The global population is estimated to rise by 89 million people annually and for this reason there is a need for more housing and buildings worldwide. As cities grow outwards and buildable land becomes scarce, it is necessary to increase the height of buildings in cities, especially where the height of existing buildings is low. For crowded cities, story extensions are an increasingly popular measure that could meet market’s demand for centrally located homes.The main focus of this study is to clarify how a specific existing building handles the addition of a story. The existing building that was used as a starting point is located in Styrmansgatan in Gävle, the district Brynäs. The building has totally three storiesand is a youth residence where HBS is the property owner. The study presents the approach to validate and simulate the existing building.The method of the work is modelling in StruSoft FEM-Design which is a program used for modelling, analysis and design of load-bearing elements of buildings according to Eurocode. With the help of the program, it is investigated whether the existing building can handle an extension and which reinforcements should be made. It is suitable for all different types of design tasks from the entire stability analysis in a building to individual elements. The work is carried out in 3 steps where first the reference building to be used as a starting point is modelled, analyzed and designed. The next step is to add a story and then analyze any additional measures in connection with the extension of the story. The building must be approved according to standards as a starting point with regard to degree of utilization and deflection. Then, a comparison is made between the existing building structure and the superstructure with respect to degree of utilization, deflection, stress, and the base reaction.Results obtained from this study show that if an extension is to be possible, reinforcement solutions should take place for building elements that receive an unacceptable degree of utilization. The reinforcement solutions are resulted with the help of beams, columns, wind brace and changed reinforcement contents in reinforced concrete elements for the load-bearing structure. The study concludes that the story extension is possible with added reinforcement measures / Den globala befolkningsmängden beräknas stiga med 89 miljoner människor årligen och av den anledningen finns det ett behov av fler bostäder och byggnader över hela världen. När städer växer utåt och expanderar blir byggbar mark en bristvara, där kan påbyggnad vertikalt vara ett alternativ då man ökar höjden på byggnader. För trånga städer är våningspåbyggnader en alltmer populär åtgärd som skulle kunna möta marknadens efterfrågan av centralt placerade bostäder. Huvudfokus i denna studie är att klargöra hur en specifik befintlig byggnad klarar påbyggnad av ett våningsplan. Den befintliga byggnaden som användes som utgångspunkt ligger på Styrmansgatan i Gävle, stadsdelen Brynäs. Byggnaden har totalt tre våningar och är ett ungdomsboende där HSB står som fastighetsägare. Studien presenterar tillvägagångssättet för validering och simulering av en befintlig byggnad.Arbetet utfördes med StruSoft FEM-Design som används för modellering, analys och design för bärande element i byggnader baserade på Eurokod. Med hjälp utav StruSoftFEM-Design ska det undersökas om den befintliga byggnaden klarar av en utökning och huruvida vilka förstärkningar som eventuellt bör ske. Den passar för alla olika typer utav konstruktionsuppgifter från hela stabilitetsanalysen i en byggnad till enskilda element. Arbetet kommer genomföras i 3 steg där först den referensbyggnad som skall användas som utgångsläge modelleras, analyseras och designas. Nästa steg är att lägga till ett våningsplan för att sedan analysera eventuella tilläggsåtgärder i samband med utökning av ett våningsplan. Byggnaden skall vara godkänd enligt standarder som utgångspunkt med avseende på utnyttjandegrad och nedböjning. Därefter sker det en jämförelse mellan den befintliga bygganden och påbyggnaden med avseende på utnyttjandegrad, nedböjning, spänning och grundreaktionen.Resultat som har erhållits från denna studie påvisade att om en påbyggnad ska vara möjlig bör förstärkningslösningar äga rum för byggnadselement som fick en oacceptabel utnyttjandegrad. Förstärkningslösningen resulterade med hjälp av balkar, pelare, vindstage och ändrat armeringsinnehåll för armerad betong element för den bärande konstruktionen. Studiens slutsats är att våningspåbyggnad är möjlig vid tillagda förstärkningsåtgärder.

