docKONSTRUKTIONSTEKNIK 1
download 
Report Transcription
KONSTRUKTIONSTEKNIK 1
KONSTRUKTIONSTEKNIK 1 TENTAMEN Ladokkod: 41B16B-20151-C76V5- NAMN: _______________________________ Personnummer: __________________-________ Tentamensdatum: 17 mars 2015 Tid: 09:00 – 13.00 HJÄLPMEDEL: Formelsamling: Konstruktionsteknik I (inklusive här i eget skrivna formler) Formelsamling: Byggnadsmekanik, Laster enligt Eurokod Johannesson & Vretblad: Byggformler och tabeller (inklusive här i eget skrivna formler) Räknedosa För godkänd tentamen krävs 50% rätt Betyg 4, 75% Betyg 5, 90% Allmänna anvisningar: Tentamen består av två delar, del 1 och del 2 och har två bilagor Bilaga A och Bilaga B. I del 1 ska rätt svar ur en svarslista kryssas i. Det finns bara ett korrekt svar. Om flera alternativ är ikryssade eller fel svar är ikryssat ger detta -1 poäng. Inget svar eller svarsalternativet Vet ej ger 0. Om man ångrar sitt svar ska hela svarsalternativet inklusive kryss-rutan strykas över med ett horisontalt streck. Glöm inte att lämna in tentamen med dina svar. Separata lösningsförslag för denna del ska INTE lämnas in. I del 2 ska prydlig och strukturerad lösningsförslag lämnas in. Ge aldrig lösningsförslag från två uppgifter på samma A4-ark. Otydlig och ostrukturerad lösning ger 0. Till del 2 ska ritning och data given i bilaga A användas. Skriv namn på det som du lämnar in! Ansvarig lärare: Staffan Svensson tel:4354634 DEL 1. 1) Vilken tvärsnittsklass tillhör balkens tvärsnitt för fallet med ren böjning om den styva axeln av en stålbalk med profil HEA 320 och stålkvalité S355? (rätt ikryssat svar ger 4 poäng, fel svar ger -1 poäng, inget svar eller alternativet Vet ej ger 0) 1. ⃞ Tvärsnittsklass 1 2. ⃞ Tvärsnittsklass 2 3. ⃞ Tvärsnittsklass 3 4. ⃞ Tvärsnittsklass 4 5. ⃞ Vet ej 2) I figur 2 visas ett tvärsnitt från en stålbalk av kvalitet S355. Hur stort är balkens plastiska böjmotstånd (Wpl) om den styva axeln y-y, då b = 260 mm, h = 300 mm och tf = tl = 20 mm? (rätt ikryssat svar ger 5 poäng, fel svar ger -1 poäng, inget svar eller alternativet Vet ej ger 0) b 1. ⃞ 700∙10-6 – 749∙10-6 m3 tf 2. ⃞ 750∙10-6 – 799∙10-6 m3 3. ⃞ 800∙10-6 – 849∙10-6 m3 4. ⃞ 850∙10-6 – 899∙10-6 m3 y y 5. ⃞ 900∙10-6 – 950∙10-6 m3 h 6. ⃞ Vet ej tl Figur 2. Tvärsnitt av stålbalk. NAMN:____________________________________________ 3) Ange storleken på flyttöjningen för en plattstång med tvärsnittsdimensioner 120 mm x 30 mm av stålkvalité S235. (rätt ikryssat svar ger 4 poäng, fel svar ger -1 poäng, inget svar eller alternativet Vet ej ger 0) 1. ⃞ 1 ‰ – 1.09 ‰ 2. ⃞ 1.1 ‰ – 1.2 ‰ 3. ⃞ 225 MPa 4. ⃞ 235MPa 5. ⃞ Vet ej 4) I figur 4 visas ett tvärsnitt av en armerad betong balk. Beräkna tvärsnittets d-avstånd under förutsättning att: Höjden h = 800 mm, maximal ballaststorlek 32 mm, exponeringsklass är XD1 och L50, vatten-cement tal = 