Wettbewerb

 Auflösung

Wir bedanken uns bei den insgesamt 156 Teilnehmer*innen fürs Mitmachen an unserem Wettbewerb. Wir freuen uns, «Ingenieure ohne Grenzen Schweiz» mit einer Spende von 15’000 Fr. zu unterstützen und laden Sie in 50 Jahren gerne zum nächsten Wettbewerb ein.  

Wie gross ist die Traglast dieser Spaghetti-Marshmallow-Anker Wand?

Maximale Traglast:
19 kg

Horizontalverschiebung Wandkopf bei 50% der
max.Traglast:
8 mm  


Gewinner*innen

Geschätzte TraglastGeschätzte Verschiebung
Kategorie < 16 Jahre:  Johan Esseiva10’384 g
Kategorie > 16 Jahre:Nino Covini  19’001 g
Bauingenieur*innen: Matthias Preisig
Markus Laurent
19’500 g 
19’500 g   
1 mm
15 mm

Wir gratulieren den Gewinner*innen ganz herzlich. Bei den Bauingenieuren gibt es einen Doppelsieg – auch die Zusatzfrage brachte keine Entscheidung!

Bemerkenswert: die beste Schätzung der Traglast stammt nicht von einem Bauingenieur! Manchmal schlägt die Intuition die beste Berechnung…


Schätzungen der Teilnehmer*innen

Über 2/3 der Teilnehmer haben die Traglast der SMA-Wand unterschätzt. Unserem Laboranten ging es ähnlich: während dem 1. Versuch musste noch zusätzliches Salz (Gewicht) beschafft werden… 


Versuchsresultate

Durchführung Originalversuch bei ca. 16 – 20° C und mit einer Belastungsgeschwindigkeit von ca. 3.5 kg/10min.

Offenbar haben Temperatur, Belastungsgeschwindigkeit und Rauheit der Seitenwände einen massgebenden Einfluss auf die Traglast. In einem unabhängigen Parallelversuch eines Teilnehmers bei ca. 0° C und mit deutlich höherer  Belastungsgeschwindigkeit wurde eine Traglast von 98 kg erreicht! 

Parallelversuch

Nachrechnung

Nachrechnung

Nachrechnung für beobachtete Bruchfläche im Versuch
(Neigung ca. 45°):

Kräfte am Bruchkörper:  
Auflast (Salz):  19.0 kg
Brett:   0.6 kg 
Eigengewicht (Ton-Granulat):  2.9 kg
→  Vertikallast total: 22.5 kg

Mobilisierter Reibungswinkel in Bruchfläche: 41°

→  aus Kräftegleichgewicht (Kräftepolygon): Totale Ankerkraft  = 1.7 kg

→  Mittlere Ankerkraft = 0.14 kg/Anker
(plausibel, mittlerer Ausziehwiderstand Ankerkopf ~ 0.13 kg/Anker + etwas Reibung am Spaghetti)

Vergleichsrechnung für Bruchflächen 1 und 2:

Bruchfläche 1 wird rechnerisch nicht massgebendund führt offensichtlich nicht zum Versagen. Ein möglicher Bruchkörper auf Bruchfläche 2 wird durch die Einspannung des untersten Wandelements in der Bodennut am Fusspunkt gestützt. Ohne diese Stützung wäre Bruchfläche 2 massgebend und würde zum Versagen führen.


Auch moderne Berechnungsmethoden führen nicht automatisch zu treffenden Resultaten. Die Traglasten von 17.7 kg bzw. 23.9 kg, welche Matthias Preisig mit zwei FE-Berechnungen ermittelt hat, hätten für sich allein nicht zum Sieg in der Kategorie Bauingenieure gereicht. Erst das engineering judgment führte zur Schätzung von 19.5 kg und damit zum (geteilten) Sieg.

FE-Berechnung Geomod

Aufbau Spaghetti-Marshmallow-Anker-Wand


Baustoffe

Schüttmaterial

Material: SERAMIS Ton-Granulat
Raumgewicht: 
3.5 – 3.9 kN/m3 (350 – 390 kg/m3)
Reibungswinkel (Schüttversuch): 41° 

Spaghetti-Marshmallow-Anker

Zugglied: Spaghetti De Cecco № 12
Verankerungskörper: Marshmallow Super Barbecue
Mittlerer Ausziehwiderstand Ankerkopf: 0.0013 kN (0.13 kg)
Mittlerer Ausziehwiderstand aus Baugrund: 0.006 kN (0.6 kg)