Allgemein Flashcards
Lasteinzugsflächen Regeln
- Ecke gelenkig gelagert / eingespannt: 30° zur gelenkigen Lagerung / 60° zur Einspannung
- Zwei gleiche Lagerungen: 45° auf jeder Seite
Die Bemessung eines Bauteils erfolgt unabhängig vom Baustoff gemäß DIN EN 1990 anhand von Grenzzuständen. Benennen sie die zwei Grenzzustände und geben sie jeweils zwei zu führende Nachweise für ein Holztragwerk an.
- Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit:
→ Biege-Verformungsnachweis
→ Schwingungsnachweis - Grenzzustand der Tragfähigkeit
→ Zug in Faserrichtung des Holzes
→ Druck in Faserrichtung des Holzes
→ Einachsige Biegung / Schub aus Querkraft
→ Knicken
Bei der Bestimmung der Bemessungsfestigkeit x_d von Holzkonstruktionen wird der Modifikationsfaktor k_mod berücksichtigt. Welche zwei Faktoren werden benötigt, um diesen zu bestimmen?
- Nutzungsklasse (NKL)
- Klasse der Lasteinwirkungsdauer (KLED)
Geben Sie die Größenordnung von Wichte (in KN/m³) und Elastizitätsmodul (in N/mm²) folgender Werkstoffe an:
- Nadelholz
- Stahl
- Stahlbeton
Wichte (in KN/m³):
- NH = 4,2
- ST = 78,5
- StB = 25
E-Modul (in N/mm²):
- NH = 11.000
- ST = 210.000
- StB = 37.000
Erklären Sie die Begriffe Plattentragwirkung und Scheibentragwirkung. Fertigen Sie zusätzlich jeweils eine Skizze zur Erläuterung an.
Plattentragwirkung:
Aufnahme von Lasten die senkrecht zur Decke wirken, bspw. Eigenlast, Verkehrslast
Scheibentragwirkung:
Aufnahme von Lasten, die parallel zur Decke wirken, bspw. Windlasten oder andere Aussteifungslasten
Nennen Sie die zwei Grundlegende Arten von Verbindungsmitteln aus den Bereichen Stahlbau und Holzbau. Geben Sie jeweils zwei Beispiele an.
Holz:
→ Punktförmig: Schrauben, Dübel, Nägel, Bolzen
→ Kontinuierlich: Klebeverbindung
Stahl:
→ Punktförmig: Schrauben, Bolzen
→ Kontinuierlich: Schweißnähte (z.B. elektrisches Lichtbogenschweißen, Abtrennstumpfschweißen)
Skizzieren Sie zwei gängige Verbundstützenquerschnitte und kennzeichnen Sie die beiden Komponenten.
- Einbetonierte Stahlprofile
- Ausbetonierte Hohlprofile
Geben Sie eine allgemeine Formel zur Ermittlung der Schneelast s_i auf dem Dach nach DIN-EN-1991-1-3 an und benennen Sie die einzelnen Komponenten.
s_i = µ_i * c_e * c_t * s_k
- µ_i = Formelbeiwert für Schneelasten
- c_e = Umgebungskoeffizient
- c_t = Temperaturbeiwert
- s_k = Charakteristischer Wert der Schneelast auf dem Boden
Erläutern Sie die Bestandteile der Kurzbezeichnung KSL-6-1,2-II.
KSL = Kalksand-Lochstein
6 = Steindruckfestigkeitsklasse
1,2 = Rohdichteklasse
II = Mörtelart (Normalmörtel II)
Bei der Ermittlung von Windlasten wird zwischen zwei Außendruckbeiwerten c_pe unterschieden. Benennen Sie beide und grenzen Sie diese voneinander ab.