0.45, armeringsdiameter för armeringsjärn i underkant øs = 20 mm, armeringsjärn i överkant øs’ = 12 mm och bygeldiameter øb = 5mm. (rätt ikryssat svar ger 4 poäng, fel svar ger -1 poäng, inget svar eller alternativet Vet ej ger 0) 1. ⃞ 720 – 727 mm 2. ⃞ 728 – 735 mm 3. ⃞ 736 – 743 mm 4. ⃞ 744 – 751 mm h 5. ⃞ Vet ej Figur 4. Tvärsnitt av armerad betongbalk b NAMN:____________________________________________ 4) Ett dubbelarmerat betongtvärsnitt, se figur 5, med betong C30 och armering (underkant øs = 25 mm, överkant øs’ = 12 mm och byglar øb = 8 mm) i kvalitet B500BT dimensioneras så att armeringen i underkant är balanserad. Vad är i detta fall töjningen för armeringen i balkens överkant εs’, under förutsättning att d = 750 mm och d’ = 50 mm. (rätt ikryssat svar ger 4 poäng, fel svar ger -1 poäng, inget svar eller alternativet Vet ej ger 0) 1. ⃞ 2 – 2.49 ‰ d’ 2. ⃞ 2.5 – 2.99 ‰ 3. ⃞ 3 – 3.49 ‰ 4. ⃞ 3.5 – 4 ‰ 5. ⃞ Vet ej d Figur 5. Dubbelarmerat betongtvärsnitt 5) Beräkna dimensionerande dragbärförmåga i längdriktningen för en planka dimension (50 x 200 mm, L 3.6 m) med kvalité C24 belastad med last med medellång varaktighet i klimatklass 3. (rätt ikryssat svar ger 4 poäng, fel svar ger -1 poäng, inget svar eller alternativet Vet ej ger 0) 1. ⃞ 9 MPa 2. ⃞ 24 MPa 3. ⃞ 90 kN 4. ⃞ 240 kN 5. ⃞ Vet ej NAMN:____________________________________________ DEL 2 6) Beräkna den dimensionerande lasten, för brottgränstillstånd, på stålbalk (HEB) visad i ritning; se bilaga A. Använd data som är given i tabell i bilaga A. (korrekt inlämnat lösningförslag med rätt svar ger 5 poäng, tydlig och välstrukturerad lösning krävs, otydlig och osammanhängande lösning ger 0 poäng ) 7) Beräkna dimensionerande last för brottgränstillstånd i snitt a-a på pelare (HEA) i ritning bilaga A med de givna data i tabell i bilaga A. (korrekt inlämnat lösningförslag med rätt svar ger 7 poäng, tydlig och välstrukturerad lösning krävs. otydlig och osammanhängande lösning ger 0 poäng ) 8) Finn dimension (tvärsnittshöjd) för limträbalken (LT) i ritning bilaga A under förutsättning att den dimensionerande lasten (snö och egentyngd) på taket är 2 kN/m2. Sätt bredden till 165 mm. I bilaga B finns styrkeparametrar för L40c och standard dimensioner, använd dessa i din beräkning. (korrekt inlämnat lösningförslag med rätt svar ger 6 poäng, tydlig och välstrukturerad lösning krävs. otydlig och osammanhängande lösning ger 0 poäng ) 9) Beräkna erforderligt HEA tvärsnitt för stålpelare (HEA) i ritning Bilaga A. Förutsätt att pelaren ska bära en dimensionerande last på 710 kN. Pelaren är fri att rotera i båda infästningarna och i den veka riktningen är den stagad utmed hela dess längd. Pelarens längd är 4 m och stålkvaliten är S355. (korrekt inlämnat lösningförslag med rätt svar ger 7 poäng, tydlig och välstrukturerad lösning krävs. otydlig och