mal eine Frage an die Statiker, Physiker, Techniker ...

Ich bin gerade dabei, mir eine Badeplattform für meine Albin 25 (Wellenantrieb) zu bauen. Das GFK am Heck über der Wasserlinie ist etwa 6mm stark. Die Badeplattform (200 x 60 cm) wird stb und bb nach oben abgehängt, ebenfalls mit 25mm Rohren.

Ich habe mal versucht auszurechnen, wieviel Gewicht an den "Abhängern" zieht (sowohl nach "außen" als auch nach "unten"), um herauszufinden, mit welcher Fläche ich die Schrauben von den Abhängern unterlegen muss, damit mir die nicht durchs GFK rauskommen, falls da - nehmen wir mal an - zwei Herren auf der Plattform stehen und ins Wasser pinkeln.

Unsicher bin ich bei der ersten bzw. zweiten Formel:
F(1)=F(R)cos(alpha) und
F(H)=F(R)sin(alpha)

Kann ich die überhaupt nehmen?

Die Hebelgeschichte zum Bestimmen von F(1) ist dann nicht mehr das Thema.

Wenn nämlich meine Rechnung stimmt (siehe "Beispiel"), dann zerren rund 400 daN an der Aufhängung, verteilt auf zwei Aufhängepunkte, wenn die "zwei Herren" aus dem Beispiel nur pinkeln. Wenn sie noch ein Dinghi auf die Plattform wuchten, kommen diese Momente noch dazu... egal - ich möchte das jedenfalls nicht vermuten oder schätzen, sondern rechnen.

Hier mal ein Bild von meiner Rechnung:
(Danke schon mal für die Anteilnahme ).

[bootsmann]

Anbauen, vernünftige Verstärkungsplatten von innen gegensetzen und mit 3 Mann draufstellen! - und gut iss

[Vierzigplus]

L1 + L2 = 0,6 m (Plattform 2,0 x 0,6)

An welcher Stelle soll die Plattform abgehängt werden - bei 0,5 m?

Dann wäre L2 = 0,5 m

Gruß
Stefan

[viking22]

Du musst die Last F auch noch als dynamische Last mit einrechnen, da die Herren sich ja bewegen. (Faktor 1,4)

[ghaffy]

Zitat von Vierzigplus

L1 + L2 = 0,6 m (Plattform 2,0 x 0,6)

An welcher Stelle soll die Plattform abgehängt werden - bei 0,5 m?

Dann wäre L2 = 0,5 m

Gruß
Stefan

Hallo Stefan,
L2 = 2/3*(L1+L2), also 0,4 m, aber das ist ja irrelevant, weil es ja um Verhältnisse und nicht um Zentimeter geht.
In absolut: h=30cm, L1=20cm, L2=40cm, somit ist (alpha)=53,13°, und F im Beispiel mit 160 daN angenommen.

[hheck]

Zitat von ghaffy

Hi,
das geht wohl einfacher mit:

zuerst Kraft auf Knotenpunkt:
F1 = F*(L1+L2)/L2 = 160*(20+40)/40 = 240 kg


Summe aller Vertikalen = 0:
Fv - F1 = 0
Fv = F1 = 240 kg

Summe aller Momente = 0:
FH * h - F1 * L2 = 0
FH = F1 * L2/h = 240*40/30 = 320 Kg

Summe aller Horizontalen = 0:
Zugkraft an FH = Druckkraft an den unteren Befestigungspunkten

Gruß
Helle
M.Y.Franziska

PS: FR = Wurzel(FH*FH + F1*F1) = Wurzel(320^2 + 240^2) = 400 kg
so, jetzt sollte das stimmen

[Vierzigplus]

Zitat von ghaffy

Hallo Stefan,
L2 = 2/3*(L1+L2), also 0,4 m, aber das ist ja irrelevant, weil es ja um Verhältnisse und nicht um Zentimeter geht.
In absolut: h=30cm, L1=20cm, L2=40cm, somit ist (alpha)=53,13°, und F im Beispiel mit 160 daN angenommen.

Da kannst natürlich theoretisch herumrechnen und irgendwelche Verhältnisse bilden. Dann kommen auch (konkrete?) Werte heraus.

Zunächst hat Deine Plattform eine bestimmte Geometrie. Dann ist h wahrscheinlich abhängig von der Geometrie des Spiegels. Das Maß h ist in Deiner Berechnung doch eher zufällig die Hälfte der Tiefe Deiner Badeplattform. Was machst Du bei h = 0,27 m oder h = 0,35 m ist doch Zufall!

Hinzu kommen auch noch die Durchbiegungen deinen Plattform in Längsrichtung und in Querrichtung aufgrund von Punkt- und Flächenlasten. 25 mm Rohr und 6 mm Platte sind ja doch etwas dünn.
Deine Konstruktion soll ja nicht durchbrechen!

Gruß
Stefan

[ghaffy]

Danke, Stefan,

Woher kommt die "6 mm-Platte" ?
Da sind 25mm-Cumaro-Bretter drauf.

Aber meine Frage war ja nicht, wie und ob es hält, sondern welche Kräfte auf die Schrauben der Abhänger wirken (und wenn sich h ändert, ändert sich auch F(H), genau darum geht es ja. Wenn F(H) zu groß wird, hänge ich nicht auf L*1/2 sondern auf L*1 oder noch höher ab. Das sieht dann allerdings nicht mehr hübsch aus).