Beräkning med finita elementmetoden, FEM, är en vanlig metod vid lastnedräkning för bärande konstruktioner. Vid FEM-modellering inom huskonstruktion måste konstruktören på något sätt även modellera markens egenskaper för att uppnå statisk jämvikt i modellen. Att låta byggnaden vila på oeftergivliga stöd fungerar vid grundläggning på berg, men i övriga fall måste jordens deformation vid belastning simuleras. Ett vanligt tillvägagångssätt är att konstruktören samarbetar med en geotekniker som beräknar sättningar i jorden utifrån de laster konstruktören beräknat. Det görs i ett geotekniskt FEM-program som exempelvis PLAXIS. Utifrån geoteknikerns resultat beräknar konstruktören fjäderstöd som får simulera marken. Därefter kan deformationer i byggnaden studeras.    Denna studie har prövat en alternativ metod. Hus, grundläggning och undergrund har modellerats i en gemensam modell i FEM-Design 3D Structure 17. Syftet med att undersöka detta var möjligheten till effektiviseringar av arbetsflödet. Om konstruktören kan modellera allt i samma modell skulle flera arbetsmoment kunna sparas. Risken för fel då data tolkas och flyttas mellan olika program skulle också elimineras.   Som fallstudie användes ett sexvåningshus med både pål- och plattgrundläggning. En befintlig modell med fjäderstöd beräknade i PLAXIS gjordes om till en komplett modell med byggnad, grundplattor, pålar och jord som finita element. FEM-Design kunde dock inte beräkna något resultat för modellen. Modulen Pile som modellerar pålar och modulen 3D Soil som modellerar jorden som solida element var inte kompatibla. Studien övergick då till att undersöka enskilda grundläggningselement separat. Pålar och plattor lyftes ut från den stora modellen och studerades dels med externt beräknade fjäderstöd och dels med FEM-Designs geotekniska moduler. Resultaten visade större deformationer för de modeller som var modellerade med 3D Soil. För Pile var resultaten att betrakta som likvärdiga.   En tydlig slutsats är att för husprojekt med både pål- och plattgrundläggning kan byggnad och undergrund inte modelleras tillsammans i FEM-Design. Programmets utvecklare StruSoft har planer på att utveckla funktionerna i framtiden så att de kan användas tillsammans, men det finns ingen prognos för när det kan vara klart. För byggnader med endast en grundläggningstyp kan respektive modul däremot användas. Det ska understrykas att en konstruktör som ska modellera undergrunden själv måste ha goda geotekniska kunskaper för att kunna hantera modulerna korrekt. Den optimala arbetsgången skulle enligt författarna vara att konstruktören och geoteknikern arbetade i samma modelleringsprogram i en gemensam modell. / The finite element method, FEM, is a common method for load calculation in building construction design. In addition to the structure itself, the structural engineer must also model the soil response to achieve static equilibrium in the model. Using unyielding supports works for structures founded on rock, but in other cases the soil deformation must be simulated somehow. A common approach is that the structural engineer collaborates with a geotechnician who calculates the settlements in the soil due to the loads provided by the structural engineer. This is done in a geotechnical FEM program, e.g. PLAXIS. The structural engineer then uses the PLAXIS results to calculate spring supports simulating the soil response. The settlements in the structure can then be studied.   This study has evaluated a different approach. The structure, foundation slabs, piles and subgrade has been modeled in a common model in the program FEM-Design 3D Structure 17. The study identified several possible benefits if the method proved reliable. If the structural engineer could model everything in one model, several work steps could be excluded. It would also eliminate the risk of errors that may occur when data is to be interpreted and moved between different programs.   The studied case is a six-storey residential building founded on both piles and foundation slabs. An existing model with spring supports calculated in PLAXIS was modified into a complete model with structure, foundation slabs, piles and soil as finite elements. The complete model proved unable to produce any results. The Pile module and the 3D Soil module turned out to be incompatible. Facing this fact, the study decided to evaluate separate foundation elements individually. Piles and foundation slabs were extracted from the full model and studied first with externally calculated spring supports and then with the FEM-Design geotechnical modules. The results displayed larger deformations for the 3D Soil models. For the Pile module, the results should be regarded as equivalent.   The major conclusion is that a building founded on both piles and foundation slabs is not possible to model together with subgrade in FEM-Design. The program developer StruSoft may develop the features in the future so that they can work together, but there is no forecast for when this can be done. However, the features can be used separately for structures with only one type of foundation. It should be emphasized that a structural engineer who is going to model the subgrade must have good geotechnical knowledge in order to handle the modules correctly. According to the authors, the optimal workflow would be that the structural engineer and the geotechnician worked in the same modeling program in a common model.