- c_pe,1 für Lasteinflussflächen ≤ 1 m²
- c_pe,10 für Lasteiflussflächen > 10 m²
Erläutern Sie den Begriff “Anisotropie” am Beispiel des Werkstoffes Holz ausführlich
Holz ist ein natürlich gewachsener Baustoff. Es besteht aus vielen in Längsrichtung aneinander gewachsenen Zellen. Durch diese Orientierung der Zellen kommt es zu einer Anisotropie, d.h. die Materialeigenschaften sind richtungsabhängig. In Querrichtung kann Holz zum Beispiel nicht so große Kraft aufnehmen, wie in Längsrichtung, da die stabilisierenden Zellwände vertikal verlaufen.
Zeichnen Sie die Rissverläufe von zwei Versagensarten der unter Zug beanspruchten Mauerwerkswand ein.
Versagen des Verbundes:
→ Waagerecht zwischen den Mauerwerksschichten
→ Senkrecht in den Fugen
Versagen der Steine:
→ Waagerechte Risslinie durch eine Steinschicht
→ Senkrechte Risslinie durch die Steinschichten
Zeichnen Sie die Spannungs-Dehnungslinie von Stahl im einachsigen Zugversuch und kennzeichnen Sie die markanten Stellen.
E (lineare Steigung) - f_y (wagerecht) - f_u (Bogen-Hochpunkt) - Bruch (Bogentiefpunkt)
Nennen Sie zwei bauphysikalische Anforderungen, die von Deckenkonstruktionen neben den statischen erfüllt werden.
- Wärmeschutz
- Feuchteschutz
- Schallschutz
- Brandschutz
Nennen Sie zwei wesentliche mechanische Eigenschaften von Beton.
- Wichte: 25 kN/m³
- E-Modul: 37.000 N/mm²
- hohe Druckfestigkeit
- niedrige Zugfestigkeit
Erläutern Sie warum Deckenkonstruktionen zumeist gleichzeitig als Platte und als Scheibe wirken.
Da Decken die statische Funktion haben, Lasten aufzunehmen und in die Unterkonstruktion weiterzuleiten, wirken sie meistens gleichzeitig als Platte und als Scheibe, da Kräfte parallel und senkrecht zur Decke aufgenommen werden müssen.
Zeigen Sie auf, welche Versagensarten im Mauerwerk unter zweiachsiger Beanspruchung auftreten können und markieren Sie diese Stellen.
Versagen A: Reibung (in Fugen Richtung)
Versagen B: Zug (orthogonal zur Fugen Richtung)
Versagen C: Druck
Versagen D: Schub
Nennen Sie drei verschiedene Arten von Mauermörtel, die den Bedingungen des Anhangs A der DIN 1053-1 entsprechen.
- Normalmörtel
- Dünnbettmörtel
- Leichtmörtel
Tipps und Kniffe beim Stabilisieren einer Konstruktion
Abzählkriterium:
p_erf = 2k-p_vorh → 2D
p_erf = 3k-p_vorh → 3D
Reihenstabilisation:
→ Decken werden nicht ausgesteift
Scheibenstabilisation:
→ Decken werden ganz oder in L-Form ausgesteift
→ Drei Reihen aussteifen, die sich nicht schneiden und nicht Parallel zueinander sind
Nennen Sie drei mögliche Ursachen für Imperfektionen, die bei der Herstellung von Bauwerken nicht zu vermeiden sind.
- Einspannungen
- Streuung der Materialfestigkeit
- Vorkrümmung von Stäben und Platten
- Montage- und Herstellungsungenauigkeiten
- Exzentrität bei der Krafteinleitung
Geben Sie die Formel für den Nachweis von Holz auf Zug in Faserrichtung an und benennen Sie die einzelnen Komponenten der Formel.
N_d / A_n ≤ k_h*f_t,0,d
N_d = Bemessungswert der Zugkraft
A_n = Netto-Querschnittsfläche
k_h = Höhenfaktor
f_t,0,d = Bemessungswert der Zugfestigkeit
Geben Sie die Formel für den Bemessungswert des vertikalen Tragwiderstandes (N_Rd (kN)) einer Mauerwerkswand an und benennen Sie die einzelnen Einflussgrößen. Differenzieren Sie dabei die zwei möglichen Abminderungsfaktoren.
