Schalentheorie: Grundlagen und Anwendungen in der Architektur

Question 1

Welche Form der Schalenstabilität hängt von der Krümmung der Schale ab?

Accepted Answer

Formstabilität

Answer

Membrantragfähigkeit

Answer

Biegetragfähigkeit

Answer

Schubtragfähigkeit

Question 2

Welche Methode wird zur Herleitung von Gleichgewichtsbedingungen für Schalen verwendet?

Accepted Answer

Prinzip der virtuellen Arbeit

Answer

Gleichgewichtsgleichungen von Cauchy

Answer

Plattentheorie

Answer

Schalenelemente

Question 3

Welche Randbedingung ist für die Membrantheorie irrelevant?

Accepted Answer

Momentenlager

Answer

Einspannung

Answer

Gelenklager

Answer

Schublager

Question 4

Welche Krümmungsform einer Schale führt zu einer höheren Steifigkeit?

Accepted Answer

Positive Gaußsche Krümmung

Answer

Negative Gaußsche Krümmung

Answer

Null Gaußsche Krümmung

Answer

Konstante mittlere Krümmung

Question 5

Welche Theorie berücksichtigt die Auswirkungen von Schubverformungen auf Schalen?

Accepted Answer

Theorie II. Ordnung

Answer

Membrantheorie

Answer

Biegetheorie

Answer

Plattentheorie

Question 6

Welche Aussage zur Verwendung von Schalenelementen ist richtig?

Accepted Answer

Sie ermöglichen eine lokale Modellierung von Schalen.

Answer

Sie können nur für lineare Probleme verwendet werden.

Answer

Sie berücksichtigen automatisch die Auswirkungen von Schubverformungen.

Answer

Sie sind für die Analyse von Schalen mit großen Verformungen ungeeignet.

Question 7

Welche Form der Schalenstabilität bezieht sich auf die Fähigkeit einer Schale, ihre Form unter Belastung beizubehalten?

Accepted Answer

Formstabilität

Answer

Membrantragfähigkeit

Answer

Biegetragfähigkeit

Answer

Schubtragfähigkeit

Question 8

Welcher der folgenden Tragwerkstypen ist keine Schale?

Accepted Answer

Massivtrog

Answer

Hängeschale

Answer

Faltschale

Answer

Membranschale

Question 9

Welche Grundannahme trifft die Membrantheorie?

Accepted Answer

Die Schale ist eine sehr dünne Membran, die nur in ihrer Ebene belastet werden kann.

Answer

Die Schale ist ausreichend dick, um Biegemomente aufzunehmen.

Answer

Die Schale ist ein starrer Körper, der sich nicht verformen kann.

Answer

Die Schale ist ein elastischer Körper, der sich unter Belastung stark verformt.

Question 10

Welche der folgenden Belastungsarten kann eine Membranschale nicht aufnehmen?

Accepted Answer

Biegespannungen

Answer

Zugspannungen

Answer

Druckspannungen

Answer

Schubspannungen

Question 11

Welche geometrischen Parameter schränken die Nutzung der Membrantheorie und Biegetheorie für Schalen ein?

Accepted Answer

Schalendicke und Spannweite

Answer

Material der Schale und äußere Kräfte

Answer

Randbedingungen und Stützweite

Answer

Alter und Gebrauchszustand der Schale

Question 12

Welche Aussage beschreibt die Membrantheorie korrekt?

Accepted Answer

Sie berücksichtigt nur Normalspannungen in der Schalenebene.

Answer

Sie gilt für alle Schalenformen.

Answer

Sie ermöglicht die Berechnung von Verformungen.

Answer

Sie ist eine nichtlineare Theorie.

Question 13

Wie tragen numerische Methoden wie die Finite-Elemente-Methode zur Analyse und zum Entwurf von Schalenkonstruktionen bei?

Accepted Answer

Sie ermöglichen präzise Berechnungen für komplexe Schalenstrukturen.

Answer

Sie sind nur für einfache Schalenstrukturen anwendbar.

Answer

Sie ersetzen die Schalentheorie vollständig.

Question 14

Welche Voraussetzung muss für die Anwendung der Biegetheorie auf Schalen erfüllt sein?

Accepted Answer

Vernachlässigbar kleine Verformungen im Vergleich zur Schalendicke

Answer

Große Verformungen im Vergleich zur Schalendicke

Answer

Konstante Schalendicke über die gesamte Fläche

Answer

Stark variierende Schalendicke

Question 15

Welcher Lastfall führt typischerweise zur kritischen Belastung einer Schale?