osammanhängande lösning ger 0 poäng ) Bilaga A Data till kontor – affärslokal Längd L = 30 m, Bredd B = 15 m, taklutning ≤ 5° Säkerhetsklasser: horisontala element i SK2 och vertikala element i SK3. Laster: Egentyngder Tak inklusive takstolar (TS) 0.7 kN/m2 Limträbalk (LT) 0.6 kN/m Pelare (P) 2.0 kN Betongbjälklag (BP) 5 kN/m2 Stålbalk(HEB) 2.2 kN/m Stålpelare (HEA) 8 kN Aktuella variabla laster: Snölast på tak qsk = µ∙Ce∙Ct∙sk = 0.8 kN/m2 Nyttig last övervåning kontor qnö = 2.5 kN/m2, kategori B Nyttig last undervåning affärslokal qnu = 4 kN/m2, kategori D Andra variabla laster = 0 F TS L/4 PLAN TS LT HEA TS Sektion F—F HEA P TS HEB TS L/4 TS a HEA P a BP TS L = 30 m TS G G L/4 HEB TS HEA LT TS HEA P c/c = L/12 TS F HEB LT Sektion G—G HEA P TS B = 15 m BP HEA P HEB LT Bilaga B Karakteristiska värden för beräkning av bärförmåga och styvhet i MPa hos CE-märkt konstruktionsvirke. Hållfasthetsvärden Böjning parallellt fibrerna Dragning parallellt fibrerna Dragning vinkelrätt fibrerna Tryck parallellt fibrerna Tryck vinkelrätt fibrerna Längsskjuvning Styvhetsvärden för bärförmågeberäkningar Elasticitetsmodul Skjuvmodul Styvhetsvärden för deformationsberäkningar Elasticitetsmodul parallellt fibrerna Elasticitetsmodul vinkelrätt fibrerna Skjuvmodul Hålllfasthetsklass C35 C30 C24 C18 C14 35 21 0,4 25 2,8 4 30 18 0,4 23 2,7 4 24 14 0,4 21 2,5 4 18 11 0,4 18 2,2 3,4 14 8 0,4 16 2 3 8700 - 8000 - 7400 - 6000 4700 - 13000 12000 11000 9000 7000 430 400 370 300 230 810 750 690 560 440 Karakteristiska värden för beräkning av bärförmåga och styvhet i MPa samt densitet i kg/m3 hos CE-märkt limträ. Hållfasthetsvärden i MPa Böjning parallellt fibrerna Dragning parallellt fibrerna Dragning vinkelrätt fibrerna Tryck parallellt fibrerna Tryck vinkelrätt fibrerna Längsskjuvning Styvhetsvärden i MPa Elasticitetsmodul parallellt fibrerna Elasticitetsmodul karakteristisk Elasticitetsmodul vinkelrätt fibrerna Skjuvmodul Densitet i kg/m3 Densitet CE GL24h CE GL28h CE L40s CE L40c 24,0 16,5 0,40 24,0 2,7 2,7 28,0 19,5 0,45 26,5 3,0 3,2 30,0 22,5 0,40 29,0 2,7 3,5 30,8 17,6 0,40 25,4 2,7 3,5 E0,mean 11 600 E0,05 9 400 E90,mean 390 12 600 10 200 420 13 200 11 100 410 13 000 10 500 410 Gmean 720 780 760 760 Pk 380 410 430 400 ƒm,k ƒt,0,k ƒt,90,k ƒc,0,k ƒc,90,k ƒv,k Tillverkningssortiment Dimensions- och hållfasthetsöversikt gällande CE-märkt limträ Bredd, mm Höjd, mm 180 225 270 315 360 405 450 495 540 585 630 675 720 765 810 855 900 945 990 1035 1080 1125 1170 1215 1260 1305 1350 1395 1440 1485 1530 1575 1620 42 56 66 78 90 115 140 165 190 215 L40s L40s L40s L40s* L40s* L40s* L40s L40s L40s L40s L40s L40s* L40s* L40s* L40s* L40s L40s L40s L40s L40s L40s L40s L40s* L40s* L40s* L40s* L40s L40s L40s L40s L40s L40s L40s L40s L40s L40s* L40s* L40s* L40s* L40s* L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c L40c
