Altklausuren

Welchen Einfluss auf die Stahltemperatur berücksichtigt der Profielfaktor?

Ordnen Sie die gegebenen Querschnitte den entsprechenden Profilfaktoren zu. Benennen Sie anschließend die gegebenen Erwärmungskurven mit dem jeweiligen Querschnitt bzw. Profilfaktor (z.B. 1=i oder 1=ii).

Welche Aspekte des Brandschutzes bei Verwendung der Naturbrandmodelle werden nicht in der Einheitstemperaturkurve berücksichtigt? Erläutern Sie kurz, welches Modell zu konservativeren Ergebnissen in der Brandschutzbemessung führt.

Welche zwei Möglichkeiten der Verdübelung gibt es?

Welche zwei Möglichkeiten der Düblanordnung giebt es?

Benenne die beiden unterschiedlichen Verformungsarten auf dem Bild:

Nennen Sie drei Beispiele, wann ein sogenannter kritischer Schnitt am Querschnitt vorliegt und somit die charakteristische Länge definiert, für die die Verbundsicherung einzeln nachzuweisen ist.

Nennen Sie die beiden vereinfachten Nachweisverfahren die nach Eurocode 3, Teil 1-2 zur Bemessung von Stahlbauteilen möglich sind. Wie sehen die zugehörigen Nachweisformate aus?

Wie können Bauteile entsprechend ihres Brandverhaltens klassifiziert werden?

Wie sind ungeschützte Stahlbauteile diesbezüglich einzuordnen?

Füllen sie die folgende Abbildung entsprechend möglicher Maßnahmen zur Verbesserung des Brandschutzes von Stahlbauteilen aus. Worin unterscheiden sich die aktiven und passiven Maßnahmen maßgeblich?

n dem unten dargestellten Diagramm ist der Verlauf einer Bauteiltemperatur über die Zeit während einer Brandbeanspruchung angegeben.

1. Geben Sie die kritische Bauteiltemperatur für Stahlbauteile an und erläutern Sie diese.

2. Welche Feuerwiderstandsdauer wird durch das angegebene Stahlbauteil erreicht?

Wie lässt sich der Feuerwiederstand von Bauteilen verbessern?

Alle Maßnahmen zur Verbesserungen des Brandschutzes des Bauteils führen zu einer Erhöhung des Widerstandes auf F90-AB. Zeichen Sie in der Anlage einen exemplarischen Verlauf für die Erwärmung des Bauteiles im Brandfall für diese Feuerwiderstandsklasse und markieren Sie den maßgebenden Punkt der Feuerwiderstandsdauer.

Geben Sie für die unten dargestellte Verbunddecke alle erforderlichen Nachweise für die Verbundsicherung an und skizzieren die entsprechenden Dübelumrissflächen ein. Welche Anordnung der Dübel ist sinnvoller. Begründen Sie.

Zeichnen Sie in die vorbereiteten Querschnitte der Betonstützen drei mögliche Stahlprofile ein, um Verbundstützen zu erhalten.

Skizzieren Sie schematisch den Verlauf der Dehnungen und Schubspannungen des unten dargestellten Verbundträgers mit I) teilweisem und II) vollständigem Verbund. Erklären Sie stichpunktartig die Unterschiede.

Welche zwei physikalischen Mechanismen sorgen im Brandfall für die Erwärmung eines Stahlbauteils?

Welchen Einfluss hat die „Massigkeit“ eines Stahl-Bauteils bzw. eines Stahl-Querschnitts auf die Erwärmung im Brandfall?

Mit welchem Wert lässt sich die „Massigkeit“ quantifizieren und wie wird dieser errechnet?

Beeinflusst eine nicht brennbare Kastenverkleidung die „Massigkeit“ eines I-Profils? Begründen Sie Ihre Antwort!

Welche zwei Arten von Brandverläufen lassen sich grundsätzlich unterscheiden? Wie unterschieden sich diese hinsichtlich Abbrand bzw. Brenndauer? Erläutern Sie stichpunktartig.

Erläutern Sie kurz den Begriff der Brandlast und der Energiefreisetzungsrate.

Was bedeuten die Feuerwiderstandsdauern, und wie werden diese klassifiziert? Erläutern Sie stichpunktartig an einem Beispiel.

Worin besteht die Gefahr von hoch-beanspruchten und ungeschützten Stahlbauteilen unter Brandbeanspruchung? Erläutern Sie stichpunktartig.

Welche Höhe hat die kritische Bauteiltemperatur?

Ab welcher Branddauer kann davon ausgegangen werden, dass ungeschütze Stahlbauteile die kritische Bauteiltempertur erreichen?

Gegeben seien die beiden unten dargestellten ungeschützen Stahlprofile. Zeichnen Sie in das vorbereitete Diagramm qualitativ die Temperatur-Zeit Kurven für die beiden Profile ein. Begründen Sie Ihre Antwort kurz.

Anhand welcher Kriterien kann bei einer Verbunddecke bzw. einem Verbundträger überprüft werden, ob ein Biegedrillknicknachweis entfallen kann?

Worin besteht der Unterschied zwischen teilweisem und vollplastischem Verbund?

Erläutern Sie die Bedeutung der plastischen Normalkrafttragfähigkeit sowie der idealen Verzweigungslast beim Nachweis einer Verbundstütze.