Accepted Answer

Knickung

Answer

Eigengewicht

Answer

Biegemoment

Answer

Scherung

Question 16

Welche Methode eignet sich am besten zur Berechnung von Schalen mit variabler Dicke?

Accepted Answer

Finite-Elemente-Methode

Answer

Differenzenverfahren

Answer

Analytische Methode

Answer

Experimentelle Untersuchung

Question 17

Welcher Architekt ist bekannt für seine bahnbrechenden Entwürfe mit Schalenkonstruktionen?

Accepted Answer

Antoni Gaudí

Answer

Frank Lloyd Wright

Answer

Le Corbusier

Answer

Ludwig Mies van der Rohe

Question 18

Welche Aussage zur Schalenstabilität ist korrekt?

Accepted Answer

Schalen können sowohl unter Druck- als auch unter Zugbelastungen instabil werden.

Answer

Schalen sind unter allen Belastungsarten stabil.

Answer

Schalen sind nur unter Druckbelastungen stabil.

Answer

Schalen sind nur unter Biegebelastungen instabil.

Question 19

Was ist das primäre Ziel der Schalentheorie?

Accepted Answer

Berechnung der Tragfähigkeit und Verformung von Schalen

Answer

Entwicklung neuer Schalenformen

Answer

Optimierung der Schalengeometrie

Answer

Fertigung von Schalen

Question 20

Welche der folgenden Aussagen zur Membrantheorie ist korrekt?

Accepted Answer

Sie vereinfacht die Schale als eine Membran ohne Biegesteifigkeit.

Answer

Sie liefert genaue Ergebnisse für alle Schalenformen unter beliebigen Belastungen.

Answer

Sie berücksichtigt die Biegebeanspruchung der Schale.

Question 21

Welche Art von Stabilitätsversagen tritt auf, wenn eine Schale ihre Tragfähigkeit aufgrund von Ausbeulen verliert?

Accepted Answer

Beulen

Answer

Scherbruch

Answer

Biegebruch

Answer

Knicken

Question 22

Welche Schalenform weist die beste Lastverteilungseffizienz für gleichmäßig verteilte Lasten auf?

Accepted Answer

Kugel

Answer

Zylinder

Answer

Paraboloid

Question 23

Welches Material eignet sich am besten für den Bau von Stahlbetonschalen?

Accepted Answer

Stahlbewehrung

Answer

Holz

Answer

Glasfaser

Answer

Aluminium

Question 24

Welche Software wird häufig für die Berechnung und Bemessung von Schalen eingesetzt?

Accepted Answer

Ansys

Answer

Word

Answer

Excel

Answer

AutoCAD

Question 25

Welcher Architekt ist für seine innovativen Schalenkonstruktionen bekannt?

Accepted Answer

Antoni Gaudí

Answer

Ludwig Mies van der Rohe

Answer

Marcel Breuer

Answer

Frank Lloyd Wright

Question 26

Welche Annahme ist eine Grundlage der Membrantheorie für Schalen?

Accepted Answer

Die Schale verhält sich wie eine Membran und nimmt nur Zugspannungen auf.

Answer

Die Schale verhält sich wie ein Stabilitätsproblem, bei dem Knicken die kritische Last bestimmt.

Answer

Die Schale verhält sich wie eine Platte und nimmt Biegemomente auf.

Question 27

Welche Lastarten werden bei der Schalentheorie berücksichtigt?

Accepted Answer

Oberflächenlasten, Linienlasten, Punktlasten

Answer

Keine der genannten Lastarten

Answer

Nur Linienlasten

Answer

Nur Oberflächenlasten

Question 28

Wie wird der Unterschied zwischen einer positiven und einer negativen Gaußschen Krümmung beschrieben?

Accepted Answer

Eine positive Gaußsche Krümmung kennzeichnet eine nach außen gewölbte Oberfläche, während eine negative Gaußsche Krümmung eine nach innen gewölbte Oberfläche beschreibt.

Answer

Eine positive Gaußsche Krümmung weist auf eine flache Oberfläche hin, während eine negative Gaußsche Krümmung auf eine gekrümmte Oberfläche hinweist.

Question 29

Welche Methode wird zur Berechnung von Spannungen in Schalen verwendet?

Accepted Answer

Methode der finiten Elemente

Answer

Elastizitätstheorie

Answer

Stabwerkmethode

Answer

Statisch unbestimmte Methode

Question 30

Welche Form ist für eine Schale mit positiver Gaußscher Krümmung typisch?

Accepted Answer

Kuppel

Answer

Kegel

Answer

Zylinder

Answer

Hyperboloid

Question 31

Welche Randbedingungen können für Schalen angewendet werden?

