maximale belasting plug fisher berekenen

[byte]

Hallo iedereen,

Ik heb de volgende situatie:

ik wil een ducopower plug 10x80 in een gemetselde muur (volle steen) van 20 cm dik steken. en wil aan deze plug een oude klok hangen van 5 kg.

Een ducopower plug 10x80 zou in deze situatie een belasting van 1,45 kN kunnen weerstaan (https://fiproductmedia.azureedge.net/me ... _NL_T1.pdf ). De belasting in dit geval is ongeveer 50 N dus prima.

Maar ik heb nu een ander gebouw waar ik 20 cm volle steen heb, dan heb ik 6cm mulitpor (isolatie dat geen gewicht kan dragen) en opnieuw diezelfde klok van 5 kg.

Met andere woorden de klok van 5 kg "hangt" 6cm verder van de gemetselde muur. Zou deze plug dat nog steeds aankunnen of zal deze het begeven. er staat nergens iets over een moment dat inwerkt op de plug. Zou er hier een equivalente Normaalkracht kunnen berekend worden?

bedankt?

[HansH]

dus de plug zit helemaal in het steen, maar er zit 6 cm piepschuim voor. ik zie niet hoe lang je schroef is want die moet wel ver genoeg in de plug. je zou de schroef via een plaatje strak op de muur kunnen aandraaien. dan duwt het plaatje op het piepschuim en kun je meer dwarskracht hebben. tekeningetje zou helpen.

[byte]

Hallo,

hierbij een tekening van de situatie. De plug is 11 cm lang en zit dus 5 cm in de steen. Het gele is de isolatie en het zwarte dus de steen. met het bruine als de plug met schroef.

[HansH]

als je er vanuit mag gaan dat het deel wat in het steen zit stevig zit dan gaat het dus om het buigmoment van de schroef over die 6 cm. even aannemende dat het gele geen enkele ondersteuning geeft. De grootste buigkracht (rek aan de bovenkant en induwen aan de onderkant) heb je dan op het punt waar de schroef goed contact maakt met de muur dus zeg 1 cm in de 20 cm steen. stel even voor het gemak dat de schroef 6 mm diameter heeft=oppervlak 0.28 cm2 en het deel van het oppervlak waar de duw en trek op komt daar 10% van is (even natte en pessimistische vinger) dan heb je 0.028 cm2 met een kracht van 7 cm schroef lengte/0.3 cm x 5 kg/2= 58kg trekkracht op 0.028 cm2 op de bovenkant van de schroef =2080 kg/cm2 en dus ook 2080 kg/cm2 duwkracht aan de onderkant. de treksterkte van ijzer is minimaal wel 310N/mm2 dus 31.6 kg/mm2=3160 kg/cm2. dus dan heb je nog wel een factor 2 marge.

[byte]

Hoe kom je aan de de redenering "een kracht van 7 cm schroef lengte/0.3 cm x 5 kg/2= 58kg "?
Hier ga je dus de schroeflengte delen door de straal van de schroef x de helft van de massa. Deze formule begrijp ik niet. Ik had de formule van buigmoment (

\(\sigma = \frac{M y}{I}\)

) al gezien, maar jouw formule nog niet. Je gaat dus de massa maal de hefboom doen en dit dan delen door de straal vanaf de neutrale lijn? Waarom je de massa deelt door 2 is me niet duidelijk? Kun je dit verduidelijken? Dankje!

[HansH]

als je even voor het gemak een constructie neemt als hierboven van stang a en haaks daaraan vast verbonden stang b en scharnier op d muur bij de punt dan is het een hefboom met als gevolg F1=F.a/b
F gaat loodrecht naar beneden en F1 is de kracht die de muur moet leveren gaat recht de muur in. maar dan is F en F1 vertikale component niet in evenwicht dus moet de scharnier ook f1 leveren maar dan de muur uit. als je het uitrekend met een massieve vierkante staaf dan is F1 verdeeld over de hele doorsnede en loopt lineair naar binnen af en moet dan dus in het midden van de staaf 0 zijn en wordt dan negatief naar de andere kant. de meeste spanning komt dus aan de buitenkant van de staaf. dat had ik dus even versimpelt tot een constante spanning op de buitenste 10% van het oppervlak maar zou je ook exact kunnen berekenen met een integraal.

die factor 0.5 die ik noemde is denk ik zoals nu gezien fout darom en moet een factor 1 zijn.

[HansH]

ik dacht ook nog aan een meer praktische aanpak:
voor metalen is de verhouding vloeigrens/treksterkte een belangrijk design parameter. vloeigrens betekent dat door de aangebrachte spanning (N/mm2) het metaal gaat vervormen:
treksterkte is dan de maximale spanning die je mag toelaten zonder kans op degradatie van het materiaal. die getallen kun je opzoeken per materiaal.

als je dus eerst bepaalt bij welke belasting de bout definitief gaat verbuigen dan weer je ook welke kracht je veilig kunt toelaten als zijnde die verhouding.