Der dargestellte Verbundträger eines bestehenden Gebäudes erfüllt nicht die Voraussetzungen für die geforderte Feuerwiderstandklasse. Nennen und skizzieren Sie drei mögliche Maßnahmen, die die Tragfähigkeit im Brandfall verbessern, und erläutern Sie kurz deren Wirkungsweise.

Zusätzlich soll für den Verbundträger eine Heißbemessung durchgeführt werden. In dem betreffenden Abschnitt des Gebäudes befindet sich lediglich ein Schwimmband mit geringem Publikumsverkehr. Der Bauherr möchte bei der Heißbemessung Kosten sparen, und diese auf Basis der Einheitstemperaturkurve durchführen lassen. Machen Sie dem Bauherrn stichpunktartig einen begründeten Alternativvorschlag für die Heißbemessung und erläutern sie die Vorteile.

Im Zuge einer späteren Umbaumaßnahme sollen große Teile der Fassade des Gebäudes im betreffenden Abschnitt dauerhaft geöffnet werden. Wie beeinflusst dies den Brandverlauf? Bennen Sie stichpunktartig die Auswirkung und die daraus resultierenden Folgen.

Gegeben ist die unten dargestellte Verbundstütze aus einem quadratischen, betongefüllten Hohlprofil. Beansprucht ist diese durch eine Auflast P sowie eine Querlast q. Die für den Querschnitt geltende N-M-Interaktionskurve ist ebenfalls gegeben.

Bestimmen Sie mithilfe des gegebenen Verlaufs der N-M-Interaktionskurve (ohne Knickgefahr) das durch die Stütze aufnehmbare Moment bei einer Normalkraft-Beanspruchung von 800 kN.

Zwischen welchen zwei charakteristischen Spannungsverteilungen im Querschnitt musste in Teilaufgabe a) interpoliert werden? Markieren Sie bei den unten dargestellten Querschnitte mit zugehöriger Spannungsverteilung. Streichen Sie außerdem die nicht gesuchten Spannungsverteilungen eindeutig durch.

Bei welcher einwirkenden Normalkraft kann das Moment Mpl,Rd überschritten werden? Ermitteln Sie die Normalkraft mithilfe der oben angegeben N-M-Interaktionskurve.

Bei welcher charakteristische Spannungsverteilung aus Teilaufgabe b) und warum kann das aufnehmbare Moment Mpl,Rd überschritten werden? Benennen Sie die Querschnittsnummer aus Teilaufgabe b) und erläutern Sie stichpunktartig warum eine Überschreitung von Mpl,Rd möglich ist.

Skizzieren Sie den qualitativen Brandverlauf nach Einheitstemperaturkurve und nach einem Naturbrandmodell.

Benennen Sie stichpunktartig zwei Unterschiede in den zugrundliegenden Modellannahmen zwischen der Einheitstemperaturkurve und dem Naturbrandmodell.

Durch das Schweißen von Stahlbauteilen können sich die mechanischen Kenngrößen des zu verbindenden Grundwerkstoffes ändern. Benennen Sie zwei sich ändernden mechanische Kenngrößen sowie deren qualitative Änderung stichpunktartig.

Beim Verbinden von Bauteilen mit Schweißnähten können nach dem Schweißen Deformationen der Bauteile zurückbleiben. Wodurch entstehen diese Deformationen? Erläutern Sie stichpunktartig.

In den unten gezeigten Bauteilen können nach dem Schweißen Deformationen zurückbleiben. Skizzieren Sie möglicherweise auftretenden Deformationen der zu verbindenden Bauteile.

Welche Verbindungsnachweise müssen Sie für die folgende einschnittige SL - Schraubenverbindung führen?

Zeichen Sie für die oben dargestellte einschnittige Verbindung die qualitative Verformung unter der einwirkenden Last F.

Die Lochleibungstragfähigkeit von einschnittigen Verbindungen ist nach EN 1993-1-8 begrenzt. Warum ist dies so? Begründen Sie stichpunktartig

Ordnen Sie die unten dargestellten Querschnitte mit zugehöriger Spannungsverteilung den maßgebenden Punkten in der N-M-Interaktionskurve zu. Tragen Sie hierfür die zugehörigen Querschnittsnummern (I-IV) eindeutig in das Diagramm aus Teilaufgabe a) ein

Welche Gefahren drohen ungeschützten Bauteilen aus Stahl unter allseitiger und direkter Brandbeanspruchung?

Welcher der unten abgebildeten Querschnitte bietet unter allseitiger Brandbeanspruchung die schlechteste bzw. die beste Tragfähigkeit im Vergleich zur Tragfähigkeit ohne Brandbeanspruchung. Begründen Sie Ihre Wahl.

In den gleichen Träger soll an anderer Stelle eine große Einzellast eingeleitet werden. Diese greift über die gesamte Querschnittsbreite auf dem Obergurt an (siehe Skizze). Für die lokale Lasteinleitung der großen Einzellast muss der Querschnitt verstärkt werden. Skizzieren Sie eine geeignete Verstärkungsmaßnahme, und zeichnen Sie die wirkenden resultierenden Kräfte in die ggf. gewählten Schweißnähte ein.