The objective of the presented research is to evaluate the seismic response of a high-rise structure located in a seismic environment. For this purpose, the Oslo Plaza building located in Oslo, Norway, was chosen. A numerical element model of the building was created in the structural analysis program SAP2000 with emphasis on the soil-structure interaction representation. A structural monitoring process with the intention of calibrating the model was performed. The focus was to estimate and evaluate the dynamic behavior and response of the high-rise structure to strong ground motion, with emphasis on near-fault ground motion. For this purpose, simulations and modifications of ground motion data was performed. The seismic response of the structure with emphasis on important damage parameters of special concern for tall structures such as displacement, interstory drift and base shear were investigated. It was found that near-fault earthquakes results in larger seismic response than far-fault earthquakes for the high-rise structure considered. The near-fault ground motion rendered larger interstory drift which was found to be decisive at critical floors, as expected. Analyses of the existing point bearing foundation resulted in less seismic response than an alternative foundation representation modeled in SAP2000. Oslo Plaza was found to perform well considering the response parameters taken into consideration for the different seismic scenarios. A seismic design according to Eurocode 8 and the National Annex of Norway is sufficient for high-rise structures like Oslo Plaza. An exception was found investigating the P-Δ effects. The study does not incorporate design checks of the structure.Keywords: Near-fault Ground Motion; High-rise Structure; Interstory Drift; Soil-structure Interaction; Oslo; Structural Monitoring.

Fibre reinforcement as a substitute for conventional bar reinforcement provides for a more efficient construction and building industry, and is therefore of high interest. Today, several countries are developing rules and regulations for the use of fibre reinforced concrete in load carrying structures.The aim of this thesis was to consider the use of fibre reinforcement in load carrying concrete structures, and the main focus was on shear capacity of corbel-end beams. The thesis was divided into two parts: A theoretical part and an experimental part. A full-scale laboratory testing was performed on ten corbel-ends, and on one reference beam without corbel-ends. Different fibre types, material properties, mechanical behaviour of fibre reinforced concrete and test methods were emphasized, in addition to relevant formulas and mechanical relations. Throughout laboratory testing of full-scale beams, different reinforcement layouts were compared with traditional layout. The capacity, ductility, cracking load and crack pattern were investigated. Furthermore, evaluation of the results against current design methods, guidelines and previous results concerning shear problems in corbel-ends were done.Test results proved that the calculated fibre effect was too high. The contribution of vertical stirrups could be directly related to the calculated capacity of the vertical stirrups. The capacity of the fiber reinforced beams was lower than the traditionally reinforced beam, but they had higher ductility and obtained higher load-carrying capacity at large strains. One beam was cast with an optimized casting procedure, and the results indicated that a favourable fibre orientation and distribution was obtained in this beam. All design guidelines gave generally conservative capacities based on the theoretical residual tensile strength, but too high capacities based on the measured residual flexural tensile strength.The overall conclusion of this thesis is that fibre reinforcement may be used as a fully or partly substitute for traditional shear reinforcement in load carrying corbel-end beams. More research on the field is still needed to validate the design guidelines.

I denne oppgaven er det utviklet en ny forbindelse til bruk i større trekonstruksjoner.Oppgaven presenterer og vurderer positive og negative egenskaper ved noen ulike utforminger av forbindelser. En av disse forbindelsene er valgt ut for videre vurderinger, og det utføres beregninger og numeriske simuleringer for å bestemme kapasiteter, stivheter og bruksområder.Det er tatt spesielt hensyn til styrke, stivhet, materialeffektivitet og monteringsvennlighet i valg av utforming. Alternativet som ble valgt til videre vurdering har vist seg å ha mange ønskede egenskaper for forbindelser i større trekonstruksjoner.Numeriske simuleringer av et 10 etasjers eksempelbygg viste at krav til akselerasjonsverdier er på grensen til å bli tilfredsstilt ved bruk av den valgte forbindelsen.

