פתרון אביב 2024 מועד א – בטון
פתרון אביב 2024 מועד א – בטון
פתרון מלא בכתב יד של שלמה ראובן לשאלון 90318, עם תקציר לכל סעיף, סעיף פתור כטקסט בכל שאלה, וכלי LAB לבדיקה עצמית.
מרצה לסטטיקה ובטון, למדא
מה היה במבחן
| שאלה | נושא | נק׳ | כלי |
|---|---|---|---|
| 1 | בדיקת כפף לקורה · זיון לחוץ ומתוח (ω > 0.4) · זיון שלילי בסמך · גזירה וחישוקים | 33 | בדיקות כפף · תכן לכפיפה (בקרוב) · גזירה וחישוקים (בקרוב) |
| 2 | סכמות סטטיות ובדיקת כפף לתקרה מקשית · מומנטים ותגובות · זיון חיובי ושלילי · העברת עומסים לקורה · Mcd,max | 33 | בדיקות כפף · תכן לכפיפה (בקרוב) · העברת עומסים |
| 3 | משקל עצמי ובדיקת כפף לתקרת צלעות (K11) · מומנטים לצלע · זיון חיובי ושלילי · קורה מוסתרת מול קורה יורדת | 33 | בדיקות כפף · תכן לכפיפה (בקרוב) · העברת עומסים |
| 4 | תמירות גבולית · אורך פעיל בשני הכיוונים · אקסצנטריות · זיון עמוד באקסצנטריות קטנה | 33 | עמודים (בקרוב) |
| 5 | סכמות סטטיות ובדיקת כפף לתקרה מצולבת · מומנטים חיוביים ושליליים לפי מקרי השענה · זיון Ø8 ו-Ø14 | 33 | בדיקות כפף · תכן לכפיפה (בקרוב) |
קורה רציפה 20/82 על שלושה סמכים: כפף, כפיפה וגזירה
33 נק׳ · כ-80 דק׳נוסח השאלה
בתרשים מספר 1 משורטטת קורה על שלושה סמכים, עם מהלכי כוחות הגזירה והמומנטים לעומסי התכן. העומס הקבוע (20 קילוניוטון למטר) כולל את משקלה העצמי של הקורה; העומס השימושי 40 קילוניוטון למטר בשדה A-B ו-50 קילוניוטון למטר בשדה B-C. חתך הקורה 20/82, ואין לשנות אותו. סוג הבטון ב-30 אגרגט גירי, ds = ds′ = 3.0 cm, fsd = 435 MPa. בסעיף ד׳ נתון Fd,max = 92 kN/m בשדה A-B ושמנת הזיון היא 0.012.
בדיקת הכפף לפי ת״י 466 לכל שדה
L0 = 0.8·L לשדה קצה ברציפות, K11 = 1 לחתך מלבני ו-K13 = 1 לבטון ב-30 גירי.
- מפתחי החישוב בין צירי הסמכים: A-B = 30 + 730 + 40 = 800 cm ו-B-C = 40 + 530 + 30 = 600 cm. שני השדות הם שדות קצה ברציפות, ולכן L0 = 0.8·L:
L0,BC = 0.8·6 = 4.8 m
- עומס השירות לרוחב הקורה (b = 0.2 m), כשהעומס הקבוע כבר כולל משקל עצמי:
Fser,BC = (20 + 50) / 0.2 = 350 kN/m² → K12 = 7.5
- בדיקת הכפף, עם K11 = K13 = 1:
BC: hmin = 4.8 / (1·7.5·1) = 0.64 m ≤ 0.82 ✓
בדיקת כפף לקורה בחתך מלבני
הזיון לכיסוי המומנט החיובי (Ø22)
בשדה A-B ω עובר את 0.4: מחשבים Mcd,max, את ההפרש מכסים בזיון לחוץ, ומוסיפים אותו לזיון המתוח.
הזיון לכיסוי המומנט השלילי מעל סמך B (Ø18)
ω < 0.4, ולכן זיון מתוח בלבד.
ω וזיון לכפיפה בחתך מלבני
גזירה משמאל לסמך B: כוח מופחת, VRdc ומרחק חישוקים Ø10
כוח הגזירה במרחק d מפני העמוד, שני ערכי VRdc, ואז Sv לפי חישוק בשתי זרועות.
V_Rdc ומרחק חישוקים
שלמה מסביר כל שלב. למנויי קורס הבטון
תקרה מקשית בעובי 21 ס״מ עם זיז, וקורה ק-C
33 נק׳ · כ-80 דק׳נוסח השאלה
בתרשים לשאלה 2 משורטטת תקרה מקשית בעובי 21 ס״מ. העומס הקבוע על התקרה, נוסף על משקלה העצמי, הוא 2.5 קילוניוטון למ״ר, והעומס השימושי 1.5 קילוניוטון למ״ר. סוג הבטון ב-30 (אגרגט גירי), ds = ds′ = 3 cm, fsd = 435 MPa. בסעיפים ב׳ עד ד׳ נתון Fd = 13 kN/m², והם מחושבים לשני חלקים בתקרה: (2-10-11-3) ו-(3-7-8-4).
