Meteen naar document

Oefententamen september 2004 Draagconstructies

Vak

Technologie 5 (BK6040)

10 Documenten
Studenten deelden 10 documenten in dit vak
Studiejaar: 2004/2005
Geüpload door:
Anonieme student
Dit document is geüpload door een student, net als jij, die anoniem wil blijven.
Technische Universiteit Delft

Reacties

inloggen of registreren om een reactie te plaatsen.

Preview tekst

Oefententamen BKB5400_b naam: September 04 Studienummer N. Bij het tentamen mag een tweezijdig A4 formuleblad geraadpleegd worden. De gegeven open vragen kunnen ook als m. vragen gesteld worden.

Analyse

Algemene beschrijving en gegevens Een bedrijfshal met een geprefabriceerde ongeschoorde betonconstructie, B45, bestaande uit dwarsliggers, doorsnede 0,3 * 0,6 m 2 , opgelegd op gevelkolommen, doorsnede 0,3 * 0,3 m 2. De begane grond vloer, dikte 0,2 m, en de funderingsbalken, doorsnede 0,3 * 0,3 m 2 , zijn in het werk gestort (B25). Het gebouw is gefundeerd op betonpalen.

l= 6,0 m l

h = 6,0 m

figuur 2: dwarsdoorsnede hal.

Dakvloer: veranderlijke belasting regen/sneeuw: p = 1,0 kN/m 2 dakplaten + dakbedekking + isolatie: p = 1,5 kN/m 2 Begane grond vloer: veranderlijke belasting: p = 6,0 kN/m 2 eigengewicht + afwerking: p = 5,0 kN/m 2 gevel: p = 0,5 kN/m 2 Voor deze constructie worden de rekenwaarden bepaald met de volgende belastingfactoren: permanente belasting: 1,

veranderlijke belasting: 1,

1 Bepaal voor de midden paal met de onderstaande gewichtsberekening de rekenwaarde van de grootste normaalkracht N'd voor de maatgevende belastingcombinatie, bestaande uit de permanente belasting + de extreme veranderlijke belasting: N'd = .............. kN. (2 punten)

Gewichtsberekening midden paal (representatieve waarden)

Paal, midden

Lengte breedte Factor’ Belasting Permanent veranderlijk Extreem

veranderlijk momentaan vloer veranderlijk 6,0 4,0 1,2 6,0 172,8 86, vloer permanent 6,0 4,0 1,2 5,0 144, 0 Balk 6,0 1,2 0,30,624 31, totaal: 175, )’ met de factor 1,2 wordt de invloed van het inklemmingsmoment op de belastingafdracht voor het middensteunpunt van de balk verdisconteerd.

l=6,0 m

b= 4,0 m

figuur 1 plattegrond hal l= 6,0 m, de hart-op-hart afstand van de portalen is b = 4,0 m

l l Rgevel= 0,5 q *l Rmidden = 1,2 q *l

Figuur 3. Schema van de ongeschoorde betonconstructie met de wind- en de verticale belasting. Eenvoudigheidshalve wordt aangenomen dat de kolommen zijn ingeklemd in de fundering. De schema lengte van de kolommen is gelijk aan: h = 6,0 m

kolom

Lengte breedte Belasting Permanent Extreem momentaan dak veranderlijk ½ * 12 4 1,0 24,0 0 dak permanent ½ * 12 4 1,5 36, Balk ½ * 12 0,30,624 25, Kolom 6 0,30,324 13, totaal op b. 74,9 24,0 0

2 Door de windbelasting worden de portalen belast met een representatieve horizontaalkracht aangrijpende op de dakbalk zie figuur 3: Hrep = 13,0 kN (zie figuur 3). Eenvoudigheidshalve wordt verondersteld dat de ongeschoorde gevelkolommen ter plaatse van de fundering oneindig stijf zijn ingeklemd.

a Bepaal de rekenwaarde van het grootste moment Md in de gevelkolom door de extreme windbelasting, exclusief het tweede orde effect: Md = .............. kNm (2 punten)

b Bepaal de spanning in de kolom door dit moment:  = ......../mm 2 (2 punten)

c Bepaal de rekenwaarde van de normaalkracht N'd in de kolom (exclusief het tweede orde effect) voor de belastingcombinatie permanente belasting + extreme wind belasting + overige veranderlijke belastingen momentaan: N'd = .............. kN (2 punten)

d Bepaal voor de berekende normaalkracht de spanning in de kolom:  = ......../mm 2

