Hinweise für Schüler

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1 Abitur 2003 Bautechnik Lk Seite 1 Hinweise für Schüler Aufgabenauswahl: Bearbeitungszeit: Hilfsmittel: Hinweis: Alle drei Aufgabenkomplexe sind zu lösen. 300 Minuten (zuzüglich 20 Minuten Einlesezeit) Technisches Tabellenwerk, Taschenrechner, Zeichengeräte Bei der Bewertung ist das in Reinschrift Geschriebene maßgebend. Die Ergebnisse sind mit einem sinnvollen Antwortsatz zu versehen. Der Lösungsweg für die Aufgaben muss erkennbar sein; wesentliche Zwischenresultate sind aufzuschreiben. Die Maßeinheiten sind mit zu führen, oder es ist jeweils eine extra Betrachtung der Maßeinheiten anzustellen. Sonstiges: Überprüfen Sie die Aufgabenstellung auf ihre Vollständigkeit.

2 Abitur 2003 Bautechnik Lk Seite 2 Aufgabe 1: Holzbautechnik 1.1 Kenntnis- und Verständnisaufgaben (5 ½ Pkt.) Erläutern Sie stichpunktartig folgende Begriffe a) Tracheiden (Mehrzweckzellen), b) Frühholz, c) Splintholz, d) Kambium Welche Holzfehler sind nachfolgend zu erkennen? Der Echte Hausschwamm ist der gefährlichste pflanzliche Schädling für eingebautes Holz. Nennen Sie vier Gründe für diese Behauptung Holz kann schwinden, quellen und als Folge seine Form verändern. a) Wie werden diese Eigenschaften des Holzes mit einem übergeordneten Begriff bezeichnet? b) Was ist in diesem Zusammenhang unter Fasersättigungspunkt zu verstehen? 1.2 Für Dächer gibt es eine Vielzahl von Konstruktionen. Zimmermannsmäßige Konstruktionen, wie Pfettendächer, Sparren- und Kehlbalkendächer werden dabei vorrangig im Wohnungsbau als geneigte Dächer eingesetzt. Für weitgespannte, vor allem flach geneigte und flache Dächer, werden in erster Linie Konstruktionen des Ingenieurholzbaus verwendet. Sie sind wirtschaftlicher wegen des geringeren Baustoffbedarfs und damit der kleineren Eigenlast der Dachkonstruktionen Erläutern Sie anhand von Querschnittsskizzen (Prinzipskizzen) einschließlich Beschriftung die Lastübertragung (2 Pkt.) a) beim Pfettendach mit zweifach stehendem Stuhl, b) beim Sparrendach.

3 Abitur 2003 Bautechnik Lk Seite In den zwei nachfolgenden Skizzen ist der Fußpunkt (Traufpunkt) von zwei Sparrendächern mit unterschiedlichen Dachneigungen dargestellt. Deckenbalken und Sparren sollen mittels Stirnversatz verbunden werden. (4 Pkt.) a) Skizzieren Sie diese Holzverbindung ein. b) Kennzeichnen Sie die Vorholzlänge. c) Kann das Vorholz bei beiden Konstruktionen gleich oder muss es unterschiedlich lang sein? Ihre Antwort ist zu begründen Unter welchen statischen Bedingungen muss statt eines einfachen Sparrendaches ein Kehlbalken eingezogen werden? In welcher Höhe ist der Kehlbalken statisch betrachtet am zweckmäßigsten und in welcher Höhe wird er aus praktischen Gründen meistens angebracht? Skizzieren Sie einen fachgerechten Anschluss des Kehlbalkens an den Sparren (mit Beschriftung). (2 ½ Pkt.) Der Bauherr beabsichtigt das Dachgeschoss auszubauen. Er möchte aber nicht, dass die schrägen Wandkonstruktionen bis zum Fußboden herunter reichen. Der Architekt schlägt ihm nachfolgende Lösung vor. Benennen Sie die einzelnen Teile der Zeichnung. (1 Pkt.)

4 Abitur 2003 Bautechnik Lk Seite In Anlage 1/1 ist ein Parallelfachwerkträger dargestellt. Die Größe der Stabkräfte ist zeichnerisch zu ermitteln. Sie können den in der Anlage gezeichneten Fachwerkträger unmittelbar zur Lösung der Aufgabe nutzen. Überprüfen Sie, ob die Stäbe des gesamten Trägers zeichnerisch ermittelt werden müssen oder nicht, begründen Sie das Ergebnis der Überprüfung. (15 Pkt.) Hinweise: - die Stabgrößen sind als Druck- bzw. Zugstäbe tabellarisch zu erfassen, - die drei vorhandenen Nullstäbe sind als solche zu begründen. Anlage 1/1: Fachwerkträger Hinweis: Beginnen Sie beim Zeichnen des Cremonaplanes mit dem Knoten I.