En ny materialmodell for termoplaster ble utviklet ved SIMLab i 2010. Validering av denne er målet for denne oppgaven. Modellen implementeres i LS-DYNA som en brukerdefinert materialmodell og inneholder 11 parametre som bestemmes gjennom en kalibreringsprosess. For å undersøke modellens gyldighet ble valideringstester gjennomført.Det ble først gjennomført materialtester på PVC. Disse hadde som formål å gi tilstrekkelig data til kalibreringen. Testene som ble gjennomført var konvensjonelle strekk- og trykktester ved forskjellige tøyningshastigheter. Spenning-tøyningskurver og flytespenninger fra testene ble behandlet og benyttet som grunnlag for kalibreringen av de 11 parametrene.Kalibreringen av modellen ble gjort med en analytisk metode foreslått av Hovden [5], med en av strekktestene med lavest tøyningshastighet som basis. Den kalibrerte modellen ga godt samsvar med denne testen.To typer valideringstester (strekk av plate med hull og fallende vekt på fast innspent plate) ble så gjennomført for å undersøke hvor godt modellen kunne representere virkeligheten. Numeriske simuleringer av testene ble utført for å sammenligne responsen i modeller og tester.Modellen representerte testene godt, men mangel på viskoelastisitet antas at var hovedårsaken som førte til at det oppsto enkelte avvik. Generelt førte en økning i tøyningshastighet til økt avvik i responsen. Forskjeller i spenningsforløp i trykk og strekk kan også ha ført til avvik. Det bør derfor undersøkes videre om det erlønnsomt å inkludere viskoelastisitet i modellen samt en annen måte å representere trykkspenninger på.

I forbindelse med utbygging av E6 Sør er det behov for ei ny jernbanebru i Klettbakkan. Jernbanebrua spenner over 4 spenn og har total lengde 71 meter.Brua prosjekteres av Dr. Ing. A. Aas-Jakobsen Trondheim AS. Det er i oppgaven gjennomført et litteraturstudium av gjeldende regelverk gitt av oppdragsgiver, Jernbaneverket, samt gjeldende Eurokoder som berører jernbanebruer i betong. En beregningsmodell i 3D-rammeprogrammet NovaFrame er etablert for å bestemme snittkrefter fra aktuelle lastmodeller og en delvis dimensjonering er utført.Ikkelineære analyser i elementmetodeprogrammet DIANA er gjennomført for å undersøke måten en stor konstruksjon praktisk kan modelleres med mer eller mindre avanserte materialmodeller, og hva ulike regelverk anbefaler for ikkelineær modellering.Det er påvist tilstrekkelig kapasitet i bruddgrensetilstand og utstrakte beregninger er gjort i bruksgrensetilstand. I prosessen med ikkelineære analyser er mange sentrale tema belyst. De ikkelineære modellene viser gjennomgående lavere kapasitet enn analytisk håndberegning. Variasjon i materialmodeller påvirker både kapasitet og stivhet/deformasjonsforløp i stor grad.

I denne masteroppgaven er det sett nærmere på hvor godt pelspisser klarer å trenge ned i fjell ved ramming med fallodd. Oppgaven er en del av et prosjekt Statens vegvesen har satt i gang for å øke kunnskapen rundt ramming av peler med bergspiss i fjell.Som en del av oppgaven ble det gjennomført forsøk der modeller av virkelige pelspisser ble rammet mot ulike bergarter. Det ble undersøkt hvilken effekt spissens geometri, herding av spissen og forboring av steinen har for nedtrengingsevnen til spissen i ulike bergarter.Videre er teorien bak ulike materialmodeller beregnet på modellering av fjell gjennomgått. En av disse materialmodellene er blitt brukt til å utføre numeriske analyser med elementprogrammet IMPETUS for å verifisere resultatene fra forsøket.Forsøkene og analysene viser at ulike spisser har til dels svært ulik oppførsel når de blir rammet mot forskjellige bergarter. De fleste spissene klarte å trenge ned i fjellet, og oppnå sikkert feste. I et par av forsøkene ble imidlertid spissen svært deformert, og det er usikkert om de ville tålt videre ramming mot fjell.