N_Rd = φ_s * A * f_d
A = Bruttoquerschnitt
f_d = Bemessungswert der Druckfestigkeit (f_d=f_k*0,85 /y_M)
φ_s = Abminderungsfaktor
- φ_1 = Einfluss der Deckenverdrehung bei Endauflagern
- φ_2 = Knickgefahr geschosshohe Wand
–> kleinerer Wert ist maßgebend
Grundregeln zur Aussteifung von Gebäuden
→ mindestens drei Wandscheiben und eine Deckenscheibe oder vier Wandscheiben notwendig
→ Systemlinien aller Wandscheiben dürfen sich nicht in einem Punkt schneiden
→ Wandscheiben dürfen nicht alle parallel sein
→ Aussteifende Wand- und Deckenscheiben müssen schubsteif verbunden sein
Nennen Sie vier verschiedene Aussteifungselemente von Gebäuden.
- Verbände (reine Zugstäbe oder Druck / Zugdiagonale; nimmt nur Normalkräfte)
- Rahmen (überträgt Normalkräfte, Querkräfte und Biegemoment)
- Scheiben
- Ringbalken und Ringanker (dienen der Aufnahme von Aussteifungskräften und Horizontallasten)
Nennen Sie zwei Gründe, warum bei Stahlbetonbauteilen eine ausreichende Betondeckung erforderlich ist.
- Korrosionsschutz der Bewehrung
- Kein Abplatzen des Betons
- Gewährleistung des Brandschutzes
- Sichere Übertragung der Kräfte zwischen Beton und Bewehrung
Zeichnen Sie den Schnitt durch ein Köcherfundament. Wann wird ein Köcherfundament verwendet?
Siehe Zusammenfassung.
Dient zur Aufnahme von Biegemomenten und verhindert Kippen einer Stütze während der Montage.
Erläutern Sie, wann das Eigengewicht bei der Bildung von Lastkombinationen nach ECO mit einem Teilsicherheitsbeiwert von 1,0 und wann mit einem Teilsicherheitsbeiwert von 1,35 multipliziert wird.
Der Teilsicherheitsbeiwert 1,0 wird für die LFK im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit benötigt, während der Wert 1,35 in der LFK für den Grenzzustand der Tragfähigkeit benötigt wird.
- ständige / vorübergehende Situation: 1,35
- außergewöhnliche Situation: 1,0
Nennen Sie zwei warmgewalzte Stahlerzeugnisse.
I-Profile
Bleche
Mit welchem Beiwert wird bei Holzkonstruktionen die Lasteinwirkungsdauer berücksichtigt?
k_mod
Wie verändert sich die Festigkeit bei längerer Lasteinwirkungsdauer?
Festigkeit sinkt, da k_mod sinkt
f_d = k_mod*f_k / γ_M
3 Vorteile Filigrandecken
- günstig, wirtschaftlich
- große Spannweiten
- geringe Eigenlast
Qualitative Momentenverläufe
Einzellast: Linearer Verlauf
Streckenlast: Quadratischer Verlauf
Definieren Sie das Augenmaß, das Öffnungsmaß sowie das Vorsprungsmaß.
Augenmaß = Äußere Ansicht
Öffnungsmaß = Öffnungen (innen)
Vorsprungsmaß = Versprung
Scheibenstabilisierung
- 3 stabiliserte Reihen (nicht parallel und nicht in einem Punkt schneidend)
- Decke immer aussteifen
Bemessungswert der Festigkeit von Holz Formel + Bestandteile.
f_d = k_mod*f_k / γ_M
k_mod = Modifikationsbeiwert
f_k = Teilsicherheitsbeiwert (1,3)
γ_M = Charakteristische Festigkeit des Holzes
Formel zur Berechnung des Windaußendrucks w_e + Bestandteile.
w_e = c_pe*q_p
c_pe = Außendruckbeiwert
q_p = Gleichgeschwindigkeitsdruck (kN/m²)
Drei mögliche statische Systeme von Rahmenkonstruktionen.
