Diplomprüfung Stahlbau II Teil 1 - Institut für Stahlbau

Institut für StahlbauTU Carolo Wilhelmina BraunschweigUniv. Prof. Dr.-Ing. Udo PeilDiplomprüfung Stahlbau IITeil 120 Minutenohne Unterlagen und Hilfsmittelvom 01.09.2006Hinweis: Mit Beginn der Bearbeitung der Prüfung bestätige ich, darauf hingewiesen worden zusein, dass mir die Aufgaben der o.a. Klausur unter Vorbehalt ausgehändigt wurden und dassdie Prüfungsvorleistungen meinerseits bereits vollständig erbracht sind.Mir ist bekannt, dass bei Nichtvorliegen der Prüfungsvorleistungen diese Klausur mit „nicht bestanden“bewertet wird.Name : ...................................Vorname : ...................................Matrikel-Nr. : ...................................Aufg. 1 2 3 4 5 6 7Punkte 6 1,5 1,5 2 4 2 3erz.PunkteSumme der Punkte aus Teil 1: ................... von 20,0Diplomprüfung Stahlbau II Teil 1 vom 01.09.2006 Seite 1 von 5

Institut für StahlbauTU Carolo Wilhelmina BraunschweigUniv. Prof. Dr.-Ing. Udo Peil1. Aufgabe (6 Punkte)Zeichnen Sie die Knickfigur für die unterste Knicklast des Systems in der Zeichenebenein die Skizze ein!S235IPE 300I y =8360 cm 4PBestimmen Sie die Kraft P, die zum Erreichen der ideal-kritischen Knicklast N ki des Systemsführt!Wie und warum ändert sich die ideal-kritische Knicklast N ki , wenn das System an denFußpunkten biegesteif ausgebildet wird?Diplomprüfung Stahlbau II Teil 1 vom 01.09.2006 Seite 2 von 5

Institut für StahlbauTU Carolo Wilhelmina BraunschweigUniv. Prof. Dr.-Ing. Udo Peil2. Aufgabe (1,5 Punkte)Ist es zulässig, SL-Verbindungen und Schweißverbindungen zur gemeinsamen Kraftübertragungin einem Anschluss zu verwenden? Begründung!3. Aufgabe (1,5 Punkte)Nennen Sie drei wesentliche Faktoren, die die Ermüdung eines Bauteils beeinflussen!4. Aufgabe (2 Punkte)Erklären Sie die Begriffe Dopplung und Seigerung!Diplomprüfung Stahlbau II Teil 1 vom 01.09.2006 Seite 3 von 5

Institut für StahlbauTU Carolo Wilhelmina BraunschweigUniv. Prof. Dr.-Ing. Udo Peil5. Aufgabe (4 Punkte)Erläutern Sie die Vorteile, die das Anheben der Stahlunterzüge einer Verbunddeckevor dem Betonieren (Erzeugen eines negativen Momentes im Bauzustand) bezüglichder auftretenden Verformung der Verbunddecke bietet! Hat diese Maßnahme Auswirkungenauf das erreichbare Tragmoment? Begründung!Skizzieren Sie die resultierende Spannungsverteilung im Verbundquerschnitt, wenn derStahlträger während des Betonierens nicht unterstützt wird!Diplomprüfung Stahlbau II Teil 1 vom 01.09.2006 Seite 4 von 5

Institut für StahlbauTU Carolo Wilhelmina BraunschweigUniv. Prof. Dr.-Ing. Udo Peil6. Aufgabe (2 Punkte)In welchen Fällen darf auf einen Biegedrillknicknachweis verzichtet werden? (FalscheAntworten bedeuten Minuspunkte!)Hohlprofil mit quadratischem QuerschnittStab mit I-Profil bei Biegung um die y-AchseStab mit I-Profil bei Biegung um die z-AchseStab mit planmäßiger Biegung mit einem bezogenen Schlankheitsgrad≥ 0,4darfentfallendarf nichtentfallen7. Aufgabe (3 Punkte)Stellen Sie qualitativ den Verlauf der Interaktionskurve für den Nachweis einer Verbundstützebei gleichzeitiger Wirkung von Druck und einachsiger Biegung dar! VergessenSie nicht das Bezeichnen der Achsen.Welche Besonderheit tritt im Bereich kleiner Druckkräfte bezüglich der Momententragfähigkeitauf? Warum?Diplomprüfung Stahlbau II Teil 1 vom 01.09.2006 Seite 5 von 5

