Exam Solution AE1130 7 November 2013

7/24/2019 Exam Solution AE1130 7 November 2013

1/16

Space

above not to be

f i l l e di n

by the student

iii3()II EngooiearDQigIMlacteDiiiics^

Sttattao

1

K l o w e G n n l b e r 2 i ;

M o

1.

Las l t m iame

a o id

BoiiDitDaD^

> O D n D D n n a a D D D P n D D n D D D D D O D D D D D O D D D I

Only Ihainidl O

the

a nswer sh ee t s

Other sheets will

not

be accepted

lame a nd s t u d y

n y m b e r on

ev ery page

Sheets without name

or

study number will

not

be accepted.

Wr i te re levan t ca l cu la t i ons

on the

ans we r shee t

Use the blank sides

of

the answer sheets

if

necessary.

Answers without calculations

or

motivation will

not

be taken into

account.

Use possible checks

to

avoid calculation errors

The orderof answering the questions isfree

NOTE: th i s ex am con s is t s of 5 p rob l em s .

The nea tnessofthe

p resentat ion

of the answers

will be considered in the ma rking.

A l l a nsw ers mu s t

be

g i v e n m e n t i o n i n g

the

c o r r e c t

SI


2/16

Answer sheets Student no :

7 November 2013 p,

Exam AE1 130-I: Statics Name: H o ^ Q g r n o o d g -

F rob l em 1 WeigSit 2 .0 = approic. 35 mDnytes)

The truss in the f igure below is loaded by a force P in A. The truss is supported by a

rol ler support In H and a hinged support in L. Al l relevant dimensions are given in the

figure below,

Het vakwerk in de onderstaande figuur wordt belast door een kracht P in A. Het vakwerk

heeft een roloplegging in H en wordt scharnierend ondersteund in L Alle relevante

afmetingen staan in de onderstaande figuur.

Quest ions

- 0 -

L

H

a) Determ ine the reactions in H and L and draw these In the f igu re In the d irection

in whlch they act on the structure in real i ty.

Bepaal de oplegreacties in H en L en teken deze in de figuur in de richting zoals

ze in werkeH jkheid op de constructie werken.

^f^y - L H L H =

O

Xl

_ -

_

-

p.

__ ]ri._HAi_.a ^ ^ ^

-__2.Q l v _ ^ j ^

=

L y

-V H v

Page 2 of 16


3/16

Answer sheets

Student

no:

7 November 2013

Exam AE I130-1: Statics

Name: r\3

c J g r

rOQc ^ e l

(prorolem

1contimiyec

b) Identify the zero-force members

in the

structure.

Identificeer denulstaven indeze constructie.

c) Calculate the normal forces in members AB, AH, AJ, and CG usinga

method ofyour choice with

the

correct sign

for

tension

(+) or

compression

(-)

and include these

in the

table

on the

next page.

All

results must

be

supported

by

calculations.

Bereken de normaalkrachten

in

de staven

AB,

A H, AJ

en

CGmet

een

methode naarkeuze

met

het juiste teken voor trek

+) en

druk

-) en

vermeld ze

In

de tabe l op

de

volgendepagina. Alle resultaten moe ten

met

berekeningen worden onderbouwd.

O Vak

L

.

V

~~^co

1 ^ - ^ L J

Wxjk

.-L....n.2[S

Page

3 of 16


4/16

Answer sheets

Student no:

7 November 2013

Exam

A E I

130-1: Statics

Name

(problem

1 cont inued )

Q>JsJ ex =

5 F ^ V

: 0

^

M f t H ' ^ ^

^

^ ' ' P

- U - ^

\6\^[

ft--

3

*---- I

NAB NAH

NcG

Page 4 of 16


5/16


6/16

Answer sheets

Student no:

7 November 2013

Exam AE I130-1:Statics

Name: ^ n ^ L J ^ e r n ^ o g j i ^ l

(que stion 2 contimuec )

--....aX....... 6 .

^ f-

-- - . X - \ s

^ f ^ i ^ ^ W

^^^^J^A.Q1\C> k j : . . io

Ujo j

J S ,

.. ....2...

b)

Calculate the forces acting In mem bers S l , S2 , and S3 as a fun ction o f W.

Bereken de krachten die in staven Sl, S2 en S3 werken als een functie vanW

-5,

F r g s u ^ A - a o V forc^ o n U

Abe rope

. 0 .

/ 3 ^

T M

Page 6 of 16


7/16

Answer sheets Student no:

7 November 2013

Exam AE1130-I: Statics

Name: ftfSSU>eronod\

[question 2 continued) ^

- w V

o

o j -

- 2 - G )

lEf^Li_ j:. -

h l

L r o f o

uy

;

S

3

^

:

: ^ I

? . . U 3

3 )

_ _ _

y_

- - - v - r - i - ^ - - - - v g -

10

Page 7 of 16


8/16

Answer sheets

7 November 2013


Student no:

Name:

FrobDeimi3 WeSght 1.5 - a p p rox . 3 0 m i ny t e s )

a) Consider the structure depicted be low. Which shear force diagram shown

below is the correct one? Motivate your answer.

Beschouw de onderstaande constructie. Welkdwarskrachtendiagram is

correct? Mo tiveer uw antwoord.

I kN ,

A

ni

i

4kN

3 m

IkN

2kN 2kN

b)

IkN

IkN

)

IkN

IkN

2kN 2kN

c)

1 kN

1 _

i

S'

4kN

1 kN

o s

VWrc fe

OQ

e x l .

^ d .