Arbetets mål har varit att modellera en pålad grundläggning och den underliggande marken för ett flervåningshus i CAD-programmet FEM-Design. Den framtagna modellen har utvärderats och jämförts mot en referensmodell. Arbetet undersökte även FEM-Design och tillförlitligheten i programmets uträkningar och teorier. För att de uppsatta målen skulle uppnås ufördes en litteraturstudie med syftet att utreda de teorier och samband som Strusoft, grundarna av FEM-Design, har använt. För att modellera den underliggande marken skapades en jordmodell. Jordlagren skapades utifrån avläsning av hejarsonderingar från en geoteknisk undersökning. Den pålade grundläggningen togs fram med hjälp av en erhållen CAD-modell som gestaltar flervåningshuset, medföljande laster samt den geoteknisk undersökningen. Lasterna som den erhållna CAD-modellen orsakar fångas upp av punkt- och linjestöd och går sedermera att avläsas. En grund av balkar modellerades för att sprida lasten till pålarna, avståndet mellan pålarna bestämdes efter lastens värde. Kraften som går ner i pålen får inte överstiga knäckkraften som angavs i den geotekniska undersökningen och är beräknad med partialkoefficientmetoden. Resultatet visade att Strusofts antaganden kräver en erfaren geokonstruktör för ett realistiskt resultat. Vidare visade resultatet att den framtagna pålmodellen innehåller 78 pålar medan referensmodellen inehåller 102 pålar. Av 13 utvalda pålar nådde ingen av pålarna över 62% av knäckkraften och i jämförelse med referensmodellen är alla 13 pålar mer effektivt slagna, som mest med 57%. / The aim of the work has been to model a piled foundation and the underlying ground for a multi-storey building in the CAD program FEM-Design. The model developed is evaluated and compared with a reference model. The study also examined FEM-Design and the reliability of their calculations and theories. To achieve the goals, a literature study was conducted to investigate the theories that Strusoft, the founders of FEM-Design, have used. To model the underlying ground, a soil model was created. The soil layers were created based on reading of weight probe testing from a geotechnical study. The piled foundation was produced with the help of an obtained CAD model of a multi-storey building, the accompanying loads and the geotechnical survey. The loads caused by the obtained CAD model are captured by point and line supports. A base of beams is constructed to spread the load to the piles, the distance between the piles is determined according to the value of the load. The force that went down into the pile was not allowed to exceed the buckling force stated in the geotechnical survey and was calculated with help from the partial coefficient method. The results showed that Strusoft's assumptions require an experienced geoconstructor for a realistic result. Furthermore, the result showed that the developed pile model contains 78 piles while the reference model contains 102 piles. Of 13 selected piles, none of the piles reached over 62% of the buckling force and in comparison with the reference model, all 13 are more efficient, at most with 57%.

