KLAUSUR STAHLBAU GRUNDLAGEN

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1 Fachgebiet Stahl- und Verbundbau Prof. Dr.-Ing. Uwe E. Dorka KLAUSUR STAHLBAU GRUNDLAGEN 16. März Theorieteil - Bearbeitungsdauer: 90 Minuten Name: Vorname: Matr.-Nr.: Versuch Nummer: Aufgabe Σ Punkte Erreichte Punkte Alle Nachweise wenn nicht anders angegeben nach DIN EN

2 Theorieteil Punkte a) Zeichnen Sie die Knickformen und geben Sie die zugehörigen Knicklängen zur Berechnung der Knicklast für die zwei gezeigten Systeme an. (4P) b) Nennen Sie zwei Möglichkeiten für Nachweisverfahren eines druckbelasteten Tragwerks nach EC und geben Sie die zugehörige Knicklänge an bzw. beschreiben Sie wie man diese ermittelt? (4P).

3 Theorieteil Punkte Skizzieren Sie qualitativ den Spannungsverlauf eines - Profils im plastischen Grenzzustand (4P) a) unter reiner Biegung und b) bei Biegung und Wirkung einer Zugkraft c) bei Biegung und Wirkung einer Druckkraft und d) bei Biegung und Wirkung einer Querkraft (V Ed 0,5V Rd ) Punkte Worin besteht der grundsätzliche Unterschied zwischen einer Schnittgrößenermittlung nach Theorie I. Ordnung und nach Theorie II. Ordnung? (1P) Sie wollen für einen Druckstab (Eulerfall 2) die ideelle Knicklast exakt verdoppeln. Führt eine Verdopplung der Steifigkeit oder eine Halbierung der Knicklänge zum Ziel? (1P)

4 Theorieteil -3- Nennen Sie zwei wesentliche Unterschiede und eine Gemeinsamkeit von S 235 und S 355 im Hinblick auf deren mechanische Eigenschaften. (3P) 4. 3 Punkte Gegeben ist der unten schematisch dargestellte Ausschnitt des Stirnplattenstoßes eines Fachwerkuntergurtes (Symbolisiert durch Zugkraft N), welcher in einem Hallentragwerk mehrmals zum Einsatz gekommen ist. Laut Tragwerksplanung sollen die Schrauben mit einer Kraft von F v = 290 kn planmäßig vorgespannt werden. Während der Montage der Halle sind die Schrauben nur handfest angezogen worden. Das eigentliche Vorspannen der Schrauben erfolgte aus ungeklärten Gründen nicht. Wie beurteilen Sie die nichtvorgespannte Verbindung im Vergleich zur vorgespannten Verbindung im Hinblick auf Tragfähigkeit und Steifigkeit? (3P)

5 Theorieteil Punkte Das unten links dargestellte statische System A soll als Abfangkonstruktion eine Last N abtragen. a. Skizzieren sie in der Skizze des Systems A die Knickfigur für die eingetragen Last N (1P). b. Tragen Sie in Ihre Skizze die Knicklänge ein und schätzen Sie den Knicklängenbeiwert ab (1P). Im Rahmen eines Tragsicherheitsnachweises stellt sich heraus, dass die Stützen des Systems A einen zu großen Schlankheitsgrad aufweisen. Ein Ertüchtigungskonzept schlägt das unten rechts dargestellte System B vor, bei dem der Firstknoten gelenkig und die Fußpunkte biegesteif ausgeführt werden sollen. c. Skizzieren sie in der Skizze des Systems B die Knickfigur für die eingetragen Last N (1P). d. Tragen Sie in Ihre Skizze die Knicklänge ein und schätzen Sie den Knicklängenbeiwert ab (1P). e. Weist das System B im vergleich zu System A einen geringeren Schlankheitsgrad auf? (1P) System A System B

6 Theorieteil Punkte Dargestellt ist das Kraft-Verlängerungs-Diagramm einer Zugprobe mit einer Länge L 0 = 70 mm und einem Durchmesser d = 5 mm im unbelastetem Zustand. Ermitteln Sie die Zugfestigkeit, Streckgrenze, E-Modul und Bruchdehnung.

7 Theorieteil Punkte Dargestellt ist ein Ausschnitt eines Hallenrahmens mit geschraubter Rahmenecke. a) Zeichnen Sie in die Darstellung eine Voute und eine Schubknagge ein (1P). b) Wozu dient eine Schubknagge bzw. warum wird diese eingebaut (2P)? c) Wozu dient eine Voute und wie wirkt sich der Einbau auf die Beanspruchung der Rahmenecke aus (2P)?

8 Theorieteil -7- d) Aufgrund der Schraubenanordnung in der Abbildung kann die Rahmenecke bevorzugt eine Momentenbeanspruchung aufnehmen. Welche Variante ist dies? Begründen Sie ihre Antwort kurz (3P). Variante 1: M= +200kNm Variante 2: M= -200kNm 8. 7 Punkte Was wird bei einem Korrosionsschutz unter Duplex-System verstanden? (1P) Erklären Sie kurz die Wirkungsweise eines Duplex-Systems (3P) Unter welchen Umgebungsbedingungen darf ein Korrosionsschutz entfallen? (1P) Darf beim Feuerverzinken ein Bauteil nach dem Eintauchen in die Zinkwanne gleich wieder heraus gehoben werden? Begründen Sie Ihre Antwort. (1P)

9 Theorieteil -8- Worauf ist bei der Entnahme eines Bauteils aus der Zinkwanne zu achten? (1P) 9. 4 Punkte Erklären Sie den Unterschied zwischen einer Kehlnaht und einer Stumpfnaht anhand einer Skizze. (2P). Welche Nachweise werden bei vollständig durchgeschweißten Querschnitten notwendig? Begründen Sie Ihre Antwort. (2P)