Accepted Answer

Einspannung, Auflager, freie Kante

Answer

Nur freie Kante

Answer

Nur Einspannung

Answer

Nur Auflager

Question 32

Welche Funktion hat eine Schalung bei der Herstellung einer Betonschale?

Accepted Answer

Stützen des nassen Betons und обеспечение der gewünschten Form

Answer

Isolieren des Betons

Answer

Aushärten des Betons

Question 33

Welche Materialien werden häufig für die Herstellung von Schalen verwendet?

Accepted Answer

Beton, Stahl, Holz

Answer

Kunststoff

Answer

Glas

Answer

Textil

Question 34

Welche Methode eignet sich am besten für die Spannungsberechnung in komplex geformten Schalen?

Accepted Answer

Finite-Elemente-Methode (FEM)

Answer

Analytische Lösungen mit vereinfachten Annahmen

Answer

Experimentelle Methoden wie Dehnungsmessstreifen

Answer

Formeln für die Membrantheorie

Question 35

Was ist die primäre Funktion eines Kantenträgers bei einer Schale?

Accepted Answer

Stabilisierung der Schale und Aufnahme von Querkräften aus angrenzenden Strukturen.

Answer

Lastübertragung auf die Fundamente

Answer

Verhinderung von lokalen Beulen

Question 36

In welcher Einheit wird Spannung in der Schalentheorie typischerweise ausgedrückt?

Accepted Answer

Megapascal (MPa)

Answer

Kilonewton pro Meter (kN/m)

Answer

Meter (m)

Answer

Millimeter (mm)

Question 37

Welche Annahme ist eine wesentliche Vereinfachung in der klassischen Membrantheorie?

Accepted Answer

Durchbiegungen der Schale werden vernachlässigt.

Answer

Randbedingungen sind perfekt eingespannt.

Answer

Die Schale ist homogen und isotrop.

Question 38

Wie wirkt sich eine Verringerung des Krümmungsradius auf die Stabilität einer Schale aus?

Accepted Answer

Sie nimmt ab.

Answer

Sie wird vorhersehbarer.

Answer

Sie bleibt unverändert.

Answer

Sie nimmt zu.

Question 39

Welche Aussage zur Membrantheorie ist korrekt?

Accepted Answer

Sie vernachlässigt Biegemomente und Schubspannungen.

Answer

Sie liefert unrealistisch hohe Tragfähigkeiten.

Answer

Sie ist nur für isotrope Schalen anwendbar.

Question 40

Wann ist die Anwendung der Biegetheorie bei Schalen zulässig?

Accepted Answer

Wenn die Schale relativ dick im Verhältnis zu ihrer Krümmung ist.

Answer

Wenn die Schale ausschließlich axial belastet wird.

Answer

Wenn die Schale eine kleine Spannweite hat.

Question 41

Welches ist ein charakteristisches Merkmal von Schalen?

Accepted Answer

Sie leiten Lasten hauptsächlich durch Membranspannungen ab.

Answer

Sie sind immer symmetrisch.

Answer

Sie besitzen immer eine positive Gaußsche Krümmung.

Question 42

Welche der folgenden Aussagen zur Membrantheorie von Schalen beschreibt ihre zentrale Annahme?

Accepted Answer

Die Membrantheorie geht davon aus, dass die Spannungen in der Mittelebene der Schale maßgeblich bestimmen.

Answer

Die Membrantheorie gilt nur für flache Schalen.

Answer

Die Membrantheorie berücksichtigt Torsionsspannungen.

Question 43

Welche der folgenden Lastarten verursacht keine Biegung in einer Schale?

Accepted Answer

Membranlast

Answer

Einzellast

Answer

Linienlast

Answer

Biegemoment

Question 44

Welche der folgenden Methoden eignet sich am besten zur Berechnung der Spannungen in Schalen mit unregelmäßiger Geometrie?

Accepted Answer

Finite-Elemente-Methode

Answer

Biegetheorie

Answer

Membrantheorie

Answer

Schalenstabilitätstheorie

Question 45

Welche der folgenden Lastarten kann bei einer Schale zu einer Instabilität führen?

Accepted Answer

Seitendruck

Answer

Membranlast

Answer

Biegemoment

Question 46

Welche der folgenden Software wird häufig für die Berechnung und Analyse von Schalen verwendet?

Accepted Answer

ANSYS

Answer

Excel

Answer

AutoCAD

Answer

Word

Question 47

Welche Aussage zur Membrantheorie ist richtig?

