Constructie vraag

[Florian]

Goedendag,



Het 6&4m seizoen is voorbij, leuke DX gewerkt en nu wil ik de bovenste antenne vervangen voor een Ultrabeam UB20-mx voor de 20 t/m 10 meter band.

Ik wil echter niet dat de constructie omvalt bij zware storm daarom zou ik ik graag willen weten of dat wel verantwoord is qua windbelasting.
Is er iemand hier die mij kan helpen om dat te berekenen?

Hier alvast een paar parameters:

Hoogte totale constructie= 5m.
Hoogte van onderkant voet tot steunlager= 3m.
Afmetingen voet= 120x120cm
Gewicht voet, rotor, topbuis, rotorplatform en steunlager= ~60kg
Gewicht UB20-mx= 20kg
windlast UB20-mx= 0,47m2
Gewicht/balast in voet 18 stuks 60x40 tegels = 504kg

*note1: onder de constructie zit een dragende muur.
*note2: de 2 en 70cm antenne gaat er waarschijnlijk uit.

[Roy pd8rw]

Ik kan er niet aan rekenen voor je

Maar wellicht is het een idee om extra langere schoren te plaatsen een stuk hoger op de mast die op het uiteinde hun eigen ballast krijgen
Vanaf de extra schoor ook een horizontale verbinding naar de mast maken dan creër je extra driehoeken

[sottezero]

kijken waar de wind vandaan komt en de boom in de wind zetten en hopen voor het beste?
Gezien de wind in 90% van de gevallen uit het zuid-westen komt bij storm...
Of wachten tot december, zodat de novemberstormen al geweest zijn.

[pe5t]

Ik denk dat je ongeveer als volgt moet rekenen:

Volgens de fabrikant is de windoppervlakte van de antenne 0,47 m2.
De stuwdruk van de wind op 5 meter boven het dak stel ik op 80 kg/m2, ofwel zo'n 800N/m2. (Voor een meer info over stuwdruk als functie van o.a. hoogte en locatie moet je de desbetreffende norm opzoeken)
Het kantelmoment aan de voet van de mast is dan 0,47 x 80 x 5 = 188 kgm.
De kleine antenne, kabels en de mast(en) schat ik op een oppervlakte van 0,25 m2.
Dat levert een kantelmoment op van 0,25 X 80 X 2,5 (=halve masthoogte) = 50 kgm
Totaal moment aan de voet van de antenne: 188 + 50 = 238 kgm.

De ''fundatie'' moet dit kantelmoment opvangen.

Gewicht van de fundatie 504 kg, afmeting 1 x 1 meter (?) Dus kantelmoment: 504 X 1 X 0,5 = 252 kgm

Dit is iets meer dan het kantelmoment van de antennemast.
Misschien toch nog een paar tegels toevoegen?

[deg1er]

je zou ook gewoon 4 tuidraden kunnen plaatsen
naar de dakrand

[PD5DJ]

Dit was mijn constructie rond 2010 op mijn vorige woning.

Dit heeft de zwaarste stormen destijds overleefd zonder een krimp te geven.
Er stond een Hygain TH3 Mk4 op, met een 16 elements I0JXX 2m antenne er nog boven op.

[PA9X]

Ik denk dat je ongeveer als volgt moet rekenen:

Volgens de fabrikant is de windoppervlakte van de antenne 0,47 m2.
De stuwdruk van de wind op 5 meter boven het dak stel ik op 80 kg/m2, ofwel zo'n 800N/m2. (Voor een meer info over stuwdruk als functie van o.a. hoogte en locatie moet je de desbetreffende norm opzoeken)
Het kantelmoment aan de voet van de mast is dan 0,47 x 80 x 5 = 188 kgm.
De kleine antenne, kabels en de mast(en) schat ik op een oppervlakte van 0,25 m2.
Dat levert een kantelmoment op van 0,25 X 80 X 2,5 (=halve masthoogte) = 50 kgm
Totaal moment aan de voet van de antenne: 188 + 50 = 238 kgm.

De ''fundatie'' moet dit kantelmoment opvangen.

Gewicht van de fundatie 504 kg, afmeting 1 x 1 meter (?) Dus kantelmoment: 504 X 1 X 0,5 = 252 kgm

Dit is iets meer dan het kantelmoment van de antennemast.
Misschien toch nog een paar tegels toevoegen?