This Master's thesis addresses the effects of marine growth on the design of a lattice tower substructure for an offshore wind turbine. Marine growth is the unwanted colonization of marine structures by marine organisms. The current standards prescribe a thickness of 100 mm whereas in the literature, layers up to 200 mm thick have been reported for structures in the North Sea.Marine growth leads to increased wave loading on the structure. This is caused by the increased effective member diameter, as well as increased drag coefficient due to increased surface roughness. Marine growth also represents an additional non-structural mass, reducing the structural natural frequencies. Marine growth may increase flow instability and vortex shedding, but this has not been evaluated in this report. The effects of marine growth have been evaluated for the NOWITECH 10 MW reference turbine.Alteration of the natural frequencies caused dynamic amplification when structural natural frequencies approached the nP-values of the rotor. The effect was most prominent for the local-modes natural frequencies, the modes including out-of-plane deformation of the bracing.The relative importance of the increased hydrodynamic load and additional non-structural mass was investigated. It was concluded that both effects must be included in the model to describe the dynamic behaviour.The fatigue lifetime of the K-braces was more sensitive to marine growth thickness than that of the X-braces. The X-brace fatigue lifetime gave the design lifetime for this particular design and marine growth lead to significant reductions in the fatigue lifetime. Marine growth would increase the lifetime in certain points. Thus, it is necessary to check the design also without marine growth.

Denne avhandlingen omhandler den dynamiske responsen av Svinesundsbrua. Hovedformålet er å vurdere usikkerheten tilknyttet de eksisterende beregningsverktøyene som benyttes til å beregne vindindusert dynamisk respons ved å sammenligne med målte verdier. Det er plassert ett anemometer like ved buen som måler vindhastighetene. Jeg tar utgangspunkt i en bestemt tidsserie av vindhastigheter målt i en periode på ti minutter til å estimere ruhetsparametere og middelvindhastighetsprofilet. Jeg forenkler med å anta et homogent vindfelt og benytter derfor de samme ruhetsparameterne og middelvindhastighetsprofilet for hele brua. Siden terrenget ikke er homogent vil dette være en kilde til usikkerhet. Det viser seg at de simulerte tidsseriene beskriver turbulenskomponentene ved anemometeret på en tilfredsstillende måte med samsvarende auto-spektraltetthet. For kryss-spektraltettheten inngår det parametere som bestemmes ved hjelp av eksperimentelle forsøk og som det er tilknyttet store usikkerheter til. Usikkerheten baserer seg på i hvor stor grad vindhastighetene i vindfeltet korrelerer. Kraftkoeffisientene for bruas kjørebane er framstilt ved hjelp av en modell i en vindtunnel. For buen derimot må jeg benytte tilnærmede verdier, og verdiene av disse vil ha stor innflytelse på den endelige responsen. Kreftene blir påført en modell av brua laget i Abaqus ved hovedspennet som buen bærer over. Modellen inneholder forenklinger som gjør at egenfrekvensene er noe lavere enn de målte egenfrekvensene. Sammenligningen med den målte responsen må sees på i statistisk betydning. I den sammenheng benytter jeg verdier for gjennomsnittlig maksimalverdi og gjennomsnittlig standardavvik til akselerasjonene. Resultatene viser at de beregnede akselerasjonene ligger noe lavere enn de målte, bortsett fra på buen hvor de horisontale akselerasjonene er høyere enn målte. Samtidig beregnes det veldig liten vertikal akselerasjon ved bruas midtpunkt. For å vurdere usikkerheten i resultatene beskriver jeg hvor stor innflytelse de ulike parameterne har på responsen ved å benytte forskjellige verdier.

