Aus welchen Stoffen setzt sich Stahl zusammen? Welche Bedingung muss dabei erfüllt sein?
Stahl ist eine Legierung aus Eisen und Kohlenstoff sowie andere Begleit- und Legierungselemente, wobei der Kohlenstoffgehalt maximal 2% betragen darf.
Welche Grundzutaten benötigt man für den Hochofenprozess?
Erz (Eisenoxid) ▪ Kalk ▪ Koks (stark kohlenstoffhaltiger Brennstoff)
Welchem Zweck dient der Hochofenprozess?
Reduktion des im Eisenerz gebundenen Sauerstoffs.
▪ Reduzierung des Kohlenstoffgehalts.
▪ Entfernen bzw. Reduzieren von Begleitstoffen.
Welche charakteristische mechanische Materialeigenschaften besitzt Stahl?
▪ Isotropes Materialverhalten
▪ Hohe Materialsteifigkeit: E = 210 GPa
▪ Hohe Zug und Druckfestigkeit
▪ Querdehnzahl: 0,3
▪ Hohe Duktilität
Skizziere das Spannungs-Dehnungsdiagramm einer Stahlprobe im Zugversuch, und benenne die unterschiedlichen Bereiche.
Welches Tragverhalten ist typisch für den Stahlbau? (Hinsichtlich hoher Temperatur, Duktilität und plastischem Materialverhalten)
Starker Festigkeitsverlust bei hohen Temperaturen.
▪ Hohe Duktilität gewährleistet hohes Maß an Sicherheit, da Bauteilversagen nicht plötzlich auftritt.
▪ Plastisches Materialverhalten ermöglicht unter lokalem Ausnutzen der Fließgrenze an hoch beanspruchten Stellen eine Umlagerung von Beanspruchungen in niedrigere ausgenutzte Bereiche.
Wie hoch ist der Teilsicherheitsbeiwert zur Bemessung von ständigen ungünstigen Auswirkungen γ𝐺 sowie veränderlichen ungünstigen Auswirkungen γ𝑄 im Grenzzustand der Tragfähigkeit.
γ𝐺 = 1,35, γ𝑄 = 1,5
Nenne Beispiele für ständige, veränderliche und außergewöhnliche Einwirkungen
Ständige: Eigenlasten, Erdlasten, wahrscheinliche Setzungen
▪ Veränderliche: Verkehrslasten, Kranlasten, Schnee, Wind, Temperatur
▪ Außergewöhnliche: Anprallasten, Erdbeben, Explosionen, Brand
Was ist mit dem Grenzzustand der Tragfähigkeit (GZT) gemeint?
Zustand eines Bauteils bei dessen Überschreitung es versagt
Was ist mit dem Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit (GZG) gemeint?
Zustand eines Bauteils bei dessen Überschreitung die Funktion des Tragwerks oder Teile davon, das Wohlbefinden des Nutzers oder das Erscheinungsbild des Bauwerkes negativ betroffen werden.
Was wird mit dem Kombinationsbeiwert berücksichtigt?
Das gleichzeitige Auftreten mehrerer nicht zu 100% wahrscheinlichen Ereignissen.
Nenne Maßnahmen zum Korrosionsschutz
▪ Beschichtungen
▪ Metallische Überzüge
▪ Verwendung legierter Stahlsorten
▪ Korrosionsgerechte Gestaltung
Beschreibe das Materialverhalten von Stahl im Brandfall.
▪ Stahl ist nicht brennbar.
▪ Stahl verliert ab einer Temperatur zwischen 400 und 600 °C stark an Festigkeit.
▪ Hohe Wärmeleitfähigkeit beeinflusst Feuerwiderstandsdauer negativ.
Beschreibe das Materialverhalten von Holz im Brandfall.
▪ Holz ist brennbar.
▪ Jedoch behält ein Holzbalken im Brandfall lange seine Festigkeit, da die äußere Schicht verkohlt und dadurch den inneren Kern des Balkens längere Zeit schützt.
Wie berechnet man das elastische Widerstandsmoment 𝑊𝑒𝑙,𝑦 eines rechteckigen Querschnitts um die yAchse?
𝑊𝑒𝑙,𝑦 = 𝑏ℎ ^2/ 6
Wie berechnet man das elastische Flächenträgheitsmoment 𝐼𝑦 eines rechteckigen Querschnitts um die yAchse?
𝐼𝑦 = 𝑏ℎ3 ^/12
Erkläre die Funktionsweise eines Doppel-T-Trägers hinsichtlich der Aufnahme von Biegemomente und Querkraft.
Flansche nehmen größtenteils das Biegemoment auf. Der Steg nimmt die Querkraft auf.
Welche Stahlprofile eignen sich besonders zum Aufnehmen von Torsionsmomenten?
Geschlossene rechteckige und runde Hohlprofile.
Welche Achse eines I-Profils wird bezüglich der Stabilität als die „schwache“ Achse bezeichnet
Die z-Achse
Bei welchen Tragwerken besteht die Gefahr des Beulens
Ebene Flächentragwerke (Scheibentragwerke)
Bei welchen Bauteilen besteht die Gefahr Knickens?
Bei schlanken, druckbeanspruchten Bauteilen
Beschreibe alle drei Gleichgewichtslagen bezüglich ihres Potentials
→ Indifferentes Gleichgewicht
→ Stabiles Gleichgewicht
→ Instabiles Gleichgewicht
Bei welchen Spannungen können Stabilitätsprobleme auftreten.
Druckspannungen
Welche Probleme treten bei der Herstellung von Schweißnähten auf der Baustelle auf.
▪ Erschwerte Zugänglichkeit der Schweißnähte.
▪ Notwendigkeit einer entsprechende Schweißausrüstung.
▪ Schweißstelle muss vor Witterungseinflüssen geschützt werden.
▪ Schweißnahtgüte muss kontrolliert werden.
▪ Notwendigkeit des Schweißens in Zwangslage.
Was versteht man unter einer rohen Schraube.
Schrauben, bei denen Schaft und Gewinde den gleichen Durchmesser aufweisen. Verbindungen mit rohen Schrauben haben ein Lochspiel (Lochdurchmesser > Schraubendurchmesser), welcher eine gewisse Höchstabweichung (1 bis 3 mm) je nach Schraubenart nicht überschreiten darf.
Was versteht man unter einer Passschraube.
Bei sogenannten Passschrauben ist der Gewindedurchmesser kleiner als der Schaftdurchmesser. Passschraubverbindungen werden ohne Lochspiel bzw. sogar mit negativen Lochspiel mit einem bis zu 0,3 mm kleinen Lochdurchmesser als der Schaft ausgeführt.
Nenne mögliche Nachweise, welche bei Schraubverbindungen (Kategorie A bis E) geführt werden müssen.
▪ Abscheren
▪ Lochleibung
▪ Gleiten
▪ Nettoquerschnitt
▪ Zug
▪ Durchstanzen
Beschreibe was man unter der Scherfläche einer Schraubverbindung versteht.
Querschnitt einer Schraube in der Berührungsebene der zu verbindenden Teile.
Welche Nachweise sind für eine die Scherfläche einer Schraubverbindung zu führen?
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