Plattenstärke beim Holzaquariumbau…wer kann helfen?

holzaquarium

ww-pappel
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Hallo an alle! Ich hoffe ihr könnt mir weiterhelfen!:emoji_slight_smile:

Ich möchte ein Holzaquarium (360x80x60)aus Multiplex oder Siebdruckplatten bauen. Leider komme ich bei der Berechnung der Plattenstärke nicht weiter.
Berechnung:
Wasserdruck ist allein von der Höhe der Wassersäule abhängig. Eine Wassersäule von 1m übt einen Druck von 100g pro cm²aus,…bedeutet auf mein Aquarium gerechnet(höhe 60cm),das Wasser drückt unmittelbar am Aquariumboden mit 60g/cm².
Den Gesamtdruck auf die Aquariumfläche berechnet heißt,der Druck ist in KG gleich Höhe des Wasserstands mal Länge der Fläche mal dem mittleren Druck pro cm² ......bedeutet auf mein Aquarium gerechnet, 360 x 60 = 21600cm²,da der Druck linear mit der Tiefe ansteigt, ist der mittlere Druck pro cm² immer die ½ des Höchstdruckes am Aquarienboden, also 30g/cm².So ergibt sich eine gesamte Druckbelastung vom 21600 X 30g =648000g =648KG.Die Platten müssen also eine Gesamtbelastung von 648KG aushalten.
Leider komme ich hier nicht weiter. Es wäre toll wenn jemand die Berechnung anschaulich fortführen kann und sie auf die Konstruktionswerte der Multiplex oder Siebdruckplatten anwenden könnte, und so die ausreichende Plattenstärke errechnet.

Ich habe natürlich sowohl hier, als auch in diversen Aqua-Foren versucht mich zu informieren, leider ohne Erfolg. In einigen Aqua-Foren existieren Bauanleitungen zu Hq. Meine Nachfragen bezüglich der Plattenstärke liefen ist leere oder die Plattenstärke wurde aus dem, Bauch heraus festgelegt……

Danke
Max
 

carsten

Moderator
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Hallo

auf Anhieb wüsste ich auch nicht wie ich sowas berechnen soll. Das Bauchgefühl "berechnet" meist stabiler als notwendig, sogesehen würde ich mich auf diese Angaben verlassen. Ich sehe den Schwachpunkt eh weniger in der Plattenstärke als in den Eckverbindungen.
 

Gast aus Belgien

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Mein Bauch erzählt mir dass diese Druckberechnung so überhaupt nichts aussagen kann.
Dein Aquarium hat einen Inhalt van 2.28m³, voll gefüllt sind das 2280 kg Wasser + das Gewicht Deines Aquariumes + den Gewichtsunterschied des "Bodenbelages" zum spezifischen Gewicht des verdrängten Wassers.
Grob überschlagen gibt das ein Gesamtgewicht von etwa 3 Tonnen für das gefüllte Aquarium!!!!

Jetzt ist aber die ausschlaggebende Frage worauf dieser Glaskasten mit dem Gewicht zweier Mittelklassewagen eigentlich stehen soll.
Eine freitragende Platte ohne Unterstützung oder willst Du Dir einen Unterschrank bauen?
Wieviel Trennwände soll dann dieser Unterschrank haben, d.h. wie gross werden die frei tragenden Abstände?
Erst wenn das bekannt ist kann eine Belastungsberechnung gemacht werden und erst dann kann man die Plattenstärke definieren.

Das Aquarium nur aus Holz zu bauen, das heisst ohne Glaswände und in diesen Abmessungen, würde ohne Zwischenstreben sowieso nicht funktionieren.
 

RalphSchlimm

ww-buche
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Mein Bauch erzählt mir dass diese Druckberechnung so überhaupt nichts aussagen kann.
Dein Aquarium hat einen Inhalt van 2.28m³, voll gefüllt sind das 2280 kg Wasser + das Gewicht Deines Aquariumes + den Gewichtsunterschied des "Bodenbelages" zum spezifischen Gewicht des verdrängten Wassers.
Grob überschlagen gibt das ein Gesamtgewicht von etwa 3 Tonnen für das gefüllte Aquarium!!!!

Jetzt ist aber die ausschlaggebende Frage worauf dieser Glaskasten mit dem Gewicht zweier Mittelklassewagen eigentlich stehen soll.
Eine freitragende Platte ohne Unterstützung oder willst Du Dir einen Unterschrank bauen?
Wieviel Trennwände soll dann dieser Unterschrank haben, d.h. wie gross werden die frei tragenden Abstände?
Erst wenn das bekannt ist kann eine Belastungsberechnung gemacht werden und erst dann kann man die Plattenstärke definieren.