(2 punten)

e Vergelijk de spanningen in de kolom tengevolge het moment en de normaalkracht, in de kolom als berekend voor vraag 3b en 3d. Welke conclusie kan worden getrokken uit de vergelijking van de grootte van deze spanningen? 9 (2 punten)

h = 6,0 m

12,0 m

Hrep = 13 kN

Funderingen

figuur 4 sondering, inhei-diepte paal 8 - maaiveld, 1 MPA = 1 N/mm 2

6 Gegevens: Funderingspaal met diameter: D = 250 mm Het oppervlak van de paalpunt is: A = 49100 mm 2 De grond bestaat uit veenlagen tot 7 m en een draagkrachtige zandlaag vanaf 7 m.

a Wordt de paal volgens de gegeven sondering belast met negatieve kleef? zo ja bepaal de lengte waarover de paal belast wordt met negatieve kleef. ( 2 punten).

b Werkt op de paal volgens de gegeven sondering ook een positieve kleef? Zo ja bepaal de lengte waarover deze positieve kleef op de paal aangrijpt. (2 punten)

7 Welke bezwaren doen zich voor bij het heien van palen met een verzwaarde voet op korte afstand van een belending? ( 2 punten)

8 Een gebouw wordt gefundeerd op staal naast een eerder gerealiseerd gebouw dat ook op staal is gefundeerd. Door de belastingtoename op de draagkrachtige laag leidt deze bouwwijze tot: a zetting van het eerder gerealiseerde gebouw; b zetting van de nieuwbouw; c zetting van beide gebouwen; d geen zetting van betekenis als de belasting op de draagkrachtige laag van de nieuwbouw niet groter is dan de oorspronkelijke belasting op de draagkrachtige laag door het eerder gerealiseerde gebouw. ( 1 punt)

9 Samenhangende gronden zijn vaak weinig samendrukbaar. Waar/onwaar (1 punt)

10 De cohesie van niet samenhangende gronden als zand en grind is meestal gering. Waar/onwaar (1 punt)

11 Het verstijven van een gemetselde fundering op staal met een betonnen balken evenwijdig aan de fundering is zinvol indien: a de fundering te veel vervormt. b de draagkracht van de fundering onvoldoende is. c de stijfheid van de draagkrachtige laag sterk varieert. (1 punt)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 MPa 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 diepte

Betonnen balken aan weerzijden van gemetselde fundering

Antwoorden Oefententamen BKB504a februari 2004

1 Rekenwaarde van de normaalkracht op de midden paal voor de belasting combinatie permanent + extreem op begane grond:

N'd = 1,2 *175,1 + 1,5 * 172,8 = 469,3 kN

2a De rekenwaarde van het moment in de kolom is: Md =1,5 * ½ * 13 * 6,0 = 58,5 kNm

2b Spanning in de kolom (exclusief tweede orde) ten gevolge dit moment:

kolom: z = ½ * 300 mm, I = 300 * 300 3 /12 mm 4

 = M * z / I = 58,5 10 6 * 150 / (300 * 300 3 /12) = 13 N/mm 2

2c Normaalkracht voor de belastingcombinatie permanent + extreem wind + overige veranderlijke belasting momentaan: N'd = 1,2 * 74,9 + 1,5 * 0 = 89,9 kN

2d Spanning in de kolom:  = N'd /A = 89900/ 300 2 = 1,0 N/mm 2

2e De spanning door het moment  =13 N/mm 2 is veel groter dan de spanning door de normaalkracht  = 1,0 N/mm 2 , deze kolom scheurt, door de scheurvorming zal de stijfheid afnemen.

3 Bij combinaties één belasting extreem, overige momentaan: Belastingverhoging op paal door de belasting op de tussenvloer: N'd = (1,2 * 1,0 +1,5 * 2,5) * 1,2 * 6,0 * 4,0 kN

De afname van de paalbelasting door de reductie van de veranderlijke vloerbelasting op de begane grond is: N'd = 1,5 * prep * 1,2 * 6,0 * 4,0 kN

Gelijkstellen van de verhoging van de paalbelasting met de afname door reductie geeft: 1,5 * prep * 1,2 * 6,0 * 4,0 = (1,2 * 1,0 +1,5 * 2,5) * 1,2 * 6,0 * 4,0 => prep = 3,3 kN/m 2

De resterende gereduceerde veranderlijke belasting op de begane grond vloer wordt: prep = 6,0 – 3,3 = 2,7 kN/m 2

4a Rekenwaarde van de spanning in de verticale staaf:

 = N’d /A = 79200/(60 * 8) = 165 N/mm 2 voldoet

4b Controle van de vervorming van deze staaf voor de representatieve belasting.

