Today high-rise timber buildings are more popular than ever and designers all over the world have discovered the beneficial material properties of timber. In the middle of the 1990’s cross-laminated timber (CLT), was developed in Austria. CLT consists of laminated timber panels that are glued together to form a strong and flexible timber element. In recent years CLT has been on the rise and today it is regarded as a good alternative to concrete and steel in the design of particularly tall buildings. Compared to concrete and steel, timber has lower mass and stiffness. A high-rise building made out of timber is therefore more sensitive to vibration. The vibration of the building can cause the occupants discomfort and it is thus important to thoroughly analyze the building’s dynamic response to external excitation. The standard ISO 10137 provides guidelines for the assesment of habitability of buildings with respect to wind-induced vibration. The comfort criteria herein is based on the first natural frequency and the acceleration of the building, along with human perception of vibration. The aim of this thesis is to identify the important structural properties affecting a dynamic analysis of a high-rise timber building. An important consequence of this study is hopefully a better understanding of the interactions between the structural properties in question. To investigate these properties and any potential interactions a so-called factorial experiment is performed. A factorial experiment is an experiment where all factors are varied together, instead of one at a time, which makes it possible to study the effects of the factors as well as any interactions between these. The factors are varied between two levels, that is, a low level and a high level. The design of a factorial experiment includes all combinations of the levels of the factors. The experiment is performed using the software FEM-Design, which is a modeling software for finite element analysis. A fictitious building is modelled using CLT as the structural system. The modeling and the subsequent dynamic analysis is repeated according to the design of the factorial experiment. The experiment is further analyzed using statistical methods and validated according to ISO 10137 in order to study performance and patterns between the different models. The statistical analysis of the experiment shows that the height of the building, the thickness of the walls and the addition of mass are important in a dynamic analysis. It also shows that interaction is present between the height of the building and the thickness of the walls as well as between the height of the building and the addition of mass. Most of the models of the building does not satisfy the comfort criteria according to ISO 10137. However, it still shows patterns that provides useful information about the dynamic properties of the building. Lastly, based on the natural frequency of the building this study recognizes the stiffness as more relevant than the mass for a building with CLT as the structural system and with up to 16 floors in height. / Idag är höga trähus mer populära än någonsin och konstruktörer runtom i världen har upptäckt de fördelaktiga materialegenskaperna hos trä. I mitten på 1990-talet utvecklades korslimmat trä (KL-trä) i Österrike. KL-trä består av hyvlade brädor som limmas ihop för att bilda en lätt och stark träskiva. På senare år har KL-trä varit på uppgång och idag anses materialet vara ett bra alternativ till betong och stål i framför allt höga byggnader. Jämfört med betong och stål har trä både lägre massa och styvhet. En hög träbyggnad är därför mer känslig för vibrationer. En vibrerande byggnad kan leda till obehag för de boende och det är därför viktigt att analysera byggnadens dynamiska respons då den utsätts för yttre belastning. Standarden ISO 10137 ger riktlinjer för att kunna utvärdera komfortkravet för byggnader med avseende på människors känslighet för vibrationer orsakade av vind. Komfortkravet i fråga jämför byggnadens första naturliga egenfrekvens med dess acceleration. Syftet med detta examensarbete är att identifiera de viktiga egenskaperna i en dynamisk analys av en hög träbyggnad. Förhoppningsvis leder det här examensarbetet till en ökad förståelse av samspelseffekterna mellan dessa egenskaper. För att undersöka dessa egenskaper och eventuella samspelseffekter genomförs ett så kallat faktorförsök. Ett faktorförsök är ett försök där alla faktorer varieras tillsammans, istället för en och en, vilket gör det möjligt att studera effekterna av faktorerna samt eventuella samspelseffekter. Faktorerna varieras mellan två nivåer: en låg nivå och en hög nivå. Ett faktorförsök använder sig av samtliga kombinationer av faktorernas nivåer. Försöket utförs med hjälp av programmet FEM-Design, vilket är ett modelleringsverktyg för FE-analys. En fiktiv byggnad modelleras med CLT som stomsystem och en dynamisk analys görs. Försöket analyseras ytterligare med hjälp av statistiska metoder och valideras enligt ISO 10137. Dessa steg upprepas enligt faktorförsöket. Den statistiska analysen av försöket visar att höjden på byggnaden, tjockleken på väggarna samt en ökad massa är viktiga i en dynamisk analys. Den visar också på en samspelseffekt mellan höjden på byggnaden och tjockleken på väggarna, samt mellan höjden på byggnaden och en ökad massa. Merparten av modellerna av byggnaden uppfyller inte komfortkravet enligt ISO 10137. Däremot går det att urskönja mönster som bidrar med viktig information om byggnadens dynamiska egenskaper. Avslutningsvis, baserat på byggnadens naturliga egenfrekvens framhåller den här studien byggnadens styvhet framför dess massa då byggnaden i fråga stabiliseras med KL-trä och har upp till 16 våningar.