הסכמות הסטטיות, L0,max ובדיקת הכפף
שלוש סכמות: רציפה עם זיז, רציפה בשני שדות ושדה בודד. הזיז (L0 = 2.2·L) קובע.
- משקל עצמי ועומס שירות:
Fser = 2.5 + 1.5 + 5.25 = 9.25 kN/m² → K12 = 25.34
- שלוש סכמות סטטיות: קורה רציפה 5 + 5 עם זיז של 2.3 m, קורה רציפה 5 + 5, ושדה בודד של 5 m. בזיז L0 = 2.2·L, והוא המפתח הקובע:
- בדיקת הכפף, עם K11 = K13 = 1:
בדיקת כפף לתקרה מקשית
מהלכי הגזירה והמומנטים לשני החלקים
מקדמים לקורה רציפה בשני שדות שווים, ולשדה בודד qL²/8.
הזיון החיובי (Ø10)
ω יוצא מתחת ל-0.1, ולכן ω = 0.1 וזרוע פנימית 0.95·d.
הזיון השלילי (Ø12)
המומנט השלילי שווה למומנט החיובי שכבר חושב.
עומס השירות על קורה C, ובדיקת גובה הקורה
40% מכל צד של התקרה עוברים לקורה; L0 = 0.8 לשדה קצה.
המומנט המרבי שהתקרה יכולה לקבל
Mcd,max = 0.32·b·d²·fcd.
ω וזיון לכפיפה בתקרה מקשית
שלמה מסביר כל שלב. למנויי קורס הבטון
תקרת צלעות חד כיוונית בעובי 40 ס״מ, וקורה ק-B
33 נק׳ · כ-80 דק׳נוסח השאלה
בתרשים מספר 3 משורטטת תקרת צלעות חד כיוונית. עובי התקרה 40.0 ס״מ, גובה הבלוקים 35 ס״מ ומשקלם המרחבי 5.0 קילוניוטון למ״ק. התקרה מועמסת, מעבר למשקלה העצמי, בעומס קבוע נוסף של 4.0 קילוניוטון למ״ר ובעומס שימושי של 1.5 קילוניוטון למ״ר. רוחב הצלע הראשית 18 ס״מ ורוחב הצלע המחלקת 18 ס״מ. סוג הבטון ב-30 (אגרגט גירי), fsd = 435 MPa, ds = ds′ = 3 cm. בסעיף ב׳ נתון Fd = 15.0 kN/m².
המשקל העצמי ובדיקת הכפף
חתך T לצלע: bf = 68, bw = 18, tf = 5; K11 מהטבלה לשדה, ו-K11 = 1 לזיז.
- משקל עצמי לרוחב צלע (bf = 50 + 18 = 68 cm): בטון בצלע ובטופינג, ובלוק בגובה 35:
- K11 מטבלת התקן לפי שני היחסים:
- עומס שירות: Fser = 4 + 1.5 + 4.85 = 10.35 kN/m², ולכן K12 = 24.1.
- בדיקת הכפף. בשדה L0 = 0.9·7 = 6.3 m, ובזיז L0 = 2.2·2.9 = 6.38 m עם K11 = 1:
hmin = 6.38 / (1·24.1·1) = 0.27 m ≤ 0.40 ✓
בדיקת כפף לתקרת צלעות
מהלכי הגזירה והמומנטים לרצועה ברוחב צלע
q = 15·0.68 לצלע; שדה עם זיז, ושני שדות רציפים.
הזיון החיובי לצלע (Ø14)
מומנט חיובי: האוגן לחוץ, ולכן b = 68 cm; ω = 0.1.
הזיון השלילי לצלע מעל העמודים (Ø18)
מומנט שלילי: הצלע לחוצה, ולכן b = 18 cm.
ω וזיון לכפיפה בחתך T
בדיקת הכפף לקורה ק-B, בשדה המועמס ביותר
העומס מהצלעות על הקורה, ושתי אפשרויות: קורה יורדת ברוחב נדרש, או קורה מוסתרת 80/40.
העברת עומסים מהתקרה לקורה
שלמה מסביר כל שלב. למנויי קורס הבטון
תכן עמוד 30/60 במסגרת מוחזקת
33 נק׳ · כ-80 דק׳נוסח השאלה
בתרשים מספר 4 משורטטת תכנית גג במבנה בעל קומה אחת, ובתרשים 44 חתך א-א. כוח התכן הפועל על עמוד מספר 5 הוא 1300 קילוניוטון, ויש לתכנן את העמוד בין היסוד לגג. ds = ds′ = 5.0 ס״מ, העמוד מוחזק בשני הכיוונים, בטון ב-30 (אגרגט גירי), fsd = 435 MPa. לשני הכיוונים נתון A = 0.7, B = 1.32, C = 0.7. בסעיפים ד׳ עד ו׳ החישובים בכיוון X, עם אורך פעיל Le = 300 cm.