[HansH]

of anders: stel even dat die verhouding 2 is. als je dan een gewicht hangt aan het uiteinde van de bout van bv 10 kg en de bout vervormt dan nog niet dan weet je zeker dat hij 5 kg zonder problemen kan hebben. dan is het voordeel dat het geen destructieve test is alleen kun je op die manier de bout nooit echt tot op het randje belasten, maar ja ik denk dat jij al een hele zware bout hebt voor dat doel.

[byte]

Hallo Hans, bedankt om het uit te tekenen dat maakt alles zoveel duidelijker

ik ben inderdaad volledig met je eens dat de vloeigrens beter is om te kijken of de schroef het kan dragen. Dat is alvast 1 onbekende die ik nu makkelijk kan berekenen. De 2de onbekende was de kracht van de plug. Want ik wil ook niet dat met der tijd de plug langzaam uit de muur schuift. Hiervoor heb ik de loodrechte kracht nodig die op de plug inwerkt. Zoals geillustreerd in volgend YT filmpje

Deze komt overeen met de kracht F1 die jij hebt berekent want deze kracht zal de plug er proberen "uittrekken". Hier neemt Fischer (https://fiproductmedia.azureedge.net/me ... _NL_T1.pdf) al een hoop veiligheidsmaatregelen. Dus dat zit wel snor. Zodoende weet ik nu dat de schroef niet zal afbreken en dat de plug niet uit de muur zal getrokken worden met de schroef er in. Dankjewel!!

Als ik alles berken zou ik voor een massa van 5 kg uitkomen op een schroef en plug van diameter 8mm. Want zo heb ik een spanning in de schroef van 175 N/mm², waar de vloeigrens = 260 N/mm² en een kracht F1= 875 N, waar het maximale gelijk is aan 1450 N. Dus das prima onder de grens.

[HansH]

De 2de onbekende was de kracht van de plug. Want ik wil ook niet dat met der tijd de plug langzaam uit de muur schuift. Hiervoor heb ik de loodrechte kracht nodig die op de plug inwerkt.
Deze komt overeen met de kracht F1 die jij hebt berekent want deze kracht zal de plug er proberen "uittrekken".

dat is niet de kracht in mijn plaatje, immers de kracht van wat aan de plug hangt staat loodrecht op de richting van de bout dus levert netto geen kracht die de plug de muur uit wil trekken. dat zie je om dat daar 2 x dezelfde kracht staat tegengesteld dus die hebben elkaar op. het enige wat ze doen is een spanning geven in de bout zelf maar niet op de muur. alleen als het gat schuin in de muur geboord wordt kun je een kracht component krijgen die de plug de muur uit probeert te trekken. maar dan praat je over benodigde kracht van een paar 100 kg. evt kun je hat gat wat schuin naar beneden boren over een paar graden zodat die kracht de muur in loopt ipv eruit.

[boertje125]

5 kg is geen enkel probleem laten we dat even voorop stellen


Voor metselwerk bestaat er eigenlijk maar 1 betrouwbaar uitgangspunt en dat is in situ testen.
het is namelijk de capaciteit van de steen die maatgevend is

[HansH]

het is namelijk de capaciteit van de steen die maatgevend is

normaal wel ja, maar nu zit er 7 cm bout vanwege 6 cm schuim, dus krijg je op het punt waar de bout de muur ingaat een veel groter buigkoppel dan normaal. als je bv een draadeind van een meter lang in die plug zou draaien en dan 5kg op het einde van dat draadeind hangen dan zal het draadeind zeker zwaar vervormen terwijl de plug met wat daar aan draadeind in zit in de muur het makkelijk kan hebben.

[boertje125]

normaal controleer je bevestigingsmiddelen plastische en is vervorming geen ding.
je hebt gelijk dat indien een bevestigingsmiddel ten opzichten van de plug slank genoeg is deze zal buigen tot er evenwicht is bereikt door het dichter naar de muur komen van de belasting.


De genoemde plug moet overigens 80mm in de steen en de schroef moet 85mm in de plug 11 cm schroef is veel te kort

[HansH]

De genoemde plug moet overigens 80mm in de steen en de schroef moet 85mm in de plug 11 cm schroef is veel te kort

veel te kort waarschijnlijk voor de maximale belasting die je erop mag zetten. maar voor een klok van 5kg kun je misschien beter de vraag omkeren; hoever moet je de schroef in de plug draaien om in de gegeven situatie de zaak voldoende stevig te maken?

[boertje125]

De diepte van de schroef in de plug is een gegeven als je daar niet aan voldoet kan je geen uitspraak doen over de capaciteit.

5kg blijft ook hangen aan een spijker die je in het schuim drukt maar dat doet er niet toe.