Tentamen i Konstruktionsteknik

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Tentamen i Konstruktionsteknik"

Rasmus Andreasson
för 5 år sedan
Visningar:

1 Bygg och Miljöteknologi Avdelningen för Konstruktionsteknik Tentamen i Konstruktionsteknik 2 Juni 2014 kl Gasquesalen Tillåtna hjälpmedel: Tabell & Formelsamlingar Räknedosa OBS! I vissa uppgifter kan du behöva göra egna antaganden om vilka förutsättningar som gäller, exempelvis val av säkerhetsklass. Motivera alla antaganden Endast en uppgift per papper och glöm inte namn på alla inlämnade papper Gjorda antaganden och utförda beräkningar ska redovisas med text och figurer! Riktiga lösningar utan tillfredställande förklaringar ger lägre poäng! Figurer ska vara så tydliga att de inte kan misstolkas! Tentamen omfattar 50 poäng varav 20 poäng omfattar uppgifter av förståelseinriktad karaktär (markeras med F) och 30 poäng är beräkningsuppgifter (markeras med B). För godkänt på tentamen krävs totalt 30 poäng (sammanräknat skriftlig tentamen och poäng från konstruktionsuppgift). På tentamen måste du ha klarat 40 % av vardera F-uppgifter och B-uppgifter för att bli godkänd. Detta innebär att även om du klarat alla B-uppgifterna blir du inte godkänd om du inte klarat tillräcklig mängd av F-uppgifterna och vice versa. Minimikrav för godkänd tentamen Totalsumma tentamen + konstruktionsuppgift: 30p Varav minst 8p av poängen på den skriftliga tentaman måste Varav minst 12p av poängen på den skriftliga tentaman måste utgöras av F-uppgifter utgöras av B-uppgifter Slutbetyg ger enligt följande: betyg Tentan gjord av Annika Mårtensson och Oskar Larsson Konstruktionsteknik LTH 1 (8)

2 Uppgift 1 B-uppgift (9 p) Byggnaden i figuren nedan ska byggas i Göteborg. Byggnaden kommer att innehålla en skola. Egentyngd på innerbjälklag inklusive balkar är 1,0 kn/m 2 Egentyngd på takkonstruktion är 1,5 kn/m 2, i denna egentyngd ingår takstol. Egentyngd enskild pelare 0,5 kn per våning. c-c-avstånd mellan pelare, balkar och takstol: 3 m. Pelare längd: 3 m (per våning) Husbredd 10 m Huslängd 18 m Höjd på huset 7,5 m Bärande inre pelare är placerad mitt emellan ytterväggarna. Icke-bärande innervägg är placerad 1,5 m från mittpelare. Bestäm de dimensionerande lastvärden som du anser behövs för pelarna i yttervägg i bottenvåning samt för balkarna som bär innerbjälklaget. Bjälklaget vilar på balkar som i sin tur är upplagda på pelarna. Lasterna kan uttryckas som linjelast eller punktlast, du ska välja det som kan anses mest relevant för konstruktionsdelen. Du behöver inte räkna ut moment och tvärkrafter. Balkarna ska vara kontinuerliga över stöd. Du får själv välja hur du modellerar infästningarna mellan elementen. Antaganden som du gör för hela byggnaden ska också redovisas. Om du anser att det kan vara aktuellt med flera olika lastfall ska du visa på fullständig beräkning för dessa. Takstol, lutning 5 Bärande pelare Balkar + bjälklag, kontinuerligt över mittstöd Icke-bärande innervägg Bottenplatta Konstruktionsteknik LTH 2 (8)

3 Uppgift 2 B-uppgift (8 p) En stålbalk bär upp ett betongbjälklag i en kontorsbyggnad i Helsingborg. Balken är upplagd enligt figuren, med en influensbredd på 8 meter. Balken belastas av egentyngd från bjälklag som kan sättas till 5 kn/m 2 (räkna med att balkens egentyngd ingår i denna last) samt nyttig last. Stålbalken ska utföras som en IPE-balk med materialkvalitet S275. Din uppgift är att dimensionera balken Principskiss över stålbalk. Facklängderna är angivna i meter Konstruktionsteknik LTH 3 (8)