Das Aquarium nur aus Holz zu bauen, das heisst ohne Glaswände und in diesen Abmessungen, würde ohne Zwischenstreben sowieso nicht funktionieren.

Da rechne doch lieber noch einmal nach...
 

Jeehaa

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Heyho,

auf die schnelle finde ich meine Unterlagen zur Druckberechnung nicht aber eine Idee ist mir direkt in den Kopf geschossen: Bei einer länge von 3,6 meter würde ich an deiner stelle einen Schlosser beauftragen, einen Metallrahmen mit streben zu fertigen. Der dürfte die Zug- und Scherkräfte schon ziehmlich gut aufnehmen können :emoji_wink:

Mal so eine frage als ehemaliger Aquarianer: Warum baut man ein Aquarium aus Holz?

Mit den besten Grüßen,
Daniel
 

Holz-Ralle

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Ähhh also mal ganz langsam.

Das Aquarium hat die Abmessungen 60cm x 60cm x 340cm ? Habe ich das richtig gelesen?

Dann fasst das Aquarium 1224 Liter Wasser, dieses Wasser wiegt ca. 1224kg.

Das ist eine Last von 600Kg pro m² .

Der Rest ist Statik das kann ich per Hand nicht, aber warum man so kompliziert rechnen muss???
 

Gast aus Belgien

ww-robinie
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Ähhh also mal ganz langsam.

Das Aquarium hat die Abmessungen 60cm x 60cm x 340cm ? Habe ich das richtig gelesen?

Dann fasst das Aquarium 1224 Liter Wasser, dieses Wasser wiegt ca. 1224kg.

Das ist eine Last von 600Kg pro m² .

Der Rest ist Statik das kann ich per Hand nicht, aber warum man so kompliziert rechnen muss???

360 x 80 x 60 = 1.728 m³
 

Fiamingu

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Hallo Max,
vielleicht bist Du ja besser bei den Aquarianern aufgehoben, da gibts auch Foren.
Ich hab die Erfahrung gemacht dass Holz und Wasser sich auf Dauer nicht vertragen.
Ausserdem solltest Du dir zuerst mal gedanken um die Tragfähigkeit deines Fussbodens machen.
Das währe ja so als wenn mann sich einen Mittelklassewagen in die Wohnung stellt.
Gruss, Mark.
 

holzaquarium

ww-pappel
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Hallo,
DANKE für die rege Beteiligung.:emoji_slight_smile:

@IRS Belgium
Ich möchte keinen Aquariumschrank bauen sondern ein Aquarium aus Holz bei dem nur die Front aus Glas ist.Ja Zwischenstreben werden alle 60cm eingebaut.

@jeehaa
Ein Stahlrahmen bring ein zusätzliches Gewicht von 250Kg
Ich baue ein Holztank um:
- Gewicht zu sparen,
- die Kosten für das Projekt im erträglichen „Rahmen“ zu halten denn aus Glas müsste das ganze vor Ortverklebt werden
- ein Holztank ist aus energiespartechnischer Sicht sinnvoll

@ fiamingu
Wie oben schon erwähnt in einigen Aquarienforen existieren Bauanleitungen über Holzbecken nur leider sind die Angaben was das Material angeht aus dem Bauch heraus getroffen worden und das ist eben nicht so mein Ding.
Die Tragfähigkeit des Fußbodens ist mehr als ausreichend!



@ all
Hat keiner eine Lösung für mein „Problem“??

hier mal der Aufbau eines Holztanks
Aquarium 2.70x1.60x0.70 (3000 liter - 800 gallons) - Page 5

Ganz so verrückt bin ich (noch) nicht!!!!:emoji_grin:

Gruß
Max
 

mbach

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Dir geht es um die rueckwand. Dein rechenansatz passt.

Ro * g * h^2 * l *0.5 = F

Du solltest aber mal dimension und einheiten pruefen.da war ich jetzt zu faul zu. Bleib einfach bei SI
einheiten.

Ro = 1000kg/m^3
g = 9.81 N/kg

Dann kommen auch newton raus und nur das macht sinn.

Ich glaube dein problem liegt woanders...

Du fragst dich wie dick die platte sein muss damit sie sich nicht durchbiegt.
Durch den kraftgradienten druecktes unten mehr als oben. Gut weil da der boden die platte haelt.
Die maximale verformung wirst du also in der mitte des beckens oben am rand bekommen weil dort weder der boden noch die seitenwaende nah sind... Weil dort aber der druck gering ist kommst du mit wenigen querstreben von rueckwamd zur vorderwand hin die auf zugbelastbar sein muessen.

