דלג לתוכן הראשי
מדריך עודכן השבוע

בטיחות בבנייה: נוסחאות לבחינה - חפירה, סולם, מענב ועגורן

כל שאלות החישוב בבחינה נפתרות עם משולש ישר זווית ויחס שיפוע, ועוד נוסחה אחת למענב ואחת לעגורן. כאן הנוסחאות, הסדר ודוגמה פתורה לכל אחת.

10 דק' קריאה מדריכים
בטיחות בבנייה: נוסחאות וחישובים לבחינה

בקצרה: כל שאלות החישוב בבחינת מה"ט בבטיחות בבנייה נפתרות עם משולש ישר זווית ויחס שיפוע, ועוד נוסחה אחת למענב ואחת לעגורן. כאן הנוסחאות, הסדר שבו משתמשים בהן ודוגמה פתורה לכל אחת. במסך יש גם מחשבון קטן לכל נוסחה, ובהדפסה מתקבל דף A4 להעתקה לדפי העזר.

שיפוע חפירה והיטל המדרון

יחס שיפוע נכתב אנכי : אופקי. "1 אנכי ל-1.5 אופקי" פירושו שעל כל מטר עומק המדרון מתרחק 1.5 מטר. ההיטל האופקי D של דופן בעומק H:

D = H × (אופקי / אנכי)
L = √(H² + D²) (אורך הדופן המשופעת)
α = tan⁻¹(H / D) (זווית המדרון מהאופק)
דוגמה: חפירה בעומק 7 מ' בשיפוע 1:1.5. D = 7 × 1.5 = 10.5 מ'. L = √(7² + 10.5²) = √159.25 = 12.62 מ'. α = tan⁻¹(7 / 10.5) = 33.7°.
-

מדרכת מעבר על המדרון

המדרכה מונחת על הדופן, ולכן אורכה הוא L (היתר). שיפוע מרבי למדרכה 1 אנכי : 1.5 אופקי. אם השיפוע תלול מ-1 אנכי : 4 אופקי, מתקינים שלבי דריכה כל 30-35 ס"מ:

N = L / 0.30 (מספר שלבים, מעגלים כלפי מטה)
גידור חובה כשגובה הנפילה מהמדרכה גדול מ-2 מ'
דוגמה: L = 12.62 מ'. N = 12.62 / 0.30 = 42.07, כלומר 42 שלבים. H = 7 מ' > 2 מ', ולכן אזן יד ואזן תיכון.

רוחב חפירה במפלס הקרקע

רוחב התחתית b נקבע לפי מה שמונח בה (צינורות ומרווח עבודה), ולכל צד מוסיפים את ההיטל D:

b = n × d_pipe + 2 × מרווח עבודה
B_top = b + 2 × D = b + 2 × H × (אופקי / אנכי)
דוגמה: 3 צינורות של 10 צול (10 × 2.54 = 25.4 ס"מ), מרווח 0.5 מ' מכל צד, עומק 4 מ' בשיפוע 1:1.5. b = 3 × 0.254 + 1.0 = 1.76 מ'. D = 4 × 1.5 = 6 מ'. B_top = 1.76 + 12 = 13.76 מ'.
-

הצבת סולם נסמך

שני כללים קובעים את שיפוע הסולם, ושניהם בתוקף. סולם נסמך מוצב בשיפוע שבין 1 אופקי : 4 אנכי ל-1 אופקי : 2 אנכי, כלומר בזווית של 65° עד 76° מהאופק (תקנה 25(ו) לתקנות עבודה בגובה). סולם נייד, למעט סולם דו-זרועי, מוצב בשיפוע 1 אופקי : 4 אנכי, כ-76° (תקנה 74 לתקנות עבודות בנייה). השיפוע 1:4 הוא התלול ביותר ונותן את המרחק המינימלי של הבסיס מהקיר. השיפוע 1:2 הוא המתון ביותר ונותן את המרחק המקסימלי. סולם שאורכו מעל 2 מ' חייב לבלוט מטר אחד מעל הנקודה הגבוהה שאליה מגיעים, אלא אם יש שם אחיזת יד (תקנה 73).