Vulkan bro åpnet i desember 2010 og det er siden da registrert merkbare vertikale svingninger fra ganglast. Målinger utført på broen tilsier at egenfrevensene fra både første vertikal- og første torsjonsmode ligger i nærheten av frekvensområdet til ganglast. Dette er i litteraturen anslått til å ligge fra 1,4 Hz for sakte gange til 2,4 Hz ved hurtig gange, med en tilnærmet gjennomsnittsverdi på 2 Hz for normal gange. Broens horisontale egenfrekvens ligger utenfor det tilsvarende området for horisontalretningen, som er fra 0,7 Hz - 1,2 Hz, og er derfor ikke et problemområde for Vulkan bro. Egenfrekvensene er målt til 2,05 Hz for vertikalmoden, 2,7 Hz for torsjonsmoden og 4 Hz for horisontalmoden. De ulike standardene og retningslinjene har forskjellige metoder for å anslå akselerasjonene til en konstruksjon. Dynamiske svingeproblemer fra ganglast er imidlertid et tema som er lite diskutert i dagens standarder. I Eurokodene er det kun angitt en metode for å anslå akselerasjon fra ganglast i Eurokode 5. Disse formlene gir varierende verdier ved sammenligning med de målte akselerasjonene på Vulkan bro. Metodene i BS 5400, Ontario Highway Bridge Design Code og Statens vegvesens håndbok 185 er tilnærmet like. Alle disse gir lave akselerasjonsverdier sammenlignet med de målte. ISO 10137 angir en mer rasjonell metode for å forutsi akselerasjonene til en konstruksjon. Alle de ulike standardene er forenklinger av Fourierserier, mens ISO 10137 bruker Fourierseriene fullt ut for å representere ganglast. ISO 10137 har også strengere krav til maksimale akselerasjoner, og er den eneste standarden som tilsier at det skal være svingeproblemer på Vulkan bro. Ganglastmodelleringen er et stort usikkerhetsmoment og er her tilpasset for at den etablerte FEM-modellen skal gi like responsverdier som målingene. Det viser seg at den beste ganglastmodelleringen for Vulkan bro er en forenklet trekantamplitude knyttet til punktlaster langs broen.Ulike tiltak for å bedre svingeproblemene er modellert og undersøkt i Abaqus-modellen. De beste blant de utprøvde tiltakene er å installere massedempere eller montere skråstag som støtter opp broen. Massedempere kalibrert mot vertikalmoden gir i modellen akselerasjoner som tilfredstiller kravene i standardene, og skråstag på siden av broen gir enda lavere akselerasjonsverdier. Skråstag kun på den ene siden av broen er også et effektivt tiltak.

Denne rapporten omhandler simulering av vindfelt ved hjelp av autoregressive simuleringer. Målet med arbeidet var å kontrollere nøyaktigheten og kartlegge modellusikkerheten til eksisterende beregningsverktøy som benyttes til å beregne vindindusert dynamisk respons. Simuleringene er gjennomført i en FE-modell av Svinesundsbroen og er sammenlignet med resultatene fra et omfattende måleprosjekt. Svinesundsbroen er en slank brokonstruksjon med et unikt design. Den er en av verdens lengste singelbuebroer, har en hovedspennvidde på 247 meter og går mellom Norge og Sverige. Denne rapporten har dannet et godt grunnlag for å forstå den dynamiske oppførselen til Svinesundsbroen. Resultatene fra simuleringen av vindfelt i FE-modellen samsvarer relativt godt med de målte resultatene. Likheten mellom de målte og de numeriske egenfrekvensene indikerer at massen og stivheten i FE-modellen representerer den virkelige konstruksjonen i stor grad. Likevel viser denne rapporten at det kan være flere feilkilder knyttet til modellen og parametrene i vind-simuleringen, noe som gjør at det finnes flere usikkerheter rundt sammenlikningen av de simulerte og de målte resultatene.Digitalsimulering av n-varierte stokastiske prosesser med vindhastigheter på ulike bestemte punkt, krever en dekomponering av spektraltetthetsmatrisen (PSD). Prosedyren vist i denne rapporten bekrefter at autoregressive simuleringer er et effektivt beregningsverktøy for beregning av vindindusert dynamisk respons, og vil være fullt på høyde med andre metoder som for eksempel Cholesky-metoden. Den dekomponerer PSD-matrisen i triangulære matriser. Det er vist at anvendelse av metoden gjør det mulig å få fram noen veldig interessante egenskaper, som igjen fører til økt beregningseffektivitet. For videre arbeid vil det være interessant å sammenligne resultatene fra metoden for autoregressiv simulering av varierende vind på Svinesundsbroen, med andre metoder som utnytter den ortogonale dekomponeringen av PSD-matrisen.