Wahrscheinlich baust du schon fuer deckel und lampenhalter mehr streben ein als du brauchst.

Fazit: statt mit plattenstaerke kommst du mit oberen streben flexibler zum ziel. Wenn du es unbedingt rechnen willst ist von dir korrekt erkannt worden: es ist ein an drei seiten gestuetztes regal auf dem eine last mit dreieckigem querschnitt der laenge nach ruht. Die spitze zur freitragendenseite.
 

holzaquarium

ww-pappel
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Danke mbach, :emoji_slight_smile:
bringt mich schon ein kleines Stück weiter. Mir geht es nicht so sehr darum ob ich eine 15, 18, 21 oder ........mm Platte verbauen muss, sondern ab welcher Plattenstärke (inkl. eingebauter Längs und Querstreben im oberen Bereich)der Tank den entstehenden Druck aushält!
Wäre nett wenn Du eine Berechnung erstellen könntest.
Gruß
Max
 

mbach

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Das kann dir nur wer durchrechnen der technische daten zu deinem plattenmaterial hat.
Es ist ja nicht die frage ob sondern wieviel sich das ganze ausbeult von strebe zu strebe...

Halten wird das auch mit 15 mm und zwei querstreben locker. Die spannende frage ist wieviel steckt die glas/holz silikonfuge weg. Also ich moechte jetzt nicht ne zahl schaetzen und du verlierst 1,2 tonnen wasser im wohnzimmer.

Holz und glas verkleben auf wasserdichtigkeit finde ich unbehaglich.

Bin zudem kein statiker..muesste jetzt auch buecher ansehen dazu
 

Ernst Werner

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Der Holzaquarienbau kommt auch nicht ohne Querstreben im oberen bereich aus. Idealerweise aus V2A Rundeisen, bei Seewasser V4A.
Die Scheibenabdichtung ist nicht so schwierig, da die Scheibe von innen gegen den Holzkorpus geklebt wird.
Holzaquarien hielten oft länger wie Glasaquarien, wenn da nicht die Frontscheibe wär.
Ein Holzaquarium Maß ca. 250 x 200 x 90 cm aus den End 70er Jahren könnte noch im WOB Raum existieren, wenn der Herr noch sein Salzwasseraquarium hat und noch nicht im Altenheim ist.
Gebaut aus 25 mm Tischlerplatte, Kanthölzern und Dachlatten.
EW
 

mbach

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die strebe muss halt auf zug ausgelegt sein: eigentlich jetzt keine paradedisziplin von holz, da gebe ich dem vorredner recht.

Riesige kräfte sind aber nicht zu erwarten, das meiste fängt die Kante zum Boden ab.
Ich meine so ein paar streben lassen sich ja dynamisch einbauen...
 

Beppone

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Moin.

Du kannst deine Aufgabe einfach zerlegen.

Einerseits interessiert, wie schwer dein gefülltes Becken insgesamt wird.
Mit der errechneten Masse (LxBxH überschlagen: 2000 kg) kannst du dir einen Unterbau konstruieren, der stabil genug ist.

Dann interessiert der Wasserdruck, um das Biegemoment auf die Seitenwände zu überschlagen. Beim Wasserdruck interessiert allein die Füllhöhe ("Wassersäule"), nicht die Fläche des Beckens. Bei 60 cm Füllhöhe Wasser hast du am Beckenboden (Lach) einen Druck von knapp 60 N/ Quadratdezimeter (entsprechend 6kg), und zwar in alle Richtungen.

Auf den untersten 10 Zentimetern drückt das Wasser von innen also (auf 360 cm Länge verteilt) mit einer Kraft gegen die Frontscheibe, die einer Masse von 19,8 kg entspricht.

Auf den nächsten 10 cm sind es dann noch 16,2 kg, dann 12,6 kg usw.

Die grössten Kräfte treten also an den Scheiben/Wandkanten zum
Boden hin auf, dort sollte deine Konstruktion am stabilsten sein.

Nach oben hin nehmen die seitlich wirkenden Kräfte durch den Wasserdruck bis auf Null ab. Querverstrebungen kannst du dir beinahe schenken.

LG
 

Basic2004

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Du willst 2 Tonnen auf knapp 3qm aufstellen, das sind knapp 700kg pro qm. Ich hätte mehr Sorgen das die Statik der Gebäudedecke schlapp macht.
 

veter

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Hallo liebe Mechaniker,

und Warnung zugleich: Es folgt hier eine etwas längere Abhandlung.