Representatieve kracht: N’drep = 4* 4* ((1,0 + 2,5) = 56 kN,

Vervorming:  =  * l / E = N’d * l /(A E ) = 56000 * 3000/ (60*80 *210000) = 1,7 mm

4c Controle van de rekenwaarde van de spanning  = 165 < 235 N/mm 2

Controle van de vervorming  = 1,7 mm < 8 mm, de staaf voldoet qua sterkte en stijfheid.

Formules voor spanningen en vervormingen:

Krachtswerking

Statica, evenwicht ΣM, ΣV, ΣH=

Sterkte, spanningen

Stijfheid, vervormingen

Normaalkracht

N-lijn

A

N

 

ldl,E

ε constant over l:

l

l

 ,

EA

N l l

  

Williot-diagram

Buiging

M-lijn I

Mz

 

algemeen:

zz

z yy

y I

M z I

M y  

 

EI

M dx

d dx

d w  

2

2

Vergeet-me-nietjes

Dwarskracht

V-lijn

I

V S s

 a 

b I

V Sa 

 

Verwaarloosbaar

Wringing

Mt -lijn Cirkel:

p

t I

M r

 

Dunwandig gesloten:

A t

M

m

t  

 2

p

x t G I

M dx

d 

Mt constant over l:

p

t x G I

M l 

 

Formules voor doorsnede-grootheden:

 Sz zdA Sy ydA

 Izz z 2 dA Iyy y 2 dA

 Ip r 2 dA(y 2 z 2 )dAIyyIzz

 Steiner: IzzIzzeigenzc A

2 ( ) IyyIyyeigen yc A

2 ( )

3

12

1 I bh

Vergeet-me-nietjes

Was dit document nuttig?

Oefententamen september 2004 Draagconstructies

Vak: Technologie 5 (BK6040)

10 Documenten
Studenten deelden 10 documenten in dit vak
Was dit document nuttig?
Oefententamen BKB5400_b
naam:
September 04
Studienummer
N.B. Bij het tentamen mag een tweezijdig A4 formuleblad geraadpleegd worden. De gegeven open vragen
kunnen ook als m.c. vragen gesteld worden.
Analyse
Algemene beschrijving en gegevens
Een bedrijfshal met een geprefabriceerde ongeschoorde betonconstructie, B45, bestaande uit
dwarsliggers, doorsnede 0,3 * 0,6 m2 , opgelegd op gevelkolommen, doorsnede 0,3 * 0,3 m2 . De
begane grond vloer, dikte 0,2 m, en de funderingsbalken, doorsnede 0,3 * 0,3 m2 , zijn in het werk
gestort (B25). Het gebouw is gefundeerd op betonpalen.
l= 6,0 m l
h = 6,0 m
figuur 2: dwarsdoorsnede hal.
Dakvloer: veranderlijke belasting regen/sneeuw: p = 1,0 kN/m2
dakplaten + dakbedekking + isolatie: p = 1,5 kN/m2
Begane grond vloer: veranderlijke belasting: p = 6,0 kN/m2
eigengewicht + afwerking: p = 5,0 kN/m2
gevel: p = 0,5 kN/m2
Voor deze constructie worden de rekenwaarden bepaald met de volgende belastingfactoren:
permanente belasting: 1,2
veranderlijke belasting: 1,5
1 Bepaal voor de midden paal met de onderstaande gewichtsberekening de rekenwaarde van de
grootste normaalkracht N'd voor de maatgevende belastingcombinatie, bestaande uit de permanente
belasting + de extreme veranderlijke belasting: N'd = ………….. kN. (2 punten)
Gewichtsberekening midden paal (representatieve waarden)
Paal, midden
Lengte
breedte
Factor’
Permanent
veranderlijk
Extreem
veranderlijk
momentaan
vloer veranderlijk
6,0
4,0
1,2
172,8
86,4
vloer permanent
6,0
4,0
1,2
144, 0
Balk
6,0
1,2
31,1
totaal:
175,1
)’ met de factor 1,2 wordt de invloed van het inklemmingsmoment op de belastingafdracht voor het
middensteunpunt van de balk verdisconteerd.
l=6,0 m
b= 4,0 m
figuur 1 plattegrond hal
l= 6,0 m, de hart-op-hart afstand van de
portalen is b = 4,0 m
l l
Rgevel= 0,5 q *l Rmidden = 1,2 q *l