5 Abitur 2003 Bautechnik Lk Seite 5 Aufgabe 2: Betontechnologie und Stahlbeton 2.1 Kenntnis- und Verständnisfragen (6 Pkt.) Mit welchem Beton wird bei ansonsten gleichen Vorraussetzungen eine höhere Druckfestigkeit erzielt: a) Beton mit einem Wasserzementwert von 0,4 b) Beton mit einem Wasserzementwert von 0,6? Begründen Sie kurz Ihre Antwort Welche Aussagen lesen Sie aus folgender Produktbezeichnung heraus: CEM III/B 32,5 - NW/HS? Erläutern Sie anhand der Kornklasse 4/8 die Fachausdrücke Überkorn und Unterkorn Welchem Zweck dienen a) der Ausbreitversuch b) der Siebversuch? Welche Aufgabe kommt dem Gipszusatz bei der Portlandzement-Herstellung zu? 2.2 Für die im nachstehenden Bild ersichtliche Werkhalle sollen Stahlbetonstützen hergestellt werden. Die Bauteile der Halle sind schwachen chemischen Angriffen ausgesetzt. Bautechnische Angaben: Betonfestigkeitsklasse: B35 Zement: Portlandzement CEM I 32,5 Luftporengehalt: 1,5 % Zuschlagrohdichte: 2,85 kg/dm³ Körnungsziffer: 4,90

6 Abitur 2003 Bautechnik Lk Seite 6 Korngruppenanteile : 0/2 mit 30 % 2/8 mit 20 % 8/16 mit 22 % 16/32 mit 28 % Oberflächenfeuchten : 0/2 mit 4,5 % 2/8 mit 4,0 % 8/16 mit 3,0 % 16/32 mit 2,5 % Aufgabenstellungen: Beurteilen Sie anhand der Körnungsziffer die Qualität des Zuschlagstoffgemisches. (2 Pkt.) Benennen Sie die verwendeten Zuschläge (ungebrochene, natürliche Zuschläge) entsprechend ihrer Korngröße. (1 Pkt.) Ermitteln Sie den Bedarf an Wasser, Zement und Zuschlägen a) für 1 m³ Beton (5 Pkt.) b) für eine Stahlbetonstütze. (2 Pkt.) Wie groß ist die Frischbetonrohdichte? (1 Pkt.) In welchem Mischungsverhältnis ist der Beton zu mischen (getrennt nach den vorgegebenen Kornklassen bzw. Korngruppen )? (2 Pkt.) Wie groß ist der Materialbedarf je Mischerfüllung (getrennt nach den vorgegebenen Kornklassen bzw. Korngruppen), wenn 1,4 Mischungen je m³ Beton erforderlich sind? (9 Pkt.)

7 Abitur 2003 Bautechnik Lk Seite 7 Aufgabe 3: Bauphysik des Feuchte- und Wärmeschutzes An zwei Außenwänden sind wärme- und feuchtetechnische Untersuchungen anzustellen. Die Wände unterscheiden sich nur in der Lage der Wärmedämmschicht. Bei Wand 1 liegt sie außen (Außendämmung), bei Wand 2 innen (Innendämmung). 3.1 Errechnen Sie die Wärmedurchlasswiderstände R von Wand 1 und Wand 2, vergleichen Sie beide miteinander und ziehen Sie Schlussfolgerungen. Erfüllen die Wände die Anforderungen bezüglich der Mindestwerte für die Wärmedurchlasswiderstände nach DIN (sh. Anlage 3/1)? (4 Pkt.) 3.2 Wie groß sind die Wärmedurchgangskoeffizienten U (U-Werte) beider Wände im Vergleich zueinander? Die Aufgabe ist ohne Berechnung der U-Werte zu lösen. Erforderlich ist aber eine Erklärung, aus welchen Teilgrößen sich der U-Wert zusammensetzt. (2 Pkt.) 3.3 Stellen Sie den Temperaturverlauf in der Wand 2 (Innendämmung) zeichnerisch dar. Führen Sie dazu die entsprechenden Rechnungen durch. Randbedingungen nach DIN 4108 (sh. Tabellenbuch). Wie groß ist die Frosteindringtiefe bei Wand 2? (7 Pkt.)

8 Abitur 2003 Bautechnik Lk Seite Ermitteln Sie mit Hilfe des Glaserverfahrens, ob und wo im Querschnitt der Wand 2 (Innendämmung) Tauwasser entsteht. Errechnen Sie die Tauwassermenge W T, die Verdunstungsmenge W V und ziehen Sie Schlussfolgerungen auf die wasserdampfdiffusionstechnische Eignung bzw. Nichteignung der Wandkonstruktion. Hinweis : Klimabedingungen nach DIN 4108 (sh. Tabellenbuch) (20 Pkt.) 3.5 Beurteilen Sie Wand 1 (Außendämmung) und Wand 2 (Innendämmung) nach folgenden Gesichtspunkten: a) Thermische Spannungen im Mauerwerk (2 Pkt.) b) Wärmespeicherung (3 Pkt.) c) Frosteindringtiefe (2 Pkt.) d) Tauwasserbildung. (2 Pkt.) Hinweis: Bei der Beurteilung der Wände reicht es nicht, wenn Sie z. B. bei a) nur schreiben: Wand x große thermische Spannungen, Wand y kleine thermische Spannungen. Es müssen auch Erläuterungen/Begründungen gegeben werden. Anlage 3/1: Mindestwerte der Wärmedurchlasswiderstände nach DIN