Det är ofta nödvändigt att göra håltagningar i bärande konstruktionsdelar för exempelvis fönster, dörrar eller installationer. Om håltagningen är tillräckligt liten, behöver hålen nödvändigtvis inte beaktas vid dimensioneringen av konstruktionen. Däremot om hålet blir för stort kan kraftspelet i konstruktionen förändras och innebära rejäla reduktioner av bärförmågan. Om så är fallet måste hänsyn tas till det i dimensioneringen av konstruktionen. Syftet med detta arbete var att redovisa en dimensioneringsmetod för betongbalkar påverkade av stora hål. Detta gjordes genom att upprätta en dimensioneringsanvisning som beskriver beräkningsprocessen. Syftet var vidare att illustrera beräkningsmetoden och ge en bättre förståelse av teorin. Detta gjordes genom att tillämpa beräkningsmetoden i ett konkret beräkningsexempel. Resultatet av arbetet utgörs av en lathund (lättöverskådlig manual), som utvecklades utifrån befintligt underlag, samt ett reellt problem som löstes med hjälp av utvecklad dimensioneringsmetod. Lathunden redogör en lämplig beräkningsgång för dimensionering av betongbalkar med stort hål. Lösningen till problemet omfattar armeringsdimensionering för att möjliggöra kraftöverföring i en väggbalk med hänsyn till ett stort dörrhål. Efter genomfört arbete dras slutsatsen att arbetet uppfyller syftet att redovisa och illustrera en dimensioneringsmetod för betongbalkar påverkade av stora hål. Huruvida den dimensioneringsmetod som presenteras är den mest optimala är dock diskutabelt. / It is often required to make holes in load-bearing structures for various reasons. Such reasons could be to make room for installations, entries or windows. Holes can lead to major changes in how forces act in the construction and involve substantial reductions in bearing capacity. This must be taken into account when dimensioning and there are methods for this. The purpose of this project was to present the required steps to perform the dimensioning of concrete beams affected by large holes. This was done by establishing a step by step instruction that describes the calculation process. To illustrate the dimensioning method and give a better understanding of the information that is presented in this report, the theory was applied in an example. The result of the project consists of a dimensioning instruction that was developed on the basis of existing data. The result also includes an example that was solved using the developed instruction. The dimensioning instruction describes an appropriate calculation procedure for dimensioning concrete beams with large holes. The example goes through the dimensioning of reinforcements to enable force transmission in a concrete beam with a door opening. After completed work, it is concluded that the developed dimensioning instruction and the example, fulfill the purpose of presenting and illustrating a dimensioning method for concrete beams affected by large holes. However, whether the dimensioning method that is presented is the most optimal is debatable.

Hagastaden is a new district in Stockholm that is growing, and many structures are being built. Kv Forskaren, a funnel-like office building, will be built above the Haga tunnel in an ongoing project. During the design phase, where Bjerking AB carried out the construction design, it has been concluded that heavy concrete beams or steel trusses need to be placed over the tunnel that will lead the loads to the massive tunnel walls from the intended building above. In 2016, the Swedish construction and real estate sector released 21 million tonnes of greenhouse gases. This is an increase of 2 million tonnes in comparison from the previous year. Since the choice of construction material is strongly linked to the environmental impact, it is extremely important to choose the material that contributes to least emissions. In order to determine which construction material, concrete or steel, from an environmental perspective is the most suitable to use, a simplified LCA for each material was performed. The study was based on processes that are in the production phase. Environmental indicators that were studied and compared were carbon dioxide equivalents, CO2-e. Furthermore, the purpose was also to compare costs for the manufacturing of the materials. In addition to these factors, an overall assessment was also considered, such as maintenance and fire protection. To be able to make a simplified LCA, the program Construction's environmental calculation tool, BM, was used. Before using the tool, calculations of the material quantities were made based on given drawings on Forskaren from Bjerking. In order to determine which design type is preferable in a holistic perspective, a literature study was also done. The LCA study showed that the steel trusses contributed the least emissions of carbon dioxide equivalents during the production phase. Based on the work done, it has been established that there are both advantages and disadvantages to the construction materials. An active choice of one of these must be based on the specific conditions and requirements that exist in a project. / Hagastaden är en ny stadsdel i Stockholm som växer och många konstruktioner tillkommer. Kv Forskaren, en trattliknande kontorsbyggnad ska byggas ovanför Hagatunneln i ett pågående projekt. Under projekteringens förskede, där Bjerking AB utfört konstruktionsprojekteringen, har man dragit slutsatsen att kraftiga betongbalkar eller stålfackverk behöver placeras över tunneln som ska leda lasterna till de massiva tunnelväggarna från den tänkta byggnationen ovanför. Den svenska bygg- och fastighetssektorn släppte år 2016 ut 21 miljoner ton växthusgaser. Detta är en ökning med 2 miljoner ton jämfört med föregående år. Eftersom valet av konstruktionsmaterial är starkt kopplat till miljöpåverkan är det ytterst viktigt att välja det som bidrar med minst utsläpp. För att avgöra vilket konstruktionsmaterial, betong eller stål, ur ett miljöperspektiv är lämpligast att använda utfördes en förenklad LCA för respektive material. Studien utgick från processer som är i produktionsfasen. Miljöindikatorer som studerades och jämfördes var koldioxidekvivalenter, CO2-e. Vidare var syftet också att jämföra kostnader för tillverkning av materialen. Utöver dessa faktorer gjordes även en helhetsbedömning där aspekter som underhåll och brandskydd beaktades. För att kunna göra den förenklade LCA-studien har verktyget Byggsektorns miljöberäkningsverktyg, BM, använts. Innan verktyget användes gjordes en mängdberäkning utifrån givna ritningar på Kv Forskaren från Bjerking. För att kunna avgöra vilken konstruktionstyp som är att föredra i ett helhetsperspektiv gjordes även en litteraturstudie. LCA-studien visade att stålfackverken bidrog med minst utsläpp av koldioxidekvivalenter under produktionsfasen. Utifrån arbetet som gjorts har det kunnat fastställas att det finns både för- och nackdelar hos konstruktionsmaterialen. Vid ett aktivt val av något av dessa måste man utgå från de specifika förutsättningar och krav som förekommer i ett projekt.

