Klausur Stahlbau 3 24. März 2016 Konstruktion WS 15/16 50 min / 50 Pkt. Name: Matrikelnummer: In Feldmitte des unten dargestellten Einfeldträgers aus einem Schweißprofil ist ein Hänger aus einem Flachstahlprofil am Untergurt angebracht. Dabei sind zwei möglichen Ausführungsvarianten jeweils mit geschweißten und geschraubten Verbindungen unten dargestellt. Alle Stahlteile haben die Festigkeitsklasse S355. Sämtliche Maße, solange nicht spezifiziert, sind in mm. Der Bemessungswert der veränderlichen Last F d beträgt 370 kn. Eigengewichte der Konstruktionen brauchen nicht zusätzlich berücksichtigt zu werden. Statisches System: Querschnitt: 200 a w,1 = 5 F 6,0 m 6,0 m 1000 8 20 Anschluss in Feldmitte (Variante: Schweißen): Anschluss in Feldmitte (Variante: Schrauben): 50 100 100 50 50 10 a w,2 = 8 6 x M24 8 a = 5 20 F 10.9 F Seite: 1/2 Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik Prof. Dr.-Ing. Jörg Lange
Klausur Stahlbau 3 24. März 2016 Konstruktion WS 15/16 50 min / 50 Pkt. Name: Matrikelnummer: 1. Weisen Sie den Schweißträger gegen Plattenbeulen nach. Der Beulwert k beträgt 5,34. 2. Überprüfen Sie bei der geschweißten Variante die steifenlose Lasteinleitung von dem Hänger in den Träger. 3. Wieviel Horizontalkraft kann die gleitfeste Verbindung bei der geschraubten Variante unter gleichzeitig wirkender Vertikalkraft im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit übertragen, wenn die Schrauben voll vorgespannt sind. Gehen Sie an der Kontaktfläche zwischen dem Untergurt und der Kopfplatte von einem Gleitbeiwert von 0,5 aus. Seite: 2/2 Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik Prof. Dr.-Ing. Jörg Lange
Klausur Stahlbau 3 24. März 2016 Verbundbau WS 15/16 40 min / 40 Pkt. Name: Matrikelnummer: Ein Zweifeldträger unter Gleichstreckenlast soll in Verbundbauweise hergestellt werden. Folgende Skizzen zeigen das statische System und die Querschnittsabmessungen. Statisches System: Querschnitt: Alle Bleche Baustahl S235 Alle Maße in mm 1. Bestimmen Sie das maximal aufnehmbare Moment im Feldbereich. 2. Ermitteln Sie die Lage der plastischen Nulllinie im Stützbereich unter der Annahme, dass der Querschnitt der QKL 1 oder QKL 2 zugeordnet werden kann und kontrollieren Sie anschließend die Querschnittsklasse. 3. Nach welchem Verfahren (E-E, E-P oder P-P) würden Sie einen Nachweis für das System führen. Begründen Sie ihre Antwort. (Hinweis: Für eine vorgegebene Belastung soll die Ausnutzung des Querschnitts möglichst gering bleiben) Allgemeine Hinweise: Gehen Sie in allen Fällen von der Lage der plastischen Nulllinie im Steg aus. Seite: 1/1 Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik Prof. Dr.-Ing. Jörg Lange
Klausur Stahlbau 3 24. März 2016 Betriebsfestigkeit WS 15/16 30 min / 30 Pkt. Name: Matrikelnummer: Für einen Kranbahnträger ist an der Übergangsstelle vom Ausrundungsradius zum Steg der Ermüdungsnachweis zu führen. Der Querschnitt des Trägers ist in Abbildung 1 dargestellt. Hier liegen Normalspannungen aus der Radlastpressung sowie Schubspannungen aus der Querkraftverteilung vor. Aus Messungen wurden die in Tabelle 1 gegebenen Lastdaten ermittelt. Nachweisstelle Kranschiene HEB 260 S 355 Abbildung 1: Kranbahnträger Tabelle 1: Lastdaten für Normal- und Schubspannungen Normalspannungen Schubspannungen n 2.000.000 n 1.000.000 400.000 150.000 max in N/mm² 0 max in N/mm² 40 80 100 min in N/mm² -200 min in N/mm² 0 0 0 Mf = 1,15 Aufgaben: 1. Bestimmen Sie die maßgebenden Kerbfallklassen für die Nachweisstelle für Normal- und Schubspannungen. 2. Berechnen Sie die schadensäquivalenten Spannungsschwingbreiten bezogen auf 2 10 6 Schwingspiele E,2 und E,2. 3. Führen Sie den Ermüdungsnachweis getrennt für Normal- und Schubspannungen nach DIN EN 1993-1-9. Berücksichtigen Sie hierbei den Mittelspannungseinfluss auf die Ermüdungsfestigkeit nach DIN EN 1993-1-9 Abs. 7.2. 4. Führen Sie den Ermüdungsnachweis bei gleichzeitiger Wirkung von Normal- und Schubspannungen nach DIN EN 1993-1-9 Abs. 8 (3). Auf welche Annahme basiert die hier angegebene Interaktionsgleichung? Seite: 1/1 Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik Prof. Dr.-Ing. Jörg Lange