H_top = H_platform + 1 (כשאין מאחז יד)
D = H_top / 4 · L = √(H_top² + D²) ≈ 1.031 × H_top
סולם נסמך: H_top / 4 ≤ D ≤ H_top / 2
לסולם נתון L בזווית α: H = L × sin α · D = L × cos α
דוגמה: גג בגובה 5 מ' ללא מאחז. H_top = 6 מ'. D = 6 / 4 = 1.5 מ' מהקיר. L = √(36 + 2.25) = 6.18 מ'. סולם של 6 מ' אינו מספיק. בסולם נסמך מותר להרחיק את הבסיס עד 6 / 2 = 3 מ' מהקיר.
דוגמה: סולם 5.5 מ' בזווית 76°: מגיע לגובה 5.5 × sin 76° = 5.34 מ'. עם דרישת המטר: עולים עד 4.34 מ' בלבד.
-

שיטת הקיצורים: משולש ישר זווית

sin α = מול / יתר (סי"מ)
cos α = ליד / יתר (קלי"ם)
tan α = מול / ליד (טמ"ל)
C² = A² + B² (פיתגורס)
מחפשיםנתון יתר Cנתון הניצב השני
מול AA = C × sin αA = B × tan α
ליד BB = C × cos αB = A / tan α
יתר C-C = A / sin α = B / cos α = √(A² + B²)
זווית αα = tan⁻¹(A / B) = sin⁻¹(A / C) = cos⁻¹(B / C) (במחשבון: Shift + tan)

בשאלות חפירה: מול = עומק H, ליד = היטל D, יתר = אורך הדופן L. בסולם: יתר = אורך הסולם, מול = גובה ההשענה, ליד = מרחק הבסיס מהקיר. תרגול: שיטת הקיצורים.

כוח בענף של מענב

במענב דו-ענפי עם ענפים שווים, הכוח בכל ענף גדל ככל שהזווית בין הענפים גדלה. P = משקל המטען, α = הזווית בין הענפים:

F = P / (2 × cos(α / 2))
או לפי גאומטריה: F = P × L / (2 × h) (L אורך ענף, h גובה אנכי מנקודת ההרמה לאונקל)
זווית בין הענפיםמקדםכוח בכל ענף, מטען 2 טון
0° (ענפים אנכיים)0.501.00 טון
60°0.581.15 טון
90°0.711.41 טון
120°1.002.00 טון (כל ענף נושא את כל המטען)
דוגמה: קורה של 12 טון, אוזני הרמה במרחק 6 מ' זו מזו, ענפים של 6 מ'. חצי המרחק 3 מ', h = √(6² - 3²) = 5.2 מ'. F = 12 × 6 / (2 × 5.2) = 6.93 טון בכל ענף. הזווית: 2 × sin⁻¹(3 / 6) = 60°. בוחרים שרשרת שעומס העבודה הבטוח שלה גדול מ-6.93 טון.
-

משקל רכיב טרומי

V = אורך × רוחב × גובה (מ"ק) · W = V × γ

משקל סגולי לבטון מזוין בחישובי בחינה: 2.5 טון למ"ק. אם נתון אחר בשאלה, משתמשים בנתון.

דוגמה: קורה 12 × 1 × 1.5 מ'. V = 18 מ"ק. W = 18 × 2.5 = 45 טון.
-

עגורן נייד: רדיוס, זרוע ומומנט

הרדיוס R נמדד אופקית מציר הסיבוב של העגורן עד נקודת ההנפה (האונקל). ככל ש-R גדל, העומס המותר קטן. בודקים את העומס המותר בטבלת העומסים של העגורן לרדיוס ולאורך הזרוע בפועל.