Damping and natural frequency of a vibrating body or a system is not easy to estimate during the design phase of~project. If the body is submerged in water, estimating becomes even more complicated. This~work focuses on experimental determination of the liquid influence on an oscillating body. The~presented modal analysis was executed on two bodies when being surrounded by air, but~also when gradually and fully submerged in water using two reservoirs with different dimensions. The collected data was analyzed with a suggested hybrid method, which determined the damping ratio and the natural frequency. Added mass was calculated employing the Ansys software. Part of the presented work focuses on the selection of a suitable time window for the Fourier transform.

Immersion of the body into the fluid creates additional effects which must be considered when designing the machines. Additional effects from the fluid influence the dynamic properties of the body. In this work the decrease of the natural frequency and the increase of the damping ratio during the gradual immersion of the body into the fluid are investigated. Diploma thesis is based on an experiment, which is performed on a series of flat strip steel components of various widths. The first three bending and first three torsion shapes of the free-hanging body are examined. Emphasis is placed on the influence of part width. In the next phase of the experiment, the influence of the proximity of the solid wall to the dynamic properties of the cantilever beam is examined. Further, the determination of the added density from the fluid is performed by modal analysis using the ANSYS software.

This thesis deals with the design and assessment of footbridge for pedestrians and cyclists in the city of Hranice, Rybare district. The footbridge will serve as a crossing point over the river Bečva and will conect cycling trail with the street Rybarska. The content of this paper is to propose two different variants of structures. One of these options is selected based on their economic evaluation and further processed. Length of the bridge is 50m.

This Master’s thesis deals with analysis of mechanical behaviour of the synchronous generator and assessment of the possibility of reducing the mass of the frame of the generator. The aims of this work were: to perform the stress-strain analysis and modal analysis of the required model of the synchronous generator, to assessment influence of single part of the frame of the generator over its stiffness and design construction modification of the frame of the generator, which reduce its mass.

The thesis deals with flexible shaft couplings especially with new category of flexible couplings on the principle of fluid. Mathematical model of gas spring and rotor system with two degrees of freedom are derivated in this work. Last part of the work deals with design modification of flexible coupling with gas springs.

The subject of the diploma thesis is design and structural analysis of loadbearing steel structure of observation tower, which is located southeast of Černá Hora, township Blansko. The design is processed in two options. Parts of the thesis are engineering report, structural design report for both of the options and graphical documentation in specified range. The structure’s height is 25.3 m and maximal ground plan dimension is 6 x 6 m. Steel grade S355 was chosen as main material. The sub-objectives of the structural analysis are load effects calculations (permanent load, imposed load and climatic load), entering of loads to the calculation model and calculation of internal forces and deformations. An assessment of the supporting elements and selected joints is also included. There are dynamic design features considered in the calculation. All calculations were performed in accordance with valid ČSN EN standards.

This Master’s thesis deals with the computational modeling of complex natural frequencies of the tram wheels during cornering. The aim of this work is to determine eigenvalues, perform analysis of the influence of different parameters on eigenvalues and perform harmonic response analysis in order to find surface velocities that can be used in future noise emission analysis.

