Beton buigen.

[tempelier]

Lang geleden reed ik achter een wagen met beton palen.
Je kon die palen bij hobbels een beetje zien buigen.
Ik heb later eens een schatting gemaakt hoe lang een paal zou moeten zijn om hem in een cirkel te buigen.
Ik kwam erg laag uit (minder dan 5000m) dus vertrouw ik mezelf niet.

Ik weet weinig van sterkte leer maar misschien is er iemand die er meer van weet en het eens wil uitrekenen?

PS.
De kracht die er voor nodig is zal stellig formidabel zijn.

[Xilvo]

Opmerking moderator

Verplaatst naar klassieke mechanica

[CoenCo]

Beton mag ongeveer 1.75 promille elastisch verkorten, en amper verlengen (het scheurt).
Een kleine prefab-paal is 200x200mm, ze gaan tot 500x500.
Men neme een bierviltje:

\( 1.00175*Binnenbocht=buitenbocht \\
1.00175 * 2\pi r = 2\pi(r+0.2mtr) \\
1.00175 * r = r+0.2 \\
0.00175 *r = 0.2
r=\dfrac{0.2}{.00175} \approx 114m \)

Waarbij is aangenomen dat er precies genoeg voorspanning in de paal zit, zodat de buitenbocht exact 0-rek heeft. Dit is uiteraard niet de werkelijkheid.

[Xilvo]

Waardes die te vinden zijn variëren nog wel wat, maar typische waardes zijn:
Treksterkte 2 MPa
Elasticiteitsmodulus 35GPa
Uiteraard gaat het over ongewapend beton.

Dat geeft een maximale relative lengteverandering van 5,7E-5

Bij een betonpaal met een dikte van 0,4 m (aan buitenkant gerekt, aan binnenkant samengedrukt) kom ik op een minimale kromtestraal van 3,5 km, en dus een totale lengte 22 km

Met wat andere waardes en een stuk dunner paal zou je best op die lengte van 5000 m kunnen uitkomen. Het beton staat dan wel op het punt van scheuren.

[tempelier]

Oké bedankt, dat is wel wat meer dan ik geschat had op het oog.
(Maar dat is nou niet bepaald een heel nauwkeurige meting. )

Ik had het elders geplaatst omdat ik de vraag wat te licht vond voor hier.

[CoenCo]

Mooi om te zien dat we met twee verschillende uitgangspunten een factor 30 verschil in uitkomst krijgen

[Xilvo]

Mooi om te zien dat we met twee verschillende uitgangspunten een factor 30 verschil in uitkomst krijgen

Jij staat geen rek toe, dan moet je wapening gebruiken. Dat dat een groot verschil maakt verbaast me niet

[CoenCo]

De observatie van tempelier betrof (als ik het goed begrijp) prefab heipalen op een vrachtwagen. Prefab heipalen zijn áltijd voorgespannen. Dus het leek me in dit geval niet meer dan vanzelfsprekend om een voorspanwapening aan te nemen. De exacte voorspankracht heb ik als optimaal voor het vraagstuk aangenomen.

[Xilvo]

Ik had geen idee of heipalen gewapend zijn, even zoeken levert op dat dat wel het geval is.
Ik vermoed dat zo'n paal anders inderdaad nauwelijks te hanteren zou zijn en bij het minste zou breken.
Eenmaal in de grond wordt hij alleen nog maar op druk belast.

Maar dat verklaart ons verschil in uitkomst dus.

[CoenCo]

Ik had geen idee of heipalen gewapend zijn, even zoeken levert op dat dat wel het geval is.
Ik vermoed dat zo'n paal anders inderdaad nauwelijks te hanteren zou zijn en bij het minste zou breken.
Eenmaal in de grond wordt hij alleen nog maar op druk belast.

Maar dat verklaart ons verschil in uitkomst dus.

2 redenen voor voorspannen.
De eerste is inderdaad transport.
De tweede is dat elke klap van het heiblok een drukgolf veroorzaakt van boven naar beneden. Zodra de onderkant is bereikt, zal (tenzij de grond voldoende weerstand biedt) deze golf omkeren en als trekgolf naar boven gaan. Zonder voorspanwapening kan de paal door deze trekgolf breken.

Overigens zijn er ook prefab palen die op trek belast worden. Bijvoorbeeld door windbelasting op een relatief smal en hoog gebouw.

[klazon]

Ik had geen idee of heipalen gewapend zijn,

Moet je toch eens gaan kijken als er ergens gebouwd wordt. Nadat een paal in de grond is verdwenen wordt het bovenste deel van het beton er af geknabbeld. Het ijzer blijft zitten en wordt opgenomen in de funderingsbalk.

[tempelier]

Ik had geen idee of heipalen gewapend zijn,

Moet je toch eens gaan kijken als er ergens gebouwd wordt. Nadat een paal in de grond is verdwenen wordt het bovenste deel van het beton er af geknabbeld. Het ijzer blijft zitten en wordt opgenomen in de funderingsbalk.

Dat heet koppen, is een vak apart.

Is ook nodig omdat niet alle palen even ver boven de grond uitsteken.

[klazon]

Ik heb ook wel situaties meegemaakt waar nog ongeveer 4 meter boven de grond stak. Dat stuk gaan ze niet helemaal verbrijzelen maar wordt eerst afgezaagd.