Muster Altklausur Stahlbetonbau I SS 07 0709 PDF

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Summary

für die Klausurvorbereitung -> Muster Altklausuren Sommersemester 2007...

Description

HafenCity Universität Hamburg Department BAUINGENIEURWESEN Hebebrandstrasse 1 22297 Hamburg

Klausur Stahlbetonbau I

SS 2007

am 07.09.2007

Hilfsmittel:

Skripte, Bücher, eigene Aufzeichnungen, Taschenrechner, etc. Es dürfen keine Rechenprogramme verwendet werden.

Prüfer:

Prof. Dr.-Ing. Klaus Liebrecht

Bearbeitungszeit:

180 Minuten

Erreichbare Gesamtpunktzahl: 114 Punkte

Name:_________________________________

Punkte:_________

Aufgabe 1: Verständnisfragen

Semester:_______________

Note:_______________

(gesamt 17)

a) Skizzieren Sie die der Biegebemessung zugrundeliegenden Stoffgesetze (SpannungsDehnungs-Diagramme) für einen Betonstahl BSt 500 und Beton C 20/25. Geben Sie die Bemessungswerte für die Spannungen und zugehörigen Dehnungen an. (4)

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b) Stellen Sie für einen durch ein Moment beanspruchten Stahlbetonquerschnitt die sich einstellenden Zug- und Druckspannungen sowie die daraus resultierenden inneren Kräfte für den Grenzzustand der Tragfähigkeit in einer Skizze qualitativ mit Vermassung dar. (3)

As1

c) Erläutern Sie mit Hilfe eines Skizze, warum Bewehrungsstäbe am Endauflager verankert werden müssen. Wie werden die Endverankerungslängen an einem direkten und indirektem Auflager berechnet (Angabe der Formel)? (2)

d) Skizzieren Sie qualitativ die Zugkraftlinie für einen Zweifeldträger unter ständiger und veränderlicher Gleichlast. (2)

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e) Bei der Bemessung schlanker Stützen sind Lastausmitten zu berücksichtigen. Nennen Sie diese Lastausmitten und erläutern Sie, warum diese bei der Stützenbemessung zu berücksichtigen sind. (2,5)

f) Nennen Sie die Gründe, warum auf eine ausreichende Betondeckung der Bewehrungsstäbe zu achten ist. (1,5)

g) In welcher Richtung ist für den dargestellten vertikalen Schenkel einer Winkelstützwand die Mindestbewehrung zur Begrenzung der Rissbreite infolge Abfließen der Hydratationswärme einzulegen? In welcher Richtung ist die Mindestbewehrung zur Begrenzung der Rissbreite infolge Lastbeanspruchung einzulegen? Kennzeichnen Sie die Richtungen in der perspektivisch dargestellten Skizze. (2)

Vertikaler Schenkel der Winkelstützwand

Arbeitsfuge

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Aufgabe 2: Bemessung eines Unterzuges

(gesamt 22)

2.1) Führen Sie die Biegebemessung des Unterzuges als Plattenbalkenquerschnitt durch. Es darf vereinfachend eine gelenkige Lagerung des Unterzuges auf den Stützen (Position 2) angenommen werden. Auf den Nachweis der Mindestbewehrung darf verzichtet werden. (10) 2.2) Führen Sie die Schubbemessung des Unterzuges durch. Eine Reduzierung der Bemessungsquerkräfte ist zu berücksichtigen. (6) 2.3) Weisen Sie die Verankerung der Längsbewehrung am Endauflager nach. Gehen Sie unabhängig von Ihren Ergebnissen davon aus, dass eine ungestaffelte Feldbewehrung von 10 ∅ 20 gewählt wurde. Der Druckstrebenwinkel darf näherungsweise zu ϑ = 40° gewählt werden. (6) Baustoffe / Betondeckung:

Beton C 35/45

Deckenlasten aus Stahlbetondeckenplatte:

30cm

Betonstahl BSt 500

cnom = 2 cm

Gk = 5,00 kN/m2 Q k = 3,00 kN/m2 Mauerwerksstütze Pos. 2 h/b = 30/40 cm

Unmaßstäbliche Skizze Stahlbetonunterzug Pos. 1 (Plattenbalken) h/b = 100/40 cm

10,80m

A

A

Stahlbetondeckenplatte Pos. 3 (h = 18 cm)

Mauerwerksstütze Pos. 2 h/b = 30/40 cm

30cm

18cm Schnitt A-A

82cm Pos. 5

Mauerwerk

Mauerwerk 3,80m

3,80m 24cm

40cm

24cm

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Aufgabe 3: Bemessung der Platten Position 2 und Position 4

(gesamt 22)

3.1) Ermitteln Sie das maßgebenden Bemessungsmomente für die Balkonplatte Position 4 (Kragarm) und führen Sie die Biegebemessung durch. Eine Abminderung des Moments ist nicht zu berücksichtigen. (4) 3.2) Ermitteln Sie für die Deckenplatte Position 2 die maßgebenden Bemessungsmomente für den Feldbereich (mx Feld, my Feld) sowie für den Stützbereich zur Deckenplatte Position 1 (ms Stütz) nach Pieper / Martens und führen Sie die Biegebemessung durch. (13) 3.3) Führen Sie den Schubnachweis für die maßgebende Querkraft der Deckenplatte Position 2 im Stützbereich zu Position 1 durch (Achse B). (5) Baustoffe: Betondeckung:

