Konstruktionsteknik LTH 1 (6) 2020-04-16 B y g g o c h Mi l j ö t e k n o l o g i
Avdelningen för Konstruktionsteknik
Tentamen i
Konstruktionsteknik
17 april 2020 kl. 8-13
Format: Digital, individuell hemtenta. Bara handskrivna svar godtas.
Tillåtna hjälpmedel: Läroböcker, egen formelsamling, lösta tal, miniräknare, räknedosa.
Förbjudet: Samarbete med andra tentander eller utomstående person. Se försäkran och identifiering på sidan 3 - muntlig kontroll kan komma att genomföras efter hemtentatillfället. Du ska skriva av texten, skanna in din id-handling, ange plats, tidpunkt, skriva under och förtydliga din namnunderskrift. Detta blad lämnas in som sida 0, tillsammans med dina handskrivna svar på tentauppgifterna
OBS! I vissa uppgifter kan du behöva göra egna antaganden om vilka förutsättningar som gäller samtidigt som det kan finnas förutsättningar som är överflödiga. Motivera alla antaganden. 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!
Endast en uppgift per papper och glöm inte nummer på uppgiften, namn, personnummer, sidnummer på alla inlämnade papper.
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 följande minimikrav för godkänd tentamen:
- Poäng från tentamen + konstruktionsuppgift (inkl. laboration sedan VT2019): 30p - Varav minst 8p av poängen på den skriftliga tentamen måste utgöras av F-uppgifter - Varav minst 12p av poängen på den skriftliga tentamen måste utgöras av B-uppgifter
Slutbetyg beräknas enligt följande:
30 – 39 betyg 3 40 – 49 ” 4 50 – 60 ” 5 Läs även nästa sida
Konstruktionsteknik LTH 2 (6) 2020-04-16 B y g g o c h Mi l j ö t e k n o l o g i
Avdelningen för Konstruktionsteknik
Inskannade lösningar med tentatal läggs ihop till en word- eller pdf-fil som sedan komprimeras till en zip-fil. Zip-filen laddas upp till Dropbox-katalog VBKF15_Omtenta_20200417_Förnamn_Efternamn.
Zip-filen bör helst inte vara större än 20 MB. Observera att det är ditt ansvar att lösa de praktiska detaljerna kring skanning och uppladdning.
Lösningarna bör vara uppladdade senast kl. 13.30, dvs. inom en halvtimme efter sluttid. För studenter med förlängd skrivningstid gäller motsvarande regel, dvs. tentan ska vara uppladdad efter den förlängda skrivningstidens slut.
Under tentatiden nås Miklós Molnár på miklos.molnar@kstr.lth.se resp. mobil 070-285 70 87.
Tentan gjord av Miklós Molnár.
Konstruktionsteknik LTH 3 (6) 2020-04-16
Försäkran och identifiering
Jag försäkrar härmed att det är jag på egen hand som har löst tentauppgifterna och skrivit ner svaren. Jag har följt anvisningarna angående tillåtna hjälpmedel och förbud mot samverkan.
Ort:--- Datum: 2020-04-17
Underskrift --- Namnförtydligande: ---
Antal inlämnade blad (utan försäkran) --- Skanna in din id-handling här
Konstruktionsteknik LTH 4 (6) 2020-04-16
Uppgift 1 (F) – 20 p
A) Vad är anledningen till att lastkoefficienterna för permanent last (1,2) i lastkombinationerna i brottgränstillståndet (STR och EQU) är lägre än för variabla laster (1,5)? (2p)
B) Vilka formfaktorer gäller för fasadinklädnaden på en byggnad med rektangulär planlösning (b=20 m, d=10 m) och höjden h=30 m? Se avsnitt 1.9.1 Formfaktorer för väggar, i RoF för förklaring. Du ska alltså bestämma formfaktorer för alla de fyra fasaderna. Rita en skiss där du markerar de aktuella zonerna med tillhörande formfaktor. (3p)
C) Hur många flytleder kan bildas i en balk (tvärsnittsklass 1) med last och upplagsvillkor enligt figuren nedan? Ange läget för flytleden/ flytlederna. (2p)
D) Nämn två fördelar med fackverksbalkar framför balkar med kompakt tvärsnitt. Nämn
även minst en nackdel. (2p)
E) Limträ förekommer i olika hållfasthetsklasser, till exempel GL30h eller GL30c, se tabell 4.20 i RoF. Vad är skillnaden mellan dessa två limträkvaliteter? (2p)
F) En tillverkare av betongprodukter vill minska sitt företags miljö- och klimatavtryck. Ballast börjar bli en bristvara och cement är problematiskt ur klimatsynpunkt. Armeringsstål har också ett stort klimatavtryck.