R = מרחק אופקי מציר העגורן לנקודת ההנפה
M = W × R (מומנט העמסה, טון·מטר)
L_זרוע = √(R² + Δh²) (Δh = הפרש גובה בין ציר הזרוע לנקודת ההנפה)
דוגמה: מבנה ברוחב 12 מ' ובגובה 18 מ'. ציר העגורן 7 מ' מהקיר ובגובה 1.2 מ'. הנפה למרכז הגג: R = 7 + 6 = 13 מ'. Δh = 18 - 1.2 = 16.8 מ'. אורך זרוע מינימלי = √(13² + 16.8²) = 21.2 מ', ובפועל יותר כדי לשמור מרחק של 0.5 מ' מהקיר ולהנמיך את האונקל. מזגן של 3 טון: M = 3 × 13 = 39 טון·מטר.
-

יחידות והמרות

1 צול (אינץ')
2.54 ס"מ
1 טון
1,000 ק"ג, כ-10 kN (9.81)
1 kN
כ-102 ק"ג
שיפוע 1:1.5 (אנכי:אופקי)
33.7° · 66.7%
שיפוע 1:2
26.6° · 50%
שיפוע 1:4 (מדרכה)
14.0° · 25%
סולם 1 אופקי : 4 אנכי
75.96°, כ-76°
סולם 1 אופקי : 2 אנכי
63.4° (בתקנה מעוגל ל-65°)
sin 30° · cos 30° · tan 30°
0.5 · 0.866 · 0.577
sin 45° = cos 45° · tan 45°
0.707 · 1
sin 60° · cos 60° · tan 60°
0.866 · 0.5 · 1.732

מוודאים שהמחשבון במצב מעלות (DEG) ולא רדיאנים.

איך מתרגלים את הנוסחאות

  1. פותרים כל סוג חישוב פעם אחת על דף, לפי הסדר כאן: שיפוע והיטל, מדרכה, רוחב חפירה, סולם, מענב, משקל, עגורן.
  2. אחר כך פותרים את תרגילי החישוב באזור התרגול, שבהם מכניסים תשובה ומקבלים פתרון מלא שלב אחרי שלב: חפירה ומדרכת מעבר, הצבת סולם, מענב דו-ענפי ועגורן נייד. את הבחינה עצמה מדמים במבחן התרגול.
  3. מעתיקים לדפי העזר את הנוסחאות שלא זוכרים ואת טבלת המקדמים של המענב. את המספרים מהתקנות מעתיקים מדף המספרים לבחינה.

שאלות נפוצות

איך מחשבים את הכוח בכל ענף של מענב דו-ענפי?

F = P חלקי 2 כפול קוסינוס של חצי הזווית בין הענפים. בזווית 60° המקדם 0.58, ב-90° המקדם 0.71, וב-120° כל ענף נושא את כל המטען. כשנתונים אורך הענף L והגובה האנכי h: F = P כפול L חלקי 2h.

איך מחשבים את מרחק בסיס הסולם מהקיר?

סולם נייד מוצב בשיפוע 1 אופקי ל-4 אנכי, כלומר מרחק הבסיס מהקיר הוא רבע מגובה נקודת ההשענה. סולם נסמך מותר להציב בין 1:4 ל-1:2 (65° עד 76° מהאופק), כך שהמרחק המקסימלי הוא חצי מהגובה. כשאין מאחז יד, נקודת ההשענה גבוהה במטר מהמשטח שאליו עולים, ואורך הסולם הוא השורש של סכום ריבועי הגובה והמרחק.

איך מחשבים את היטל המדרון בחפירה?

מכפילים את עומק החפירה ביחס האופקי של השיפוע. בשיפוע 1 אנכי ל-1.5 אופקי ועומק 7 מטר ההיטל הוא 10.5 מטר, ואורך הדופן המשופעת הוא השורש של 7 בריבוע ועוד 10.5 בריבוע, כלומר 12.62 מטר.

מה זה שיטת הקיצורים?

דרך לזכור את שלוש הפונקציות של משולש ישר זווית: סינוס הוא מול חלקי יתר, קוסינוס הוא ליד חלקי יתר, וטנגנס הוא מול חלקי ליד. מכל זוג נתונים אפשר למצוא את הצלע השלישית או את הזווית, וכך נפתרות שאלות החפירה, הסולמות והמענבים.

תגובות הקהילה

רוצה להצטרף לדיון ולראות את כל התגובות?

התחבר עם חשבון Google כדי להצטרף לקהילת הסטודנטים, להוסיף תגובה משלך ולקבל התראות כשמשיבים לך.

התחבר לפורטל
טוען תגובות…