[Jörg]

Mach 2 45° Abstützungen nach unten ran, dann hätte ich gar keine Bedenken

[ghaffy]

Zitat von hheck

Hi,
das geht wohl einfacher mit:

zuerst Kraft auf Knotenpunkt:
F1 = F*(L1+L2)/L2 = 160*(20+40)/40 = 240 kg


Summe aller Vertikalen = 0:
Fv - F1 = 0
Fv = F1 = 240 kg

Summe aller Momente = 0:
FH * h - F1 * L2 = 0
FH = F1 * L2/h = 240*40/30 = 320 Kg

Summe aller Horizontalen = 0:
Zugkraft an FH = Druckkraft an den unteren Befestigungspunkten

Gruß
Helle
M.Y.Franziska

PS: FR = Wurzel(FH*FH + F1*F1) = Wurzel(320^2 + 240^2) = 400 kg
so, jetzt sollte das stimmen

Besten Dank, Helle.

Dann war offenbar mein Ansatz mit der Zerlegung von Kräften ja nicht ganz falsch (wobei ich irrtümlich für FV einfach die Differenz zwischen FR und FH genommen habe, richtig wäre Pytagoras gewesen).

Wenn ich also nun die 320 kg FH auf 200 cm² (10x10cm bb und 10x10cm stb) verteile, dann lasten 1,6kg/cm² (bester Fall, gleichmäßige Verteilung) bis max 3,2kg/cm² (schlechtester Fall, alles hängt an einer Seite), und das sollte das Material abkönnen. Wahrscheinlich reichen auch 8x8cm.

Was noch einer Lösung harrt, sind die 240kg FV. Eine M8-Schraube würde sich wohl langsam durch das Material nach unten schweißen, da werde ich die Gegenplatte innen wohl mit Epoxy ankleben.

[ghaffy]

Zitat von Jörg

Mach 2 45° Abstützungen nach unten ran, dann hätte ich gar keine Bedenken

Müsste man wohl auf Schwimmern nach unten abstützen, da ist sonst nichts, nicht mal Bedenken.


(das ist jetzt nicht mein Boot, von dem hab ich grad kein passendes Bild von hinten, aber das gleiche)

[Jörg]

Zitat von ghaffy

Müsste man wohl auf Schwimmern nach unten abstützen, da ist sonst nichts, nicht mal Bedenken.


(das ist jetzt nicht mein Boot, von dem hab ich grad kein passendes Bild von hinten, aber das gleiche)

Dann wird das wohl nichts mit den Stützen

[Vierzigplus]

Hallo Andreas,

ich würde dann aus optischen Gründen die Abhängung unter 45° anordnen:

Lösung:
F = 1.600N (160 kg),
F1 = F x (L1 + L2)/L2 = F x 0,6/0,4 = F x 1,5 = 2.400N,
F1 = Fv = Fh (bei 45°) = 2.400N (240 kg) (Kräfteparallelogramm), 120 kg je Strebe,
Fr = 1,4.. x 2.400N (Pythagoras) = 3.400N, 1.700N = 170 kg je Strebe Zug.

Die Kraft, mit der die Badeplattform gegen den Spiegel drückt ist ebenfalls 2.400N, pro Strebe ca. 1.200N (120 kg) Schub.


6 mm Material GFK könnte knapp sein. Da würde ich innen zwei Hohlkörper als Hilfsspanten vertikal einlaminieren. Nur eine kleine Platte anzulaminieren könnte knapp werden.

Gruß
Stefan

[nur-am-basteln]

Hallo Ghaffy,

Bei der Plattform auf dem Nachbarboot war nicht die Last von oben das Versagensproblem sondern eine Welle von hinten, die die Abstrebung und den Belag zerstörte. Die Plattform war zu dicht über dem Wasser und der Belag aus Teakbrettern war ebenfalls zu dicht verlegt. eine Welle einer vorbeifahrenden Fähre klatschte von unten gegen die Plattform und zerlegte diese.

Gruß Markus

[hheck]

Zitat von Vierzigplus

..6 mm Material GFK könnte knapp sein. Da würde ich innen zwei Hohlkörper als Hilfsspanten vertikal einlaminieren. Nur eine kleine Platte anzulaminieren könnte knapp werden...

Hi Andreas,
ich glaube auch, daß eine kleine Platte (10x10cm) nicht ausreicht. Die würde vielleicht die gerechneten Kräfte aufnehmen, aber dein GFK wird wohl bald Haarrisse in rauhen Mengen um die Befestigungspunkte bekommen.
Besonders, wenn die beidem Wasserpinkler anschließend testen, wer wohl weiter kommt beim Kopfsprung ins Wasser, und sich kräftig von deiner Badepritsche abstoßen.
Da können die Kräfte leicht doppelt so hoch werden.
Innen auflaminierte "Stringer" (senkrecht vom Bootsboden bis zum Deck?) könnten die Kräfte großräumig ableiten, sodaß das GFK keine allzugroßen Beulungen erfährt.
Zumal du nicht nur die Zugkräfte oben sondern auch die Druckräfte unten einleiten mußt.
Stütze nach unten bedeutet wohl Löcher unter Wasser? würde ich nicht wollen!

Gruß
Helle
M.Y.Franziska