Timber is a building material that is becoming more common and of interest for use in high-rise buildings. One of the reasons is that timber requires less energy input for the manufacturing process of the material compared to non-wood based materials. When designing high- rise timber buildings it is of great significance to understand the dynamic behavior of the structure. One method to obtain the dynamic properties is to use Operational Modal Analysis, which is based on the structural response from operational use. Finite element (FE) analysis is a tool which can be used for dynamic analysis for large structures. In this study an Operation Modal Analysis (OMA) was conducted on a four-story timber building in Växjö. A finite element model was created of the same building using commercial FE packages. Based on the mode shapes and natural frequencies obtained from the OMA, the FE model was fine-tuned. The purpose of this thesis is to gain knowledge of which parameters that might have a significant role in finite element modelling for a structural dynamic analysis. The aim is to develop a finite element model that accurately simulates the dynamic behavior of the tested building. It was shown from the result that is possible with an enough detailed FE model to capture the dynamic behaviour of a structure. The parameters that had the largest effect on the result can be pointed to the mass and the stiffness of the structure. / Trä är ett byggnadsmaterial som börjar bli allt mer vanligt och är av intresse att använda som stommaterial för höga byggnader. En anledning till detta är att det krävs mindre energi i tillverkningsfasen för trä jämfört med stål och betong. Vid dimensionering av höga träbyggnader är det essentiellt att förstå byggnadens dynamiska egenskaper. För att ta fram en byggnads dynamiska egenskaper kan en metod som benämns Operational Modal Analysis (OMA) tillämpas vilken baseras på byggnadens rörelser vid daglig användning. Finita element (FE) metoden är ett verktyg som kan användas vid dynamisk analys för större byggnader. I detta arbete genomfördes en OMA för ett fyravåningshus med trästomme beläget i Växjö. Genom användning av kommersiella FE-mjukvaror togs en finita element modell av samma byggnad fram. Baserat på de egenfrekvenser och egenmoder erhållna från OMA, uppdaterades FE-modellen därefter. Syftet med detta arbete är att erhålla kunskap kring vilka parametrar som har betydelse vid FE-modellering med hänsyn till dynamisk analys. Syftet är även att validera den prototyp av datainsamlingsenhet som använts vid fältmätningen. Målet med arbetet är att ta fram en FE-modell som på ett korrekt sätt beskriver den testade byggnadens dynamiska beteende. Resultatet av arbetet påvisar att med en tillräckligt detaljerad FE-modell är det möjligt att erhålla en byggnads dynamiska egenskaper. De parametrar som har störst inverkan på resultatet är byggnadens styvhet och inkluderad massa.