The most used widely material in the construction and industrial industry is concrete. Concrete is a material that has been used for a long time and will remain to do so. Therefore, it is especially important to obtain knowledge of the material’s properties and how it is affected by various conditions. A major problem with concrete is cracking that occurs when its shrinkage is prevented. When a concrete wall is cast against ground, shrinkage occurs. The cracks that develop due to this can cause leaks and reinforcement corrosion that not only reduces the lifespan of the concrete, but are also making it aesthetically ugly. One solution to reduce the restraint is to divide the casting into stages. This study contains investigation whether a thoughtful stage casting is a method that can theoretically and practically affect the shrinkage restraint and thereby the cracking in concrete walls. This report observes the tensile stresses in a 15 meter long concrete wall with strength class C30/37. The wall is exposed for two different relative humidity circumstances, indoor environment which gives 50% and outdoor environment which gives 80%. The analysis comprises four different casting methods for a wall; casting in one piece and three casting methods according to thoughtful stage casting. The contemplated time range between the casting stages is normal production time, 30 days, and extended production time, 60 days. At first the calculations for shrinkage and creep of the concrete had to be done according to Eurocode 2. The results from the calculations are thereafter used in the finite element program FEM-Design from the company Strusoft. The results in the report demonstrates the tensile stresses that arise in a 15 meter long wall without the stages and when the casting is done with thoughtful stages. A variation of the foundation depth consisting of non-cohesive soil is also presented for one of the casting methods. The conclusion of the results is that stage casting is a solution to reduce restraint and thereby stresses in concrete walls. The results reveal that the tensile stresses are reduced with the highest value of approximately 80%. The efficiency of casting into stages is possible and practicable within a normal production time. / Det mest använda materialet i anläggnings- och industribranschen är betong. Betong är ett material som har använts länge och kommer fortsätta att användas. Därför är det främst viktigt att ha kunskap om materialets egenskaper och hur det påverkas av olika förhållanden. Ett stort problem med betong är sprickbildning när dess krympning förhindras. När en betongvägg gjuts mot ett underlag förekommer krymptvång. Sprickorna som uppstår på grund av detta kan orsaka läckage och armeringskorrosion som minskar betongens livslängd och är dessutom estetiskt fula. Ett sätt att minska tvånget är att dela in gjutningen i etapper. I detta arbete undersöks om en genomtänkt gjutetappsindelning är en metod som teoretiskt och praktiskt kan påverka krymptvånget och därmed sprickbildningen i betongväggar. Denna rapport betraktar dragspänningarna i en 15 meter lång betongvägg med hållfasthetsklassen C30/37. Väggen utsätts för två olika relativa luftfuktighetsförhållanden, inomhusmiljö samt utomhusmiljö vilket ger ett värde på 50% och 80%. Analyserna omfattar fyra olika gjutningsmetoder för väggen; gjutning utan etappindelning samt gjutning utförd enligt tre genomtänkta etappindelningar. Tiden som betraktas mellan gjutetappsindelningarna begränsas till normal produktionstid, 30 dagar, och en förlängd produktionstid, 60 dagar. Först utförs handberäkningar enligt Eurokod 2 på betongens krympning och krypning för att sedan sätta in resultaten i finita element programmet FEM-Design från Strusoft. Resultaten i rapporten redovisar de maximala dragspänningarna som uppstår i en 15 meter lång vägg utan etappindelning och då gjutning genomförs av genomtänkt etappindelning. Även en variation av friktionsjordens djup analyseras för en utav etappindelningarna. Slutsatsen av resultaten är att gjutetappindelning är en lösning till reduktion av tvång och därmed minskad spänning i betongväggar, då de maximala dragspänningarna reducerades med som högst ca 80%. Effektiviteten av gjutetappindelning är möjlig inom en normal utförandetid.