PE5T heeft het al voor je uitgerekend, stuwdruk is inderdaad 800N/m2. Alleen voor de netto winddruk nog even de vormfactor 1,2 voor een cilinder meenemen, als de elementen rond zijn tenminste. Ik zou dan ook nog met een veiligheidsfactor van 1,5 werken, wat in de constructiewereld gebruikelijk is als het object in bewoond gebied staat.

Waar ik me dan zorgen over zou maken is of je dak zoveel massa op die plek kan dragen. Er zit weliswaar een draagmuur onder, maar dat wil niet altijd zeggen dat je het dak ter plaatste met zoveel massa kan belasten. Denk ook aan de dakbedekking (bitumen) die zal gaan vloeien onder zoveel gewicht. Ik zou dan eerder een voet kiezen die PD5DJ toont. Dan heb je een stuk minder massa nodig en is de verdeling van het gewicht ook beter voor je dak.

[Florian]

Hartelijk bedankt voor al jullie reacties.

Ik heb hieronder de berekeningen uitgeschreven voor andere radioamateurs.

De conclusie uit de berekening is dus als volgt: als er een UB20-mx antenne in het topje van deze mast hangt, dan heeft de antenne en constructie een kantelmoment van 336kgm en de fundatie(voet) een kantelmoment van 350kgm, waarbij het kantelmoment van de ballast groter moet zijn dan die van de antenne en constructie.

Het is dus naatje en kom bij lang na niet aan de marge van 1.5 zoals PA9X beschrijft.

Ik stel mij dus een aantal opties voor: meer tegels, voet verbreden(of totaal andere voet), antenne lager ophangen in de mast of een combinatie van deze 3.

----
Berekening:

Gegevens,

Bruto windlast antenne=0.47m2
Netto windlast antenne=0.47m2 x 1.2(vormfactor) =0.564m2
Netto windlast constructie(mast, rotorpijp, rotor, steunlager, kabels etc.)= ~0.4m2 (berekend adhv https://www.veron.nl/nieuws/winddruk-antenne-berekenen/)

Hoogte antenne= 5m
Gemiddelde Hoogte constructie=2.5m
Grootte voet= 120x120cm
Minimale breedte voet=60cm

Gewicht antenne= 20kg
Gewicht ballast= 504kg
Gewicht constructie= ~60kg
Stuwdruk=880N/m2(gebied II, bebouwd, 18meter hoogte) bepaald adhv https://svn.wirelessleiden.nl/svn/proje ... en6702.pdf

---

Kantelmoment antenne= Netto windlast antenne x stuwdruk x hoogte antenne= 0.564 x 88 x 5 = 248kgm
Kantelmoment constructie= Netto windlast constructie x stuwdruk x gemiddelde hoogte constructie= 0.4 x 88 x 2.5 = 88
Totaal kantelmoment= Kantelmoment antenne + Kantelmoment constructie= 248+88= 336kgm

Totaal gewicht opstelling = gewicht antenne + gewicht ballast + gewicht constructie = 20 + 504 + 60 = 584kg

Kantelmoment fundatie= Totaalgewicht opstelling x minimale breedte voet= 584 x 0.6 = 350kgm

Marge= 4%

[Florian]

Het bitumes gaat compleet vervangen worden binnen een aantal maanden hoor ik net.

[PA3HMP]

Totaal andere voet want deze is niet breed genoeg voor wat jij wil doen, of 4 tuidraden, maar dat laatste zullen ze wel niet willen.

[pa1bvm]

moet je yagi echt zo hoog boven het dak komen ??
je zit al een fiks aantal meters boven de grond
korter mastje .. minder risico ...

[Florian]

Dat kun je je inderdaad afvragen PA1BVM.

Het is wel zo dat een stralingspatroon minder beïnvloed zal worden door het dak als de antenne hoger hangt. Plus de afstand tot alle buren met al hun stoorbronnen is groter.

Wat voor effect die twee extra meter daadwerkelijk geeft kan ik in getallen niet uitdrukken en/of uit eigen praktijk ervaring aangeven. Ik heb enkel (ruime) ervaring met HF Yagi's die vrij opgesteld in een mast hangen, dat is wat eenvoudiger

[PA9X]

Die 584 kg is een fors gewicht voor een dak. Op een betonnen dak zou dat wel kunnen boven een draagmuur, maar ik denk in deze situatie niet wenselijk. Enige oplossing lijkt een veel bredere voet, zodat het totale contragewicht op de voet fors omlaag kan. Wellicht dat deze constructie wat beter past bij je gewenste situatie.