Beton C 30/37 Betonstahl BSt 500 A cnom = 2 cm (Innenbauteile) cnom = 4 cm (Außenbauteile)

Charakteristische Einwirkungen: Pos. 1, 2, 3

Pos. 4

Eigenlast Stahlbetondecke gk1 = 5,50 kN/m2 Ausbaulast Decke gk2 = 1,50 kN/m2 Verkehrslast Decke qk = 5,00 kN/m2 Eigenlast Stahlbetonplatte Ausbaulast Decke Verkehrslast Decke

gk1 = 5,50 kN/m2 gk2 = 2,00 kN/m2 qk = 3,50 kN/m2

Hinweis: Die eingetragenen Achsmaße dürfen als Stützweiten der Deckenplatten angesetzt werden.

3,55 Mauerwerk 24/24

Balkon

19 cm

Mauerwerk h = 24 cm

6,00

4

Mauerwerk h = 24 cm

5,50

8,00

2,00

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Aufgabe 4: Bemessung der Innenstütze Position 1 im Erdgeschoss

(gesamt 20)

4.1) Bemessen Sie die Innenstütze Pos. 1 im Erdgeschoss eines Bürogebäudes mit Hilfe des Modellstützenverfahrens (Knicken in der Bildebene). Im Rahmen der Berechnung ist die elastische Einspannung der Stütze am Stützenkopf durch die angrenzenden Bauteile zu berücksichtigen. Am Stützenfuß darf näherungsweise eine gelenkige Lagerung am Fundament angenommen werden. Das gesamte System ist hinreichend durch Wände ausgesteift (unverschiebliches System). Wählen Sie neben der Längsbewehrung auch eine geeignete Bügelbewehrung für die Stütze. (20)

Baustoffe, Betondeckung:

Beton C 30/37

Betonstahl BSt 500

Charakt. Lasten für Innenstütze Pos. 1 im EG:

Gk = 450 kN Q k = 250 kN

Stützeneigengewicht:

Gk = 17,0 KN (EG - 2.OG)

Unmaßstäbliche Skizze

L = 3 ,80m

L = 3 ,80m

2. Obergeschoss

1. Obergeschoss

Innenstütze Pos. 1 1.OG h/b = 25/20 cm

L = 6,50m L = 5 ,00m

Balken Pos. 2 h/b = 40/25 cm

L = 5,00m

Erdgeschoss Innenstütze Pos. 1 EG h/b = 25/20 cm 20 cm

Fundamente

cnom = 2,0 cm

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Aufgabe 5: Bemessung eines bewehrten Einzelfundamentes

(gesamt 23)

5.1) Führen Sie den Nachweis, dass die zulässigen Bodenspannungen nicht überschritten werden. (2) 5.2) Ermitteln Sie die in x-Richtung erforderliche Biegebewehrung für das Einzelfun-dament. Es ist ausreichend die Biegebewehrung nur für die inneren vier und die äußeren zwei Fundamentstreifen wie in der Skizze angegeben abzustufen (α-Werte). (8) 5.3) Führen Sie den Nachweis gegen Durchstanzen. Die Biegebewehrungen in x- und yRichtung darf als identisch angenommen werden. Eine Schubbewehrung (Durchstanzbewehrung) soll nicht angeordnet werden. Erhöhen Sie gegebenenfalls die Längsbewehrung bis keine Durchstanzbewehrung mehr erforderlich ist. (13) Baustoffe / Betondeckung:

Beton C 20/25

Betonstahl BSt 500

Charakt. Einwirkungen aus der Stütze:

cnom = 5 cm

Gk = 500 KN Q k = 300 kN

Zulässige Bodenpressungen: zul σgk = 200 kN/m2 Unmaßstäbliche Skizze Gk , Q k

h = 45cm

y

x Stahlbetonstütze cx = 20cm

bx = 200cm

cy= 30cm

by = 250cm

Momentenverteilung α-Werte 0,083

0,083 0,167

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Aufgabe 6: Begrenzung der Spannungen im Gebrauchszustand

(gesamt 10)

Für den dargestellten Zweifeldträger ist die Biegebemessung bereits durchgeführt worden. Als oben liegende Biegezugbewehrung im Stützbereich des Auflagers B sind 6 ∅ 20 gewählt worden. 6.1) Führen Sie im Bereich des Auflagers B den Nachweis, dass die Betonspannungen σc zur Vermeidung von Längsrissen den Wert von 0,45⋅fck nicht überschreiten. (5) 6.2) Führen Sie im Bereich des Auflagers B den Nachweis, dass die Betonstahlspannungen σs infolge der Lasteinwirkungen zur Vermeidung von größeren, ständig offenen Rissen den Wert von 0,80⋅fyk nicht überschreiten. (5)

Baustoffe / Betondeckung:

Beton C 30/37

Betonstahl BSt 500 S

Charakt. Einwirkungen (inkl. Eigengewicht Träger):

Gk = 40 KN/m Q k = 30 kN/m

Kombinationsbeiwerte:

Ψ0 = 0,7

Ψ1 = 0,5

Ψ2 = 0,3

h/d/b = 75/70/30

A

C

B 6,20m

6,20m

Unmaßstäbliche Skizze

___________________________Prof. Dr.-Ing. K. Liebrecht...