In today’s society cities grow increasingly larger, not only on the ground but vertically as well. Utilizing height means taller buildings, which often are large steel- and concrete constructions. Why not construct tall buildings out of timber instead, a material by many believed to be far better from an environmental perspective than steel and concrete? The answer lies in the lack of knowledge regarding tall timber constructions and the stresses they need to withstand. The report was conducted at the construction consulting company Bjerking AB, Uppsala. The focus in this report was to examine accelerations and deformations as an effect of wind loads. The issue at hand was whether the connections between building elements affect the dynamic responses that occur. The chosen model was a 15 storey timber building whose walls and floors consisted mainly of cross laminated timber elements as the load bearing structure. As a large amount of the analyses were complex, the calculations were made in the computer program FEM-Design, which is a finite element program. After performing numerous calculations with different settings, a result emerged. Clear trends could be seen in the connections’ influence on accelerations and deformations. A stiffer connection makes the building more resistant to wind loads. This result has to be considered when constructing tall timber buildings to avoid problems with accelerations and deformations. However, merely adjusting the connections to meet requirements is not sufficient, other measures are also needed. / I dagens samhälle växer sig städer allt större, inte bara till ytan utan även på höjden. För att kunna exploatera på höjden krävs högre hus vilka ofta byggs av stora stål- och betongkonstruktioner. Men varför byggs inte höghus istället av trä som av många anses vara mycket bättre ur bland annat miljösynpunkt? Svaret ligger i kunskapsbristen som finns kring hur höga trähus ska konstrueras för att klara de olika påfrestningarna det utsätts för. Arbetet genomfördes i samarbete med konsultföretaget Bjerking AB, Uppsala. En del av de problemen som finns har undersökts, nämligen accelerationer och deformationer som en effekt av vindlaster. Frågeställningen är huruvida infästningarna och dess inspänningsgrad mellan olika byggnadselement påverkar de statiska respektive dynamiska effekterna som uppstår. Den valda modellen, ett 15-våningar högt trähus, bestod i huvudsak av CLT-element, Cross Laminated Timber, i både väggar och bjälklag som hade till uppgift att föra ner lasterna till grunden. Då analysen är komplex utfördes en stor del av beräkningarna i FEM-Design som är ett avancerat beräkningsprogram. För att säkerställa indata samt komplettera kunskapen inom området utfördes en bakgrundsstudie. Efter utförta beräkningar på den bestämda modellen fastslogs resultatet. En tydlig trend kunde följas vid beaktning av accelerationer och deformationer vid olika värden på inspänningen mellan byggnadselementen. Styvare förband gör byggnaden mer beständig gentemot vindlaster. Ett resultat som måste beaktas för att kunna lösa en del av de problem som uppstår med höga hus i trä. Dock räcker det inte att enbart justera inspänningsgraden för att klara gällande krav och normer, utan ytterligare åtgärder krävs.

Vid beräkning av grundkonstruktioner tillämpas ofta Winkler-modellen där jorden ersätts med en fjäderbädd som motsvarar jordens styvhet, en så kallad bäddmodul. Samverkanseffekter försummas ofta i dagens sätt att ansätta bäddmoduler och konsekvensen av detta blir att oförutsedda dragspänningar uppstår. Syftet med undersökningen är att ge konstruktörer ett underlag så de kan välja en beräkningsmodell som ger beräkningsförutsättningar vid dimensionering av grundkonstruktioner som tar hänsyn till samverkanseffekter. Målet är att påvisa hur samverkanseffekter och ansättning av bäddmodul påverkar delar av grundkonstruktionen med hänsyn till moment. Tre olika metoder för att beräkna bäddmoduler och två olika sätt att ansätta dessa har studerats med avseende på hur moment uppträder i grundkonstruktionen. Sex modeller har analyserats i datorprogrammet FEM-Design genom fyra valda sektioner i grundkonstruktionen. Resultatet visar att val av bäddmodul inte påverkar formen på momentkurvan men att det maximala momentet kan variera stort. Resultatet påvisar även att det uppstår zoner med dragspänning i konstruktionens överkant som en effekt av samverkan. / The Winkler-model is often applied when calculating foundation slabs. The model intend to replace the subgrade with a bedding of vertical springs that corresponds with the stiffness of the soil. The integration of the foundation slab is often neglected in todays approved methods of implementing subgrade modulus. The consequence of this overlook may cause unforeseen tensile stress in the foundation. The purpose of this study is to support engineers in their decision of choosing a model and provide proper conditions designing slabs taking into account for interplay of the whole foundation structure. The aim is to demonstrate how the interplay in the construction and the application of the subgrade modulus affects parts of the foundation regarding bending moment. Three different methods of calculating subgrade modulus and two ways of application have been studied with purpose to illustrate how bending moment appear in the structure. Four sections have been selected to represent the structural behavior to analyze six model cases in the FEM-Design program. The result indicates the choosing of subgrade modulus affect maximum value of bending moment although the appearance of the momentum curve are not affected. Results also show that zones of tensile stress occur at the top of the foundation as an effect of integration effects of the whole structure.

