Het doel van een lichtmast is om het verlichtingsarmatuur hoog te houden.? Wind en zwaartekracht op armatuur en mastlichaam zijn de belastingen van de mast. De norm staat geen andere belastingen toe. In de praktijk is dat vaak anders.? Vaak worden er, tijdelijk, andere objecten aan de mast gehangen. Denk aan feestverlichting, spandoeken, kabels, enz. Daarnaast zijn er in de realiteit permanente extra belastingen als verkeersborden en reclameborden.
CoCa stelt u in de gelegenheid te onderzoeken wat er met een mast gebeurt als er extra lasten aan de mast gehangen worden, te weten drie soorten belasting (load types): verlichtingsarmaturen (fixtures), horizontale krachten (forces) en verkeers- en reclame borden (signs).
1. Windvangend oppervlak A (Projected surface)
Het armatuur vertegenwoordigt, net als de mast zelf, een oppervlak dat naar de wind toegekeerd is en zodoende een windkracht ondervindt die gerelateerd is aan ondermeer het in de windrichting geprojecteerde oppervlak. Waarden van deze parameter liggen in het algemeen tussen 0.04 en 0.25 m?.
De waarde van deze parameter kunt u bepalen uit tekeningen van de armatuurfabrikant.
2. c-waarde (Drag coëfficient)
Een armatuur kan een aero-dynamische vorm hebben gekregen van de fabrikant. Deze eigenschap kennen we ook van bv. auto’s en vliegtuigen. De c-waarde of sleepcoëfficient, is een factor waarmee het windvangend oppervlak A vermenigvuldigd wordt bij de berekening van de windkracht op het armatuur. C-waarden van armaturen liggen tussen meestal 0.4 en 1.0. De c-waarden worden soms door de armatuurfabrikant in windtunnels vastgesteld en gepubliceerd, maar meestal moet u die zelf schatten. Als de waarde niet bekend is, moet u volgens de norm uitgaan van een sleepco?fficient van 1.0 (NEN EN 40-3-1:2013, par. 5.3.4).
Verkeers- en reclameborden zijn altijd vlak, aero-dynamisch daarom zeer ongunstig en hebben een vaste c-waarde gekregen in CoCa: 1.2. Die hoeft u voor borden nooit in te voeren. De oppervlakte die u voor borden invoert is altijd gewoon de gemeten oppervlakte.
3. ‘Gewicht’ van het armatuur (Mass)
Het armatuur zorgt er voor, behalve dat de mast door de wind een horizontaal gerichte kracht ondervindt, dat een mast met uithouder voorover nijgt, gebogen wordt.
Vaak wordt de massa van een object verward met het ‘gewicht’. De twee termen betekenen in de mechanica echter verschillende dingen, wat we zien bij de berekening van het dynamisch gedrag.
Gewicht is de aantrekkingskracht van de aarde en speelt een rol bij het optillen van objecten. Massa is een maat voor de moeite die het kost om een object in beweging te zetten, evenwijdig aan het aardoppervlak. Bij die beweging speelt het gewicht (de aantrekking door de aarde) geen enkele rol, maar de massa des te meer. De massa is een intrinsieke eigenschap van een object die overal in het universum hetzelfde is. De verwarring ontstaat, doordat beide grootheden in het dagelijks leven (op aarde) nagenoeg dezelfde getalswaarde hebben.
Om precies te zijn: krachten (ook de zwaartekracht) worden uitgedrukt in newton (N), massa wordt uitgedrukt in kilogram (kg). Een object met een massa van 15 kg wordt door de aarde aangetrokken met een kracht van ca. 10 x 15 = 100 newton.
Bij de licht mast berekening zien we dit verschil terug in de berekening van het dynamische gedrag.
4. z-afstand (z distance)
Het armatuur bevindt zich in het algemeen niet recht boven het vertikale mastdeel. Daarom veroorzaakt het armatuur niet alleen een vertikale drukkracht, maar ook een buigend moment. De arm van dit moment is de z-afstand.
In de berekening valt de ligging van het geometrisch zwaartepunt van het windvangend oppervlak samen met het gravitatie-zwaartepunt van het armatuur. Als de ligging van deze zwaartepunten niet door de fabrikant worden gegeven, moet voor de z-afstand 0.4 van de lengte van het armatuur worden genomen.
5. Kracht (Force)
Op een mast mag dus ook, buiten de EN 40 om, ook een dwars gerichte kracht werken. Krachten worden uitgedrukt in newton (N)
6. Hoogte (Height)
De kracht grijpt aan op een bepaalde hoogte boven het maaiveld. Hoe hoger hij aangrijpt, hoe ongunstiger het is voor de mast. Deze hoogte geldt voor zowel reclame/verkeersborden als voor de dwarskracht. Deze hoogte is alleen voor borden en krachten geldig. Armaturen worden door het programma altijd op het uiteinde van mast en uithouder gemonteerd.
7. Richting (Direction)
Voor Verkeers- en reclameborden en krachetn moet aangegeven worden, in welke richting zij werken. Deze richting is een hoek in het horizontale (X-Y-) vlak, vanaf boven gezien tegen de klok in gemeten vanaf de positieve Y-as (“drie uur”). Ook de uithouders hebben een richtingsparameter. Hiernaast is het assenstelsel, waarnaar ook in de uitvoer verwezen wordt, getekend. CoCa laat in het scherm de ori?ntatie van het globale assenstelsel zien.