Vilka åtgärder skulle du föreslå för att minska resursanvändning och klimatavtryck vid tillverkning av prefabricerade takbalkar. Takbalkarna ska spänna över öppningsmått på 15-25 meter. Balkarna kommer att ställas upp som fritt upplagda balkar och belastas av egentyngd från balken och taket samt snölast. Redogör för så många åtgärder du bara kommer på.
Motivera dina svar genom att rita skisser, använda formler (om det behövs) och argumentera för riktigheten i dina förslag. Rangordna gärna dina förslag utifrån potentialen att spara betong och armering.
(9p)
Konstruktionsteknik LTH 5 (6) 2020-04-16
Uppgift 2 (B) – 30 p
Det finns bara en enda beräkningsuppgift med ett antal delfrågor. Byggnaden visas i nedan figurer, tillsammans med ett antal kompletterande detaljskisser som förtydligar vissa delfrågor. Du kommer att behöva göra ett antal val – motivera alltid dessa val.
Följande förutsättningar gäller generellt:
1. Byggnadens höjd är 12 (tolv) meter, 6 (sex) meter mellan varje plan.
2. Taket är plant, egentyngd är gtak,k=1,5 kN/m2.
3. Egentyngder hos balkar och pelare anses vara inbakade i egentyngder hos taket och mellanbjälklaget
4. Mellanbjälklaget är i betong och har tjockleken 220 mm. Betongens tunghet är 25 kN/m3. Mellanbjälklaget utförs kontinuerligt längs med byggnadens långsida (i x-led).
5. Vinden blåser mot byggnadens långsida, se RoF avsnitt 1.9.3. Terrängtyp 0. Lastfall med vind mot gaveln behöver inte beaktas.
6. Byggnaden stabiliseras i horisontalled med vindkryss. Vid anblåsning mot långsidan enligt pkt. 4 ovan, används åtta (8) par kryss: fyra (4) i varje gavel, två (2) på varje vångsplan.
7. Alla pelare är våningshöga och ledat infästa.
Konstruktionsteknik LTH 6 (6) 2020-04-16
Följande förutsättningar gäller individuellt, baserat på ditt tolvsiffriga (12) personnummer, dvs ditt personnummer (pnr) på formen 19980125-0256 (siffrorna i exemplet är valda på måfå):
Parameter/villkor Siffra i pnr Värde på aktuell siffra i pnr
Värde på parameter
Snölastens grundvärde på mark sk (kN/m2)
Femte (5:e) siffran
0 1
4,5 kN/m2 1,5 kN/m2 Referensvindhastighet νb
(m/s)
Sjätte (6:e) siffran
0 – 3 4 – 6 7 – 9
25 m/s 23 m/s 21 m/s Verksamhetstyp som belastar
mellanbjälklaget
Sjunde (7:e) siffran
0 – 1 2 – 3
Kontor Lokal, typ C3 Upplagsvillkor för balkar
som bär upp mellanbjälklaget (balkarna spänner i y-led)
Åttonde (8:e) siffran
0 – 5
6 – 9
Fritt upplagt mellan pelarna i y-led
Kontinuerligt över tre (3) stöd i y-led Avstånd mellan pelarna i y-
led
Nionde (9:e) siffran
0 – 4 5 – 9
6 meter 7 meter Avstånd mellan pelarna i x-
led
Tionde (10:e) siffran
0 – 4 5 – 9
6 meter 4,8 meter
Deluppgifter:
a) Redovisa i en tabell ditt val av parametrar och rita en skiss över byggnaden med gällande avstånd. Avdrag görs med 2 poäng för varje parameter som är felaktigt vald. (1p)
b) Beräkna dimensionerande last i vidkryssen på bottenplan. (5 p).
c) Beräkna dimensionerande last i brottgränstillståndet för pelare PB2 och PC3 - det handlar om pelarna som bär upp mellanbjälklaget. (12 p).
d) Mellanbjälklaget utförs i platsgjuten betong, som en kontinuerlig, enkelspänd konstruktion (dvs bärning bara i x-led, som hos en kontinuerlig balk). Betong C30, armering Φ12 K500B-T. Dimensionera bjälklaget i brottgränstillståndet. (8 p)
e) Dimensionera pelare PB2 i brottgränstillståndet. Det handlar om pelaren som bär upp mellanbjälklaget. Normallastens excentricitet är försumbar. Välj profil av typen VKR, stålkvalitet S235. Utnyttjandegraden ska vara över 70 %. (4 p)