Sprintlyftet är ett vanligt lyft som används på byggarbetsplatser idag för att montera betongbalkar och det används dessutom när betongbalkarna hanteras i fabriken där de tillverkats. Allt fler prefabricerade byggelement tillverkas och det leder till att lyftens kapacitet behöver säkerställas. I den här studien provades kapaciteten experimentiellt i ett specifikt lyft, sprintlyftet. Det är ett lyft som Abetong använder till sina betongbalkar. Det som under studien kontrollerades var om betongbalkarna idag klarar mer än vad de gjorde vid motsvarande provning för 42 år sedan. En jämförelse mellan provningar som gjordes av Abetong år 1975 och den här studiens provning visar att sprintlyften som används idag klarar av mer last än vad provningarna från 1975 gjorde. Förklaringen till det är främst att kvalitén av betongen har utvecklats under åren. / The sprint lift is a common lift used on construction sites today to mount concrete beams and it is also used when the concrete beams are handled in the factory where they were manufactured. More and more prefabricated building elements are manufactured and this means that the lifts capacity needs to be ensured. In this study, capacity was experimentally tested in a specific lift, the sprint lift. It is a lift that Abetong uses for its concrete beams. What was checked during the study was if the concrete beams today manage more than they did in the corresponding test 42 years ago. A comparison of tests made by Abetong in 1975 and this study's test show that the sprint lift used today is capable of more load than what the 1975 tests did. The explanation for this is primarily that the quality of the concrete has developed over the years.

The experimental studies performed on the behaviour of very thick concrete beams subjected to static loads have revealed that the shear mechanisms play an important role in the overall response and failure behaviour. The aim of this thesis is to recommend suitable design methods for thick concrete beams subjected to off-centre static concentrated load according Eurocode 2 by using non-linear finite element analysis (NLFEA). To achieve this task, Abaqus/Explicit has been used by employing constitutive material models to capture the material non-linearity and stiffness degradation of concrete. Concrete damaged plasticity model and perfect plasticity model has been used for concrete and steel respectively. Three dilation angles (30º, 38º and 45º) and fracture energy from FIB 1990 (76 N/m) and FIB 2010 (142 N/m) has been used to investigate their influence on the finite element model. The dilation angle of 38º and FIB 2010 fracture energy was adopted as the suitable choice that reasonably matched with the experimental results. In verifying and calibrating the finite element model, the experimental results of the thick reinforced concrete beam conducted by the American Concrete Institute have been used. Three design approaches in the ultimate and serviceability limit state according to Eurocode 2 recommendations have been used namely; the beam method, strut and tie method and shell element method. Using the reinforcement detailing of the hand calculations of beam method and strut and tie method and linear finite element analysis of shell element method, non-linear finite element models have been pre-processed and analysed in Abaqus/Explicit. During the post-processing, the results have been interpreted and compared between the three design methods. The results under consideration are hand-calculated load at 0.3 mm crack width, FE-load at 0.3 mm crack width, amount of reinforcement and FE-failure load. The comparison of the results between the three design approaches (beam method, strut and tie method and shell element method) indicates that strut and tie method is better design approach, because it is relatively economic with regards to the quantity of reinforcement bars, has the higher load capacity and has a higher load at crack width of 0.3 mm crack width. / De experimentella studier som utförts på tjocka betongbalkar som utsätts för statisk last har visat att skjuvning spelar en viktig roll i brottmekanismen. Syftet med detta examensarbete är att rekommendera lämpliga dimensioneringsmetoder för tjock betongbalkar utsatt for statisk koncentrerad last enligt Eurokod 2 med hjälp av ickelinjära finita element metod. Abaqus/Explicit användes genom att utnyttja konstitutiva materialmodeller för att fånga materialens icke-linjäritet och minskad styvhet. Tre dilatationsvinklar (30°, 38° och 45°) och två brottenergi från FIB 1990 (76 N/m) och FIB 2010 (142 N/m) tillämpas för att kontrollera deras inverkan på FE-modellerna. Dilatationsvinkel med 38° och FIB 2010 med högre brottenergi valdes i de icke-linjära finita elementanalyserna. Kontroll av FE-modellerna är baserad på ”American Concret Institutes” experimentella resultat på de tjocka betongbalkarna. Handberäkningar av tjocka betongbalkar har utförts i brott- och bruksgränstillstånd med tre dimensioneringsmetoder i Eurokod 2 nämligen balk metoden, fackverksmetoden och linjära-FE skalelementmetoden. Jämförelse har gjorts för de olika dimensioneringsmetoderna, genom att använda de armeringsdetaljer av handberäkningar i de verifierade och kalibrerade icke linjära FE-modellerna i Abaqus/Explicit. Resultaten i fråga är last för 0.3 mm handberäknad sprikvidd, FE-last för 0.3 mm sprikvidd, armeringsmängd och FE-brottlast. Jämförelse av resultaten mellan de tre dimensioneringsmetoder (balkmetod, fackverksmetod och skalelementmetod) visar att fackverksmetod är bättre design metod, eftersom det är relativt ekonomiskt med avseende på armeringsmängd, har högre lastkapacitet och last på 0.3 mm sprickvidd.