TRAGSYSTEME KONSTRUIEREN MATERIAL Prof. Dr.-Ing. Michael Maas

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1 Klausur TKM 1 WS Bearbeitet von Name Matr.-Nr. WICHTIGE HINWEISE Die Bearbeitungszeit beträgt 120 Minuten. Nach Beendigung der Klausur sind alle Aufgabenseiten und Arbeitsblätter abzugeben. Jedes Arbeitsblatt ist mit Namen und Matrikel- Nummer zu versehen und leserlich zu beschriften. Nicht lesbare Einträge werden nicht korrigiert. Nicht mit grün schreiben! Erlaubte Hilfsmittel: Kraus / Führer / Jürges: Tabellen zur Tragwerklehre 10. überarbeitete Auflage. ohne ergänzende Einträge Taschenrechner Viel Erfolg. Klausur TKM1 WS Seite 1

2 1. Grundlagen der Tragwerksplanung: 1.1. Ordnen Sie die nachfolgend gezeigten Bauteile ihren Funktionen im Tragwerk zu. Kreuzen Sie die jeweiligen Felder an. Überspannen Stützen Aussteifen Gründen 1.2. Welche Kräfte beschreiben das äußere Gleichgewicht eines Tragsystems? 1.3. In den statischen Systemen werden Lager mit verschiedenen Symbolen dargestellt. Ergänzen Sie die nachfolgende Systemskizze: Stellen Sie dazu am rechten Rand das Symbol für ein gelenkiges, horizontal verschiebliches und vertikal unverschiebliches Lager dar. Beurteilen Sie die Unterschiede zwischen dem ursprünglichen und dem ergänzten System Erklären Sie, warum in der Tragwerkplanung zwischen ständigen und veränderlichen Lasten unterschieden wird. Nennen Sie jeweils zwei verschiedene Typen von ständigen und veränderlichen Lasten. Klausur TKM1 WS Seite 2

3 2. Grundlagen der Baustoffkunde 2.1. Kennzeichnen Sie die Bereiche für Kern- und Splintholz. mm), Planziegel (Lagerfugen < Beschreiben Sie den Herstellungsprozess von Mauerziegeln in Stichpunkten. Klausur TKM1 WS Seite 3

4 3. Lastzusammenstellung 3.1. Für den Bau einer neuen Grünbrücke (Wildwechsel) über eine Bundesfernstraße sollen die geplanten Aufbaulasten und Nutzlasten zusammengestellt werden. Aufbau (von unten nach oben) 40,0 cm Stahlbeton 0,05 cm Dampfsperre (Eigengewicht vernachlässigbar) 1,5 cm Abklebung 0,10 kn/m² je cm Dicke 2,0 cm Geotextil als Wurzelschutzmatte (Eigengewicht 1,5 kg/m²) 20,0 cm Wasserspeichermatte (Eigengewicht 1,5 kg/m²) Hinweis: die maximale Wassermenge beträgt 80% des Mattenvolumens, das Wasser ist gesondert zu beachten. 1,0 cm Kokosfaserplatte als verrottende Trennlage 50,0 cm Erdreich (γ = 18 kn/m³) Treffen Sie anhand des Tabellenbuches sinnvolle Annahmen für den Bewuchs. Begründen Sie kurz ihre Annahme! Hinweis: Weder Schnee noch Windlasten werden für die Bemessung maßgebend, sie dürfen somit in der Lastzusammenstellung entfallen. Klausur TKM1 WS Seite 4

5 3.2. Der dargestellte Kran soll ein Fertigelement mit einem Gewicht von 12,5 kn bei einer Ausladung von 20 m heben. Ist dies zulässig oder wird das zulässige Biegemoment überschritten? Max.Ausladung Zul. Tragfähigkeit bei max. Ausladung nach Angabe des Herstellers 28,0 m 800 kg Klausur TKM1 WS Seite 5

6 4. Lastfluss Nachfolgend sehen Sie eine Tragwerksdarstellung für das Haus des Waldes in Stuttgart. Erläutern Sie qualitativ den Lastabtrag der dargestellten horizontalen Einzellast. Vergeben Sie Positionsnummern und benennen Sie die Tragglieder. Überlegen Sie, ob die Darstellung im Sinne der vier Grundfunktionen eines Tragwerkes vollständig ist. Ergänzen Sie ggf. die fehlende Komponente skizzenhaft. Klausur TKM1 WS Seite 6

7 5. Auflagerkräfte 5.1. Ermitteln Sie die Auflagerreaktionen am dargestellten System. Q = 20 kn H = 15 kn 3,50 3, Ermitteln Sie die Auflagerreaktionen am dargestellten System 150 kn Klausur TKM1 WS Seite 7

8 6. Schnittgrößenermittlung 6.1. Ermitteln Sie die Auflagerkräfte am unten dargestellten System mit Hilfe der Gleichgewichtsbedingungen. Stellen Sie die Schnittgrößen N, Q und M graphisch dar. 8,0 kn/m 5,00 m 6.2. Ermitteln Sie die Auflagerkräfte am unten dargestellten System mit Hilfe der Gleichgewichtsbedingungen. Stellen Sie die Schnittgrößen N, Q und M graphisch dar. 8,0 kn/m 5,00 m 1,00 m 6.3. Vergleichen Sie die Ergebnisse aus 5.1 und 5.2. Welches System erfordert bei gleichem Material Ihrer Meinung nach einen steiferen Querschnitt? Begründen Sie Ihre Einschätzung anhand der Biegebeanspruchung. Klausur TKM1 WS Seite 8

9 7. Bonusaufgabe Der Bahnhof in Arnsberg wird derzeit zu einem Bürgerzentrum umgebaut. Im Rahmen des Umbaus wird die gezeigte Bahnsteigüberdachung abgebaut. Skizzieren Sie eine neue Überdachung für die Bahnsteige, die berücksichtigt, dass das dritte Gleis als Durchfahrtsgleis für Güterzüge genutzt wird. Beachten Sie die Aussteifung in Längs- + Querrichtung! Max. Überdachungsbreite 18,00 m Durchfahrtsgleis Lichtraumprofil 6,00 breit; 5,20m hoch Bereich zwingend freihalten Bahnsteige Breite 6,00 m, Plattformhöhe 0,95 m über Gleis Klausur TKM1 WS Seite 9