Eingespannte Stützen:
- Stützenfuß muss Moment aufnehmen
- z.B. Köcherfundament
Biegesteife Rahmenecke:
- Gelenkiger Stützenfuß
- Ausbildung einer biegesteifen Rahmenecke
Eingespannte Stützen + Biegesteife Rahmenecke:
- Geringeres Biegemoment
- Höherer Kostenaufwand
Erläutern Sie, warum die zulässige Normalkraft beim Nachweis für Kellermauerwerk gemäß DIN-1053-100 auf einen Minimal (N_1,Ed,inf) und einen Maximalwert (N_1, Ed, Sub) begrenzt wird.
Der Nachweis für Kellermauerwerk basiert auf einer Minimalkraft N_Ed,min um den horizontalen Erddruck ohne Biegeversagen aufnehmen zu können. Weiterhin darf die maximal auftretende Normalkraft in Wandmitte N_Ed, max nicht die Druckfestigkeit der Wand überschreiten.
Nennen Sie je einen Vor- und Nachteil für die Ausführung eines Deckensystems in Stahlbeton-, Stahlverbund- und Holzbauweise.
Stahlbetondecke:
+ hohe Druckfestigkeit
+ beliebige Formgebung
+ guter Schallschutz
- hohes Konstruktionsgewicht
- Bearbeitbarkeit schwierig
Stahlverbunddecke:
+ Änderungen/ Ergänzungen leicht
+ geringes Gewicht
- Korrosions- und Brandschutzmaßnahmen
- schlechte Wärmedämmung
Holzbalkendecke:
+ geringes Konstruktionsgewicht
+ leichte Bearbeitbarkeit
- Brandschutz- und Schallschutzmaßnahmen
- Empfindlich auf Schädlinge
Ist die Zugfestigkeit von Holz parallel oder orthogonal zur Faserrichtung größer? Begründen Sie Ihre Antwort.
Holz ist ein natürlich gewachsener Baustoff. Es besteht aus vielen in Längsrichtung aneinander gewachsenen Zellen. Durch diese Orientierung der Zellen (Anisotropie) kann Holz orthogonal nicht so große Kräfte aufnehmen wie in Längsrichtung, da die stabilisierenden Zellwände vertikal verlaufen.
Ordnen Sie den vier gegebenen Lasten die entsprechende Klasse der Lasteinwirkungsdauer (KLED) zu. Jeder Last ist nur eine KLED zuzuordnen.
Windlasten, Schnee (≤ 1.000m ü. N.N.), Schnee (> 1.000m ü. N.N.), Eigenlasten
Windlasten: kurz / sehr kurz
Schnee (≤ 1.000m ü. N.N.): kurz
Schnee (> 1.000m ü. N.N.): mittel
Eigenlasten: ständig
Nennen Sie zwei grundsätzliche Arten von Gründungen und geben Sie jeweils zwei Beispiele an.
Flächengründungen:
- Einzelfundamente
- Streifenfundamente
Tiefgründungen:
- Pfahlgründungen
- Kombinierte Pfahl- und Plattengründung
Nennen Sie vier Faktoren, die Einfluss auf die effektiv anzusetzende Schneelast haben.
- Geländehöhe
- Schneelastzone
- Geländegegebenheiten
- Wärmedurchgang des Daches
- Dachneigungswinkel
Nennen Sie zwei Gründe, warum bei Stahlbetonbauteilen eine ausreichende
Betondeckung erforderlich ist.
- Kein abplatzen des Betons erfolgt
- Der Korrosionsschutz der Bewehrung gesichert ist
- Angemessener Brandschutz gewährleitet ist
- Verbundkräfte zwischen Beton und Bewehrung gewährleistet sind
Mit welchem charakteristischen Gewicht in kg wird die „Mann-Last“ für die Bemessung angenommen?
101,94 kg
Eulerfälle:
- s_k = 0,5*l (Einspannung zu Einspannung)
- s_k = 0,7*l (Einspannung zu Loslager)
- s_k = l (Loslager zu Loslager)
- s_k = 2*l (Einspannung zu freies Ende)