התמירות הגבולית λmin
λlim = 20·A·B·C / √n, עם n = N / (Ac·fcd).
- שטח העמוד 30·60 = 1800 cm², ו-fcd = 1.3 kN/cm² לבטון ב-30. הכוח הצירי המנורמל:
- התמירות הגבולית, עם A = 0.7, B = 1.32, C = 0.7:
האורך הפעיל Le ו-λx בכיוון X
קשיחות סדוקה: 0.35 לקורות ו-0.7 לעמוד; שתי קורות 30/60 מתחברות לראש העמוד, ובבסיס α = 0.1.
תמירות ואורך פעיל לעמוד
האורך הפעיל Le ו-λy בכיוון Y
בכיוון Y מתחברות שתי קורות 20/60, והעמוד נבדק בעובי 30.
אורך פעיל בכיוון השני
האקסצנטריות ed, ei והאקסצנטריות הכללית
Le = 300 cm, h = 60 cm; αh = 2 / √L.
שטח הזיון בעמוד בכיוון X (Ø14)
Msd < Mcd,max, ולכן נדרש זיון מינימלי בלבד (ρ = 0.004 לפאה).
סרטוט חתך העמוד
זיון עמוד באקסצנטריות קטנה
שלמה מסביר כל שלב. למנויי קורס הבטון
תקרה מצולבת בעובי 20 ס״מ: שדות A, B ו-C
33 נק׳ · כ-80 דק׳נוסח השאלה
בתרשים לשאלה 5 משורטטת תקרה מקשית בעובי H = 20 cm. העומס הקבוע על התקרה, נוסף על משקלה העצמי, הוא 3.8 קילוניוטון למ״ר, והעומס השימושי 2.0 קילוניוטון למ״ר. סוג הבטון ב-30 (אגרגט גירי), fsd = 435 MPa, dsx = dsy = 3.0 cm. אין להתחשב במצבי עמיסה מסוכנים, ואין לשנות את מידות חתך התקרה. בסעיפים ב׳ ו-ג׳ נתון Fd = 16.0 kN/m².
הסכמות הסטטיות, L0 קובע ו-K11, ובדיקת הכפף לכל שדה
בתקרה מצולבת L0 קובע הוא הממוצע של שני הכיוונים, ו-K11 מתוקן ליחס המפתחים.
- משקל עצמי ועומס שירות:
Fser = 2 + 3.8 + 5 = 10.8 kN/m² → K12 = 23.9
- שדה A: בכיוון אחד סמוך פשוט (L0 = 6.4), ובשני רציף (L0 = 0.8·6.4 = 5.12). ה-L0 הקובע הוא הממוצע:
hmin = 5.76 / (1.22·23.9·1) = 0.20 m ≤ 0.20 ✓
- שדה B רציף בשני הכיוונים: L0 = 5.12 m, ו-hmin = 5.12 / (1.22·23.9) = 0.18 m ✓.
- שדה C: L0 = (0.8·7 + 6.4) / 2 = 6 m, ו-K11 = 1.22 / ∛1.09 = 1.18:
המומנטים החיוביים והזיון החיובי בשדות B ו-C (Ø8)
מקדמי מומנט לפי מקרה ההשענה של כל שדה; ω = 0.1. בשדה B הזיון המינימלי קובע, ו-Ø8@20 (2.51 cm²) מעט פחות ממנו.
בדיקת כפף לתקרה מקשית
המומנט השלילי בין השדות B ו-C, והזיון השלילי (Ø14)
מחשבים את המומנט מכל צד, ולוקחים את הממוצע.
סרטוט שדה C עם הזיון שנבחר
ω וזיון לכפיפה בתקרה מקשית
שלמה מסביר כל שלב. למנויי קורס הבטון
שאלות נפוצות
מה בודקים כש-ω יוצא מעל 0.4?
החתך לא מספיק לבד: מחשבים את Mcd,max = 0.32·b·d²·fcd, ואת ההפרש מכסים בזיון לחוץ, כמו בשדה A-B בשאלה 1.
איך בודקים כפף בתקרה מצולבת?
לוקחים L0 קובע כממוצע של שני הכיוונים, מתקנים את K11 ליחס המפתחים, ובודקים h ≥ L0 / (K11·K12·K13), כמו בשאלה 5.
עוד 15 עמודים בפתרון הזה
שאר הפתרון, כל השאלות עד הסוף, פתוח לנרשמי למדא.
ההרשמה חינם ולוקחת פחות מדקה.
- כל המבחנים מ־2022 עד 2026
- סטטיקה ובטון
- כלי למדא LAB
אחרי ההתחברות תחזרו ישר לפתרון הזה.
תגובות