Konstruktörer i dagens läge kommer in i projekten väldigt sent samtidigt som dom får allt färre timmar att projektera med. Detta har resulterat i att programvaror rörande beräkningar och konstruktion har fått ett allt större fokus och en högre efterfrågan, samtidigt som kunskapen rörande användningen av dessa program är fortsatt förhållandevis låg.Konstruktionsavdelningen på Strängbetong i Örebro använder idag en kombination av MathCAD, Excel och handberäkning för sina projekt. Reflektion har gjort angående om hur det går att använda program som StruSofts FEM-Design vilket nyttjar finita elementmetoden till sina beräkningar. Avdelningen är dock skeptiskt mot programmets komplexitet och dess resultat från tidigare projekt.Arbetets syfte är analysera stomstabiliteten av ett flerfamiljehus bestående av prefabricerade element utifrån fyra olika metoder med hjälp av FEM-Design. Tre av metoderna är statiska sätt att se på en byggnad medans den fjärde metoden är en förenkling som görs vid traditionell handberäkning. Frågan som undersöks är hur stora skillnaderna blir mellan dessa fyra olika metoder och varför detta inträffar. Stabiliteten analyseras globalt med enbart fokus på jämvikt mot stjälpning.Byggnaden modelleras upp i FEM-Design och analyseras utifrån fyra olika metoder: elasticitetsteori med hänsyn till första ordningens moment, elasticitetsteori med hänsyn till andra ordningens moment, plasticitetsteori och utifrån utredda förenklingar som görs vid en beräkning för hand. För att erhålla ett så realistiskt resultat som möjligt deltog författarna i en två dagars kurs i FEM-Design. Författarna har även spenderat en stor del av tiden i att undersöka hur programmet reagerar på inställningar och laster, för att säkerställa realism och ett korrekt utförande.Resultatet som erhålls är att det förekommer allt från markanta till mindre skillnader mellan metoderna beroende på fall av belastning. Inget generellt ”värsta fall” förekommer utan analyserna innebär att olika kritiska punkter uppstår. Utifrån detta bör samtliga analyser utföras och byggnad ska klara att vara stabil under respektive analys. Del av resultatet är även metoden som tydligt presenteras av hur en stabilitetsanalys i FEM-Design bör utföras på en stomme som består utav prefabricerade element. / Structural engineers nowadays enter projects in the late stages while also receiving fewer hours to do the project planning with. This has led to a shift of focus onto software development and an increase in demand of structural design and calculation software. As this is developing there is still a lack of knowledge regarding how they should be used.The structural division at Strängbetong Örebro are today using a combination of MathCAD, Excel and hand calculation for their precast projects. They have also explored the possibilities of using StruSofts finite element software FEM-Design for their calculations. The structural division remains sceptical due to the complex nature of the program and experiences from previous projects using the software.The purpose of this study is to build an apartment building composed of prefabricated elements and analyse the structural stability of the building using four different methods aided by the software FEM-Design. The program itself relies on the finite element method to solve its calculations. Three of the methods are static ways to view a building while the fourth method is a simplification used for hand calculation the traditional way. The focus of the stability analysis is the overturning of said building. The questions