All das, was zwischen Beginn und Ende Nebensächlichkeit steht, kann man getrost überlesen (denn das dient nur zur Begründung der unten genannten Ergebnisse).

Soweit ich das verstanden habe, geht es dem Thread-Steller wohl um exaktere Angaben zur Auslegung seiner Konstruktion, und insbesondere möchte er wohl wissen, welche Kräfte in der Verbindung der senkrechten Wand mit der Grundplatte auftreten, und ob oben, also in einer Höhe von 0,60m von der Grundplatte aus gemessen weitere Querstreben außer den beiden Seitenwänden erforderlich sind.

Zuerst einmal: Auf den beiden senkrechten Wänden (wohl aus Kostengründen: vorn Glasscheibe, hinten Holz, z.B. Multiplexplatte mit noch zu ermittelnder Dicke, lasten jeweils eine Gesamtkraft von knapp 6,4 kN, dazu zugrunde gelegte Aquarium-Abmessungen: Länge 360cm mal Breite 80cm mal Höhe 60cm, (hier Längendimension "cm" angenommen, auch wenn der Thread-Steller diesbezüglich keine klare Aussage trifft).

(Beginn Nebensächlichkeit, jedoch mit vielleicht interessanten Details: Ja, mbach und besonders beppone sind da schon sehr nahe dran: Man betrachte ein differentielles Flächenelement dA = l * dz mit l = 3,60m, dz mit der Dimension m sowie den Druck p(z) = rho * g * z, mit rho = 1000 kg/m3 (Wasser) und g = 9,81m/s2 (ca.10m/s2, s2 bedeutet s hoch 2), z aus [0, h]. Für die am Flächenelement wirkende differentielle Kraft dF gilt dF = rho * g * z * l * dz. Dies lässt sich mit z in den Grenzen von 0 bis h gleich 0,6 m integrieren, Ergebnis: F = rho * g * l * h * h / 2, speziell also F = 1000 kg/m3 * 9,81m/s2 * 3,6m *0,6m * 0,6m / 2 = 6356,88 kgm/s2 = 6356,88 N, ca. 6,4 kN.

Die Gesamtlast von 6,4 kN greift von oben gemessen bei 2/3 * h an, (das ist eine grundlegende Erkenntnis der Hydrostatik, vgl. z.B.das Skript meines Kollegen Koch von der Uni Kassel, insbesondere Kapitel 2.4.2, (um Missverständnissen vorzubeugen: Ich bin kein Hydromechaniker, sondern Woodworker und Mathematiker)). Die Kraft, die unten in der Verbindung von senkrechter Wand und waagerechter Bodenplatte wirkt, folgt aus dem Momentengleichgewicht zu 2 / 3 * 6,4 kN = 4,3 kN.

Die Konstruktion muss nun so ausgestaltet werden, dass die Verbindung zwischen senkrechter Wand und waagerechter Grundplatte 4,3 kN (das sind vorstellbar ca. 430 kg, also etwa drei Personen mit BMI 47) sicher überträgt. Nimmt man an, dass die Verbindung dieser beiden Teile mittels D4-Kleber/Leim stoffschlüssig erfolgt, also keine zusätzlichen formschlüssigen Elemente, z.B. Domino-/Lamellodübel usw., verwendet werden, dann ist bei einer angenommenen zulässigen Schubspannung von 1 N/mm2 (Daumenwert: ca. 1/10 der zulässigen Biegespannung) ein Plattenquerschnitt von 4,3 * 1000 N / (1 N / mm2) = 4300 mm2 erforderlich. Bei einer Länge von 360 cm = 3600 mm muss die Dicke der senkrechten Wand in der ortogonalen Klebefuge mindestens 4300 mm2 / 3600 mm = 1,2 mm betragen.


Nun, braucht's da oben tatsächlich weitere Querstreben, d.h. Verbindungen zwischen vorderer (Glasscheibe) und hinterer Wand (z.B. Multiplexplatte), abgesehen von den beiden schon vorhandenen Seitenwänden, was ja von beppone bereits bezweifelt wurde?

Das ist leider nicht so einfach zu beantworten, denn 1) greift oben, in 0,6 m Höhe vom Boden aus gemessen, strenggenommen nur eine Kraft von 0 N an, 2) aber einige mm darunter sind es > 0 N, wie mbach und beppone klar darlegten, und 3) leiten die beiden Seitenwände bereits bestimmte Lastanteile ab. Um hier zu realistischen Aussagen zu kommen, müsste man das Ausbeulen der dreiseitig eingespannten senkrechten Wand (Scheibe) mittels FEM (Finite Elementmethoden, u.a. mein Metier) untersuchen.