^oTcai

on

ib

. end..

^ (?pc


9/16

Answer sheets Student

no:

7 November 2013

Exam AEI130-1:Statics Name: P > O S U ) g r n n o c i e \

([Problem

3 cos i t lnyed)

b)

Four bending moment diagrams

are

drawn

to the

same scale

in the

picture below. Which

two

bending moment diagrams match

the

same

shear force diagram? Motivate your answer.

Viermomentendiagramm en zijn

op

scliaalgetekend in

de

onderstaande

figgur

WellvVK ido-^t

l c a ^

^PQJSr^ ,^r\Qr\ Oz _

\.J^^^^ea,r

S o r c e

dia^fa/^ ^^^

Page

9 of 16


10/16

Answer sheets

Student no:

7 November 2013


Name:

(Prolbiem

3 co t i t i n yed )

c) Four bending moment diagrams are given for column AB (values in kN m).

Which bending moment diagram matches the given load? Motivate your

answer.

Erzijn

vier

iriomentendiagrammen

gegeven voor kolom AB (waardes in

kNm) Welkmom entendiagram komt overeen met de gegeven belasting?

Motiveer uw antwoord.

2,5m 2,5m

K

m

M

10 kN ' ^ 10 kN

t l \ ^

2 m

( )

_ aV

-VViere v3

Q resrpuQhc u\4-

m

Page 10 of 16


11/16


7 November 2013

Exam AE1130 -I: Statics Name

Problem 4 (Weight 2 .5 - approx. 45 m inute s)

Consider the structure loaded as shown in the f igure below. The structure is supported

by a hinged s upp ort in A and a cable attached to the beam in C and to th e wal l In D. Al l

relevant information is given In the f igure below.

Beschou w de constructie met gegeven be iasting in de onderstaande figuur. De

constructie wordt scharnierend ondersteund in A en een l


12/16

Answer sheets Studen t no :

7 November 2013

Exam

A E I

130-1:Statics Name: ftoSLOecrOode^

(problem 4 continued)

b)

Draw tine normal force, shear force and moment d iagrams (N- , V- and M-

d lagram)

ofthe

frame and use the correct deformation signs. Indicate al l

relevant values including al l ( local) extremes.

Teken de normaa lkrachten-, dwarskrachten- en mom entenlijnen (N-, V- en M-

l i jnen) voor de ligger en vermeld d aarbij de juiste vervormingstekens. Geef alle

relevante waardes aan, inclusief alle (lokale) extreme waardes.

I ] ^

i ^ ^ a .

N-diagram


13/16

Answer sheets

Student no:

7 November 2013


Name:

B O ( jOerr rNodGi

Frolblem

5 (W e ig h t 2 .0

=

app rox . 35

m i ou t es )

The strength of a W350 x 57 rol led-steel I-beam Is increased by attaching a 229 mm x

19 mm plate to i ts upper f lange as shown. Al l relevant dimensions are given in the f igure

below.

De sterkte van een W 360 x 57 gewa lste stalen I-balk wordt vergroot door er een plaat

van afmetingen 229 mm x 19 mm aan de bovenste flens te bevestigen. Alle relevant

afmetingen zijn gegeven in de onderstaande figuur.

229mm

_

[_

C

w-7.9mm-

t=13.1mm

19mm

358 mm

172mm

Q u e s t i o n s

a) Calculate the mo m ent of Inert ia of the I-beam (exc lud ing the p la te ) abou t i t s

own centroid with respect to the horizontal axis paral lel to the plate.

Bereken het centrale hoofdtraagheidsm oment van de I-balk (zonder de plaat)

om zijn zwaartepunt ten opzichte van de horizontale as parallel aan de plaat

= \5,l2 ip mm**

Page 13 of 16


14/16

Answer sheets

Student no:

7 November 2013


Name

( q u es t i on 5 c on t i nu ed )

b) Calculate the location ofthe centroid C ofthe remforced cross section

(plate plus I-beam) with respect to the bottom ofthe cross section.

Bereken de locatie van het zwaartepun t C van de versterkte doorsnede

(plaat plus I-balk) ten opzichte van de onderkan t van de doorsnede

1

oy)

/ k -

i r a doxA i.-^

ZS

^AM

3d _y5>

1


15/16


7 November 2013

Exam

AEI

130-1: Statics Nam e:

(qiuestion

5 con tinued)

c) Calculate the mo me nt of inert ia of the composite cross section with respect to

the horizontal axis paral lel to the plate that passes through the centroid C ofthe

composite cross section.

Bereken het centrale hoofdtraagheidsmo ment van de samen gestelde doorsnede

om de horizontale as parallei aan de plaat die door het zwaartepun t van de

samengestelde doorsnede gaat.

C

-

- - - - - -

-^^^ - Y

ziQ^i \ ( ^ 22^.1

.

_

i i

Page 15 of 16


16/16

Answer sheets

7 November2013

Exam AE I130-1:Statics

Student

no:

Name:

Only this sheetmaybe usedat theexam

Area

M o m e n t s

of I ne r t i a

Triangle:

Rectangle:

Circle:

Thin-walled ring

Jc

=

7rR''/2

:

,

.A-

t

h

1

G.

r ;

M J

V

iassM o m e n t s of I ne r t i a

Thin

plate

1

2

1

2

/ =mb = ma

T h i n

Circular disk

2

Page 16 of 16

Date post:	22-Feb-2018
Category:	Documents
Upload:	james-k-kirahuka
View:	214 times
Download:	0 times

Exam Solution AE1130 7 November 2013

Documents