4 Uppgift 3 B-uppgift (6 p) I en idrottshall i Halmstad bärs ett tak upp av limträpelare enligt figur. Kontrollera att pelaren klarar av belastningen, pelaren kan antas vara ledat infäst i båda ändar och stagad i den veka riktningen Tvärsnitt 450x115 mm Material GL32c Klimatklass 1 Lasttyp S Pelarens höjd är 4 meter N d = 600 kn Tvärsnitt h = 450 q d =20 kn/m b = 115 h = 450 Konstruktionsteknik LTH 4 (8)

5 Uppgift 4 F-uppgift (10 p) a) För stål kontrollerar man ofta vilken tvärsnittsklass som tvärsnittet tillhör. Ange för nedanstående balkar med hänsyn till belastning vilken som har störst risk att hamna i tvärsnittsklass 3 eller 4. Finns det någon balk där tvärsnittsklasskontroll inte behöver göras? A1) A2) A3) A4) Konstruktionsteknik LTH 5 (8)

6 b) För stålbalkar/pelare ska man ibland bestämma tvärsnittsgrupp. Detta beror på att olika tvärsnitt påverkas mer eller mindre av egenspänningar. Beskriv uppkomsten av egenspänningar och hur de påverkar bärförmågan hos en konstruktionsdel i stål. c) Bestäm det plastiska böjmotståndet W pl för stålprofilen nedan: (3p) d) Visa med skiss hur en momentstyv koppling mellan en betongpelare och en betongbalk kan utföras. (1p) e) Beskriv med hjälp av figuren nedan hur man definierar de olika lasterna som används i lastkombinationerna STR-B för brottgränstillståndet och kvasi-permanent för bruksgränstillståndet. På vertikalaxeln visas hur en viss last varierar under en femtioårsperiod. Konstruktionsteknik LTH 6 (8)

7 Uppgift 5 B-uppgift (F-uppgift) (7+1 p) Balken i figuren nedan är armerad med 4φ16 i dragzonen (underkant balk) och 2φ12 i tryckzonen (ovankant balk). I båda fallen är armeringskvaliteten B500B. Hur stor momentkapacitet har balken om: a) Endast dragarmeringen beaktas? (3p) b) All armering beaktas? Placera tryckarmeringen så att den precis börjar flyta. (4p) c) Är det möjligt att välja avståndet d enligt uppgift b? Resonera! (1p) (F-uppgift) Betong C35. Säkerhetsklass 2. Balken är del av ett mellanbjälklag i ett kontorshus. d 2φ φ Konstruktionsteknik LTH 7 (8)

8 Uppgift 6 F-uppgift (9 p) a) Armeringen har flera funktioner i en armerad betongkonstruktion. Ange minst fyra olika funktioner som armeringen kan ha. b) Konstruktioner måste förutom dimensionering i brott- och bruksgränstillståndet även dimensioneras för olyckslast i form av t ex brand. Vad innebär beteckningen REI60 för krav på den bärande stommen? (1p) c) När vi konstruerar en byggnad är det viktigt att ha en bra stomstabilisering. Visa på två olika sätt att säkerställa stabiliteten hos en tvåvåningsbyggnad. OBS! förklaring för hur din lösning fungerar krävs, räcker inte med endast figurer. d) Vid dimensionering av träbalkar och träpelare behöver man veta vilket klimat, framförallt relativ fuktighet i omgivande klimat, som konstruktionen kommer att utsättas för under sin livstid. Varför är det viktigt? Hur påverkas konstruktionen av låga respektive höga fuktnivåer? e) Vilken av nedanstående balkar böjer sig mest? Varför? Balken är belastad med jämnt utbredd last över hela sin längd. Fullständig motivering krävs. 1. En kontinuerlig balk på tre stöd med spännvidd 6m mellan stöden. 2. En fritt upplagd balk på två stöd med spännvidd 6 m mellan stöden. Konstruktionsteknik LTH 8 (8)

Relevanta dokument

Tentamen i Konstruktionsteknik

Bygg och Miljöteknologi Avdelningen för Konstruktionsteknik Tentamen i Konstruktionsteknik 3 Juni 2013 kl. 8.00 13.00 Gasquesalen Tillåtna hjälpmedel: Tabell & Formelsamlingar Räknedosa OBS! I vissa uppgifter