Accepted Answer

Die Membrantheorie vereinfacht die Spannungsanalyse in Schalen durch die Annahme vernachlässigbarer Biegeeffekte.

Answer

Die Membrantheorie gilt ausschließlich für zylindrische Schalen.

Answer

Die Membrantheorie liefert immer genaue Ergebnisse für Schalen beliebiger Geometrie.

Question 48

Welche Art von Last führt in Schalenstrukturen typischerweise zu Biegebeanspruchungen?

Accepted Answer

Außenlasten

Answer

Eigengewicht

Answer

Temperatureinwirkungen

Question 49

Welche Vorteile bieten Schalenkonstruktionen im Vergleich zu anderen Bauweisen?

Accepted Answer

Geringes Gewicht bei hoher Tragfähigkeit

Answer

Günstige Herstellungskosten

Answer

Hohe Schalldämmung

Question 50

Welche zusätzliche Belastung tritt bei geknickten Schalenstrukturen zusätzlich zu den normalen Lasten auf?

Accepted Answer

Knicklast

Answer

Biegemoment

Answer

Schubspannung

Answer

Torsionsmoment

Question 51

Wie wird die Steifigkeit einer Schale in der vereinfachten Membrantheorie berücksichtigt?

Accepted Answer

Durch eine Membranfläche, die als starr angenommen wird

Answer

Durch eine Schersteifigkeit

Answer

Durch eine Knickfestigkeit

Answer

Durch eine Biegesteifigkeit

Question 52

Welche Aussage zur Schalenstabilität ist korrekt?

Accepted Answer

Schalen können durch verschiedene Instabilitätsmechanismen versagen, wie z.B. Knickung oder Beulen.

Answer

Schalen sind immer stabil, wenn sie dünnwandig sind.

Answer

Schalen versagen typischerweise durch Überlastung.

Question 53

Wie wird die Tragfähigkeit einer Schale in der Biegetheorie berechnet?

Accepted Answer

Durch die Berechnung der Biegespannungen

Answer

Durch Membranspannungen

Answer

Durch Scherspannungen

Question 54

Welcher Architekt ist bekannt für seine bahnbrechenden Schalenkonstruktionen, insbesondere für seine Verwendung von dünnen, hyperbolischen Schalen?

Accepted Answer

Félix Candela

Answer

Le Corbusier

Answer

Walter Gropius

Answer

Frank Lloyd Wright

Question 55

Welche Aussage über die Membrantheorie ist FALSCH?

Accepted Answer

Die Membrantheorie berücksichtigt die Biegesteifigkeit der Schale als wesentlichen Faktor.

Answer

Die Membrantheorie ist eine Näherungstheorie, die für dünne Schalen mit geringem Krümmungsradius gilt.

Answer

Die Membrantheorie betrachtet die Schale als eine dünne, biegeweiche Membran.

Question 56

Welche Art von Belastung führt hauptsächlich zu einer Membranbeanspruchung in einer Schale?

Accepted Answer

Gleichmäßig verteilte vertikale Lasten über die gesamte Schalenfläche.

Answer

Konzentrierte Lasten, die an einem einzelnen Punkt angreifen.

Answer

Horizontale Lasten, die an der Schalenoberfläche wirken.

Question 57

Welche Aussage über die Biegetheorie ist RICHTIG?

Accepted Answer

Die Biegetheorie berücksichtigt sowohl die Membran- als auch die Biegebeanspruchungen in der Schale und liefert somit ein genaueres Bild des Tragverhaltens.

Answer

Die Biegetheorie ist nur für dünne Schalen mit geringem Krümmungsradius anwendbar.

Answer

Die Biegetheorie liefert exakte Lösungen für alle Arten von Schalen, unabhängig von ihrer Geometrie und Materialeigenschaften.

Question 58

Was ist das primäre Ziel der Schalenstabilitätsanalyse?

Accepted Answer

Bestimmung der kritischen Last, bei der die Schale instabil wird und ein Versagen droht.

Answer

Ermittlung der Biegespannungen in der Schale.

Answer

Berechnung der maximalen Membranspannung in der Schale.

Question 59

Eine Schalenschale wird typischerweise als 'dünnwandig' betrachtet, wenn das Verhältnis von Dicke zu Spannweite kleiner als ist:

Accepted Answer

1/20.

Answer

1/2.

Answer

1/10.

Answer

1/5.

Question 60

Welche Methode wird häufig zur Analyse von Schalenstrukturen eingesetzt?

Accepted Answer

Finite-Elemente-Methode (FEM).

Answer

Modellbau.

Answer

Handberechnung mit Gleichungen.

Answer

Experimentelle Versuche.