Vibrations in staircases have during the last decades become an important issue in design. The main reasons are current architectural trends aiming for innovative, slender and high staircases, together with developments in material properties and building technique, making these aims possible. The improved material properties and slender design of the staircase makes the structure lightweight and have great impact on the flexibility and dynamic performance of the staircase. This have resulted in that vibration serviceability criteria increasingly often are becoming governing in design. The performance of staircases in serviceability under dynamic loads is however very hard to predict. In many cases hand calculations will not be sufficient, and a computerized model, e.g. a finite element model, need to be created. Creating a finite element model that performs well when subjected to dynamic loads is however not simple. Especially boundary conditions, connections and the effect of non-structural elements are hard to adequately represent. The formulation of the load is also a complex question. The main dynamic load that staircases are subjected to, that causes uncomfort for the user, is the load that the user themselves apply on the structure, when ascending or descending.  The main part of this master thesis project is a case study of two lightweight, steel staircases. To form a basis for the case study, current research have been summarized in a literature survey. An introduction of elementary dynamics is also made for less conversant reader. The literature survey reviews previous research about loads introduced by humans and how these can be formulated, both for single human excitation and group loading. How vibrations arise and how humans percept vibrations is also reviewed. The view and recommendations of standards and regulations about load formulation and vibration acceleration limits is presented. Recommendations in research for finite element modeling of staircases and dynamic loads is also reviewed. The case study consists of measurements and analyzing of finite element models of the staircases. Measurements of vibrations and the dynamic response of the staircases under human introduced loads have been conducted. The human introduced loads included are an impulse load created by a jump, ascent at a moderate pace of a single subject and descent at a moderate pace by a single subject. The measurements have been recreated in finite element models. Different modeling choices and formulations for ascending, descending, and impulse loads are studied.  The aim is to investigate how different modeling choices in connections, boundary conditions and adjacent structure, affects the natural frequencies and mode shapes of the staircase. Different load formulations for the loads are analyzed, both for the impulse load and for the loads created by a subject ascending and descending. With these results as a basis, some general recommendations about construction a finite element mode of a staircase and achieving appropriate load formulation for dynamic loads are made. / Vibrationer i trappor har under de senaste årtiondena blivit en viktig fråga vid projekteringen av trappor. De främsta anledningar är dagens arkitektoniska trender som eftersträvar innovativa, slanka och långa trappor, tillsammans med utveckling i material egenskaper och förbättrade byggmetoder som möjliggör dessa trender. De förbättrade materialegenskaperna samt den slanka designen av trappan gör konstruktionen lätt och har stor påverkan på styvheten samt det dynamiska gensvaret hos trappan. Detta har resulterat i att vibrationer i bruksgränstillståndet allt oftare är dimensionerande i designen av trappan.    Responsen under dynamiska laster i bruksgränstillståndet hos trappan är dock väldigt svårt att förutbestämma. I de flest fall är handberäkningar inte tillräckliga för att förutsäga detta beteende och en dator modell, t.ex. en finita element modell, behöver utvecklas. Att utveckla en finita element modell som genererar tillförlitliga respons är dock inte enkelt. Speciellt randvillkoren, kopplingar och effekten av icke bärande element är svårt att modellera tillförlitligt. Hur man formulerar lasten kan också vara en svår fråga. Den främst dynamiska lasten som trappor utsätts för som skapar obekväma vibrationer för användaren, är också skapade av användaren själv eller andra användare som går upp eller ner i trappan.  Huvuddelen av detta arbete består av en fallstudie av två lätta ståltrappor. För att få en bas för fallstudien har rådande forskning gåtts igenom och summerats i en litteraturstudie. En introduktion av grundläggande dynamik har även gjorts för den mindre insatta läsaren.  Litteraturstudien har gått igenom forsning om dynamiska laster orsakade av människor och hur dessa kan beskrivas, både för laster orsakade av en människa, samt även för en grupp av människor. Hur vibrationer uppkommer och hur människor uppfattar vibrationer har också undersökts. Standarders uppfattning och rekommendationer, samt regelverk om lastformulering och gränsvärden för vibrationer presenteras. Rekommendationer från forskning av finita element modeller av trappor och dynamiska laster i dessa gås också igenom. Fallstudien består av mätningar i de verkliga trapporna, och av uppbyggnad och analysering av finita element modeller av trapporna. Mätningar av vibrationer och den dynamiska responsen hos trapporna när de utsätts för dynamiska laster orsakade av människor har utförts. De studerade lasterna inkluderar en impulslast skapad av ett hopp, last från en människa som går upp i trappan och last från en människa som går ner i trappan. Mätningarna har sedan försökts återskapas i finita element modellerna. Olika modellerings val och formuleringar för gång och impuls lasterna har studerats. Syftet är att undersöka hur olika modelleringsval hos kopplingar, randvillkor samt närliggande struktur påverkar egenfrekvenserna och modeformen hos trapporna. Olika beskrivningar på lasterna analyseras, både för impuls lasten, samt lasten från en människa som gå upp eller ner i trappan. Med hjälp av dessa resultat kommer några generella rekommendationer om hur finita element modeller av trappor kan konstrueras och hur en tillbörlig lastformulering för dynamiska laster uppnås.