Met een voetbreedte van ruim 3 meter kun je het totale contragewicht sowieso halveren. Eventueel uit te voeren met zes zijpoten voor een meer evenredige gewichtsverdeling.



Zie ook https://shopdelta.eu/mastvoet-ballastma ... p3042.html

Blijft wel de vraag of het dak alsnog het totale gewicht aankan zou je halveren tot 300 kg. Je zou als mast ook een pompmast kunnen gebruiken die je kunt inschuiven als de antenne niet in gebruik is.

https://elektrodump.nl/nl/pneumatische- ... rmast.html

Hangt wel een kostenplaatje aan... Of anders een hoop grind wegscheppen.

Hartelijk bedankt voor al jullie reacties.

Ik heb hieronder de berekeningen uitgeschreven voor andere radioamateurs.

De conclusie uit de berekening is dus als volgt: als er een UB20-mx antenne in het topje van deze mast hangt, dan heeft de antenne en constructie een kantelmoment van 336kgm en de fundatie(voet) een kantelmoment van 350kgm, waarbij het kantelmoment van de ballast groter moet zijn dan die van de antenne en constructie.

Het is dus naatje en kom bij lang na niet aan de marge van 1.5 zoals PA9X beschrijft.

Ik stel mij dus een aantal opties voor: meer tegels, voet verbreden(of totaal andere voet), antenne lager ophangen in de mast of een combinatie van deze 3.

----
Berekening:

Gegevens,

Bruto windlast antenne=0.47m2
Netto windlast antenne=0.47m2 x 1.2(vormfactor) =0.564m2
Netto windlast constructie(mast, rotorpijp, rotor, steunlager, kabels etc.)= ~0.4m2 (berekend adhv https://www.veron.nl/nieuws/winddruk-antenne-berekenen/)

Hoogte antenne= 5m
Gemiddelde Hoogte constructie=2.5m
Grootte voet= 120x120cm
Minimale breedte voet=60cm

Gewicht antenne= 20kg
Gewicht ballast= 504kg
Gewicht constructie= ~60kg
Stuwdruk=880N/m2(gebied II, bebouwd, 18meter hoogte) bepaald adhv https://svn.wirelessleiden.nl/svn/proje ... en6702.pdf

---

Kantelmoment antenne= Netto windlast antenne x stuwdruk x hoogte antenne= 0.564 x 88 x 5 = 248kgm
Kantelmoment constructie= Netto windlast constructie x stuwdruk x gemiddelde hoogte constructie= 0.4 x 88 x 2.5 = 88
Totaal kantelmoment= Kantelmoment antenne + Kantelmoment constructie= 248+88= 336kgm

Totaal gewicht opstelling = gewicht antenne + gewicht ballast + gewicht constructie = 20 + 504 + 60 = 584kg

Kantelmoment fundatie= Totaalgewicht opstelling x minimale breedte voet= 584 x 0.6 = 350kgm

Marge= 4%

[pe1rea]

Het is nu eenmaal zo dat hoe breder je voet, hoe meer kantelmoment je kan hebben...
Aan de andere kant, ik heb 25 jaar een (vrijwel) ongetuide mast gehad aan een schoorsteen van 60x40 of zo.
Met twee klembanden op 40 cm van elkaar.
Totaal hoogte boven de schoorsteen, 4,5 meter.
Getuide deel 1,5 meter met twee rigide tuien (hoeklijn met spanners) een 50 cm uit het hart vd mast aan de klembanden. (vrij stijl dus)
Ongetuide deel 3 meter.
Daarin enkele beams voor 23 en 70 en een rondstraler voor 2, 70 en 23 daar bovenop.
Totaal ongetuid iets van 6 meter...

Ik moest eea met de haakse slijper verwijderen....
Uit zichzelf had het geen zin...

[andre]

We willen allemaal dat de boel heel blijft, een ook blijft staan. Maar soms vraag ik me bij sommige aanbevelingen van mede amateurs wel eens af of het tornado's moet kunnen doorstaan. Gezond verstand gebruiken is vaak al voldoende om de boel op zijn plek te houden.
Overigens een mooie constructie die je nu hebt staan Florian.