Institut für StahlbauTU Carolo Wilhelmina BraunschweigUniv. Prof. Dr.-Ing. Udo PeilDiplomprüfung Stahlbau IITeil 260 Minutenmit Unterlagen und Hilfsmittelvom 01.09.2006Name : ...................................Vorname : ...................................Matrikel-Nr. : ...................................Anzahl derabgegebenen Blätter : ...................................Aufgabe 1 2Punkte 30 30erreichtePunkteSumme der Punkte aus Teil 2 : ................... von 60,0Summe der Punkte aus Teil 1 : ................... von 20,0Gesamtpunktzahl : ................... von 80,0Diplomprüfung Stahlbau II Teil 2 vom 01.09.2006 Seite 1 von 4

Institut für StahlbauTU Carolo Wilhelmina BraunschweigUniv. Prof. Dr.-Ing. Udo PeilBearbeiten Sie folgende Aufgaben:a) Ermitteln Sie das Eigengewicht g k und die Momentenbeanspruchung M d desVerbundträgers. Das Eigengewicht der vorgelochten Trapezbleche beträgtg k = 0.10 kN/m².b) Prüfen Sie, ob bei vollständigem Verbund die plastische Momententragfähigkeitdes Verbundträgers für die vorhandene Beanspruchung ausreichend groß ist.c) Ermitteln Sie die Anzahl der Kopfbolzendübel, die für einen vollständigen Verbundnotwendig ist. Beachten Sie dabei die Vorgaben aus der Trapezblechgeometrie.Kopfbolzendübel:Schaftdurchmesser d = 22 mmKopfbolzenhöhe h = 120 mmZugfestigkeit des Bolzenmaterials f u = 45 kN/cm²d) Ermitteln Sie, wie groß die plastische Momententragfähigkeit des Trägers wäre,wenn auf die Kopfbolzen und damit auf die Verbundwirkung verzichtet wird. DieTragfähigkeit der Betonplatte und der Trapezbleche darf dabei vernachlässigtwerden.Diplomprüfung Stahlbau II Teil 2 vom 01.09.2006 Seite 3 von 4

Institut für StahlbauTU Carolo Wilhelmina BraunschweigUniv. Prof. Dr.-Ing. Udo PeilAufgabe 2(30 Punkte)Für die Stiele und den Riegel des unten dargestellten Rahmens sind die maßgebendenStabilitätsnachweise (Theorie II. Ordnung und Biegedrillknicken) nach dem Verfahrenelastisch-plastisch der DIN 18800 zu führen.Querschnittswerte für dasQuadrathohlprofil QR150x5:A = 28,7cmI = 1002cmi = 5,9cmWWelpl42= 134cm= 156cm33Hinweise:• Das Eigengewicht der Konstruktion darf vernachlässigt werden.• Als Imperfektionen brauchen nur Vorverdrehungen (keine Vorkrümmungen)angesetzt zu werden.• Bei iterativer Ermittlung der Schnittgrößen darf nach dem ersten Iterationsschrittabgebrochen werden.• Sollten Sie die Schnittgrößen nicht ermittelt können, so gehen Sie von einemIIEckmoment von M = 30kNm aus.• In allen Knotenpunkten darf von einer Gabellagerung ausgegangen werden.• Der Rahmen ist senkrecht zu seiner Ebene gehalten.• Lokales Beulen tritt nicht auf.• Die Querkräfte dürfen vernachlässigt werden.• Bei den Quadrathohlprofilen kann die Interaktion zwischen Normalkraft undBiegemoment auf sicherer Seite liegend mit folgendem Nachweisformatberücksichtigt werden:N Md y,d1N+ M≤pl,dpl,y,dDiplomprüfung Stahlbau II Teil 2 vom 01.09.2006 Seite 4 von 4