Konstruktionselement och -material Flashcards
Vilka olika element används i horisontella och vertikala bärverk?
Horisontella bärverk: balkar, bjälklag och plattor.
Vertikala bärverk: pelare, väggar och skivor.
Hur skiljer sig momentkurvan för fritt upplagda balkar och kontinuerliga balkar?
Fritt upplagda balkar har enbart stöd vid ändarna medan kontinuerliga balkar har fler än två stöd.
För fritt upplagd balk: Momentkurvan är noll vid stöden och sedan rör den sig linjärt mot potentiell punktkraft där momentet då är maximalt (vilket är i mitten av balken).
För kontinuerlig balk: Momentet varierar längst hela spannet. Momentet är noll vid stöden (eller negativa) och ökar mot mitten mellan två stöd.
Vad är fördelen med kontinuerliga balkar?
Nedböjningen blir mindre än för en fritt upplagd balk. större bärförmåga eftersom det finns fler stöd. Man kan på så sett använda sig av mindre dimensioner och sparar material.
Hur placeras lederna i en gerberbalk?
Lederna placeras utanför mittpunkten mellan två stöd, vanligtvis närmare ett av stöden, så att balken kan delas upp i enklare delar och ändå vara statiskt bestämt.
Värdera olika tvärsnittsformer som rektangulärt tvärsnitt, kvadratiskt tvärsnitt och I-balk som lämpliga för en balk som utsätts för böjning.
Rektangulärt tvärsnitt:
Rektangulära tvärsnitt är enkla och vanligt förekommande i vissa enkla konstruktioner. De består av en rektangulär tvärsnittsform där höjden är större än bredden.
Fördelar:
* Enkla att tillverka och installera.
Kan vara
* kostnadseffektiva för mindre spännvidder och lättare laster.
Begränsningar:
* Har begränsad bärförmåga jämfört med andra tvärsnittsformer.
* Kan vara mindre effektivt för att motstå böjning och moment.
Kvadratiskt tvärsnitt:
Kvadratiska tvärsnitt har samma höjd och bredd och är en speciell form av rektangulärt tvärsnitt.
Fördelar:
* Enkla att tillverka och installera.
* Användbara i vissa situationer där enkelhet är viktig och lasterna är jämnt fördelade.
Begränsningar:
* Har lägre bärförmåga än mer komplexa tvärsnittsformer som I-balkar.
* Kan vara mindre effektivt för att hantera höga moment och större spännvidder.
I-balk (I-sektion):
I-balkar har en tvärsnittsform som liknar bokstaven “I.” De har en vertikal mittfläns och två horisontella flänsar.
Fördelar:
* I-balkar har hög böjstyvhet och är effektiva för att hantera höga böjmoment och laster.
* De är mångsidiga och används ofta i många byggnadsapplikationer.
* Ger hög motståndskraft mot böjning och vridning.
Begränsningar:
* Tillverkning och installation av I-balkar kan vara mer komplicerade än rektangulära tvärsnitt.
* Dyrare
Nämn tre olika grundläggningssätt.
Direkt på berg:
När en byggnad grund byggs direkt på berg innebär det att fundamentet är i kontakt med berggrundens naturliga yta. Detta grundläggningsätt används när berggrunden är stark och stabil nog att stödja byggnaden utan att kräva ytterligare grundläggningselement.
Direkt grundläggning på berg är vanligt i områden med bergig terräng eller när geotekniska studier visar att berggrunden är tillräckligt stark och inte kräver någon annan grundläggningsteknik.
Fördelarna inkluderar stabilitet och låg underhållskostnad, men det kan vara dyrt och utmanande att arbeta med berggrund.
På plintar och pålar:
Grundläggning på plintar och pålar innebär att byggnaden stöds av vertikala stödpunkter, som kallas plintar eller pålar, som placeras under byggnadens fundament. Dessa stödpunkter överför lasterna från byggnaden till en stabilare djupare marknivå.
Plintar är korta pelare som vanligtvis placeras under byggnadens bärande väggar, medan pålar är längre och når djupare in i marken. Pålar kan vara av olika material, inklusive trä, betong eller stål.
Detta grundläggningsätt används när marken ovanför den djupare marken inte är tillräckligt stark för att stödja byggnaden eller när det finns risk för sättningar eller sättningar.
Fördelar inkluderar förmågan att hantera varierande markförhållanden och att förhindra sättningar. Nackdelar kan innefatta högre kostnader och ökad komplexitet.
På utbredda plattor (slab foundation):
En utbredd platta är en tjock, platt betongplatta som ligger direkt på marken och täcker hela byggnadens grundområde. Detta grundläggningsätt används ofta för bostadshus och mindre kommersiella byggnader.
Plattan fördelar byggnadens vikt jämnt över marken. Det används när marken har tillräcklig bärförmåga och stabilitet för att stödja byggnaden utan behov av stolpar eller pålar.
Fördelar inkluderar enkelhet, lägre kostnader och snabbare konstruktion. Nackdelar kan vara mindre lämpliga för områden med ojämn mark eller hög sättning.
Stål: Vad är skillnaden mellan sträckgräns och brottgräns?
Sträckgränsen är den maximala belastning eller spänning som ett material kan utsättas för utan att permanent deformera sig eller flytta från sitt ursprungliga tillstånd.
Brottgränsen är den maximala belastning eller spänning som ett material kan utsättas för innan det går till brott (brister/går av).
Stål: Hur påverkas stålets egenskaper av ökande temperatur?
Ökad temperatur ger minskad hållfasthet och styvhet. Då stålets temperatur når över 600 grader Celsius förlorar stålet dess hållfasthet med 70%
Stål: Vad innebär begreppet seghet? Vad kan göra stål mindre segt?
Seghet innebär ett materials förmåga att motstå spröd brott och deformeras plastiskt före brott. För att göra stål mindre segt kan det kalldras.
Stål: Vad innebär begreppet utmattning?
Utmattning sker när ett material varit utsatt för upprepade lastcyklar. Materialstrukturen ändras då och det kan uppstå sprickor som i sin tur kan leda till brott. Brottet sker plötsligt. Ex. ståltråd brister efter ha böjts några gånger fram och tillbaka.
Stål: Vad innebär begreppet egenspänningar? Hur uppkommer de i stål?
Egenspänningar är inre spänningar i ett material som finns kvar utan yttre belastning.
Det sker både tryck- och dragspänningar i materialet. När stålet värms upp och inte håller jämn temperaturfördelning kommer den del med lägre temperatur försöka hindra värmeutvidgning. Detta gör att spänningar uppstår i stålet.
Stål: Vilken skillnad i egenspänningar finns mellan svetsade och valsade stålprofiler?
Svetsade stålprofiler har mer egenspänningar än valsade stålprofiler. Detta för att temperaturskillnaderna i materialet blir högre i svetsade stålprofiler än valsade.
Trä: Hur påverkar fukt trä?
Det sväller vid uppfuktning och krymper vid uttorkning.
Trä: Förklara begreppen homogen, heterogen, isotrop, anisotrop och ortotrop. Vilka av dessa
begrepp beskriver trä bäst?
Homogen: Ett homogent material har en jämn sammansättning och egenskaper som är lika i alla riktningar och på alla platser i materialet.
Heterogen: Ett heterogent material har ojämn sammansättning eller egenskaper som varierar över olika platser eller riktningar i materialet.
Isotrop: Ett isotropt material har samma mekaniska egenskaper oavsett riktning. Det betyder att materialet är lika starkt och styvt i alla riktningar.
Anisotrop: Ett anisotropt material har mekaniska egenskaper som varierar beroende på riktningen.
Ortotrop: En speciell form av anisotropi kallas ortotropi. Ortotropa material har olika mekaniska egenskaper längs tre olika ömsesidigt vinkelräta axlar.
Trä beskrivs bäst med begreppen ortotrop och heterogent.
Trä: Varför är trä starkare längs fiberriktningen jämfört med tvärs fiberriktningen?
Trä är skapat för att klara kraft i fiberriktningen, alltså tryckkraft.
Trä: Trä är teoretiskt starkare i drag än i tryck, men i praktiken är det tvärtom. Varför?
Fiberns riktning spelar roll eftersom draghållfasthet och tryckhållfasthet varierar beroende på riktningen i vilken kraften appliceras i förhållande till träets fibrer. Det finns även defekter och olikheter i trä (kvistar, sprickor).
* I tryck påverkas trä av knäckning (instabiliteter), vilket begränsar användbarheten
* I drag är trä känslig för defekter som sprickor pch kvistar och det är där brott oftast initieras.
Trä: Vad gör att hållfastheten i det trä vi bygger med är mycket lägre än i ett ”perfekt”
trämaterial?
På grund av små defekter som finns i verkligt trämaterial, tex kvistar.
Trä: Vad är fördelen med limträ jämfört med konstruktionsvirke?
Limträ har högre hållfasthet än konstruktionsvirke.
Trä: Hur tar vi hänsyn till påverkan av fukt vid dimensionering?
Vi dimensionerar enligt klimatklasser och lastvaraktighet.
Att ha materialet fuktkvot vara i jämvikt vid konstruktion för användning, att se till materialet är väl torkat, har god luftning, förhindra kondens som fuktsamlande material (ska ej röra betong, jord eller tegel) samt avled fritt vatten.
Trä: Trä påverkas av hur länge det belastas, varför? Vad kallas fenomenet och hur tar vi hänsyn till det vid dimensionering?
Detta kallas för krypning och detta tas hänsyn till genom lastkombinationer (permanent, långvarig, medel, kort).
Trä: Hur brandskyddar man träkonstruktioner?
Genom att:
* måla den med brandsäker färger eller
* bli inklädnad med isolerande, brandsäkra material eller
* en ökande dimensionering av träet.
Trä: Varför bibehåller trä sin bärförmåga vid brandbelastning under lång tid trots att det är ett organiskt, brännbart material?
Träd bildar sitt eget brandisolerande skikt. Trä har en låg värmeledningsförmåga och hög värmekapacitet, kolet som bildas har ännu lägre värmeledningsförmåga.
Betong: Vad är krypning?
En deformation som sker på grund av långvarig last. Långsam deformering som kan ske även om belastningen är konstant.
Betong: Vad är krympning?
Det är en volymminskning i betong som sker
när den torkar eller härdar. Det sker utan yttre belastning och kan leda till sprickor om inte rörelsen kan ske fritt.