Um ohne diesen Aufwand (sonst wäre das wohl das erste Aquarium, das mittels FEM ausgeknauscht worden ist) trotzdem mit einfachen Ansätzen zu einem einigermassen brauchbaren Ergebnis zu kommen, kann man von folgendem Modell ausgehen (man liegt dann auf der sicheren Seite, überschätzt aber den Materialbedarf im Allgemeinen nicht unerheblich): 1) Unten sei die senkrechte Wand starr mit der Bodenplatte verbunden.2) Rechts und links sei die senkrechte Wand NICHT mit den Seitenwänden verbunden. Diese Annahme ist notwendig, um eine statisch bestimmte Lösung zu erhalten, was zu einem sehr einfachen rechnerischen Ansatz führt. Nachteilig ist jedoch, dass dann die berechneten Materialstärken überschätzt werden, d.h. in der Realität könnten tatsächlich kleinere als die so vereinfacht berechneten Stärken verwendet werden. 3) Die in Höhe von 2 / 3 der Gesamthöhe angreifende resultierende Kraft von 6,4 kN ruft an der starren Einspannstelle ein Biegemoment von 1/3 * 0,6 m * 6,4 kN = 1,28 kNm = 128 kNcm hervor, was eindeutig ist, wenn man die beidseitigen Einspannungen entsprechend 2) unberücksichtigt lässt.

Unter diesen Voraussetzungen kann das Modell des einseitig eingespannten Trägers unter Einzellast zugrunde gelegt werden, um die Mindestwandstärke der senkrechten Wand abzuschätzen. Bei einer zulässigen Biegespannung des Materials der senkrechten Wand, z.B. Fichte-Leimholz, Birke Multiplex, von 1000 N/cm2 ist das erforderliche Widerstandsmoment gleich 128 * 1000 Ncm / (1000 N/cm2) = 128 cm3. Bei einer Breite von 360 cm folgt dann die Dicke der senkrechten Wand zu h = (6 * 128 cm3 / 360 cm) hoch 1/2 = 1,46 cm.

Ende der Nebensächlichkeit.


Ergebnisse:

1) Für die Verbindung der Grundplatte, 3,6m x 0,80m, mit der senkrechten Wand, 3,6m x 0,60m, reicht eine D4-Verleimung mit einer Wandstärke von theoretisch 1,2 mm aus, was jedoch Punkt 2) widersprechen würde.

2) Führt man die senkrechte Wand, 3,6m x 0,60m, mit einer Wandstärke größer oder gleich 1,46 cm aus, braucht man oben keine Querverstrebungen außer den beiden Seitenwänden einzubauen. Tatsächlich könnte man eine dünnere Wandstärke verwenden, wenn man die wie Querverstrebungen wirkenden beiden Seitenwänden, 0,6m x 0,8m, in den Berechnungen berücksichten würde.

3) Um etwaige übersehene Imponderabilien abzusichern und aus fertigungstechnischen Gründen, z.B. wegen Lamello-/Dübelverbindung, würde ich die senkrechte Wand als Multiplexplatte der Stärke 2,1 cm ausführen.

Hinsichtlich der Bodenplatte gleicher Materialstärke müsste sichergestellt werden, dass die nicht unerhebliche Gewichtskraft von 10 kN/m3 * 0,6m gleich 6 kN/m2 (nur zur Vorstellung ca. 600 kg/m2 und Hinweis: Wenn man die Wichte (nicht DIN-gemäss auch "spezifisches Gewicht" genannt), hier 10 kN/m3, mit der Schütthöhe, hier 0,6m, multipliziert, ergibt sich automatisch das Flächengewicht, hier also 6 kN/m2 (600 kg/m2. 700 kg/m2 liegt knapp, aber deutlich daneben und ist wie die vorgenannte 600 kg/m2 auch keine bezogene Krafteinheit)) sicher und gleichverteilt ins Fundament abgeleitet werden.

-- veter
 

Haehnchen

ww-pappel
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Hallo Veter,

Vielleicht kannst du mir mit deinem Know How auch etwas helfen. Plane gerade ein Holzaquarium mit den Maßen 300 lang x 130 tief x 80 hoch (cm).
Ich will Siebdruckplatten verwenden ( Birke) und bin mir natürlich auch wegen der Stärke der Platte absolut unsicher. Wäre nett, wenn du das für mich berechnen könntest. Ich steig bei deinen Formeln nicht ganz durch. :confused:
Sieht aber gut aus...:emoji_slight_smile:

Vielen Dank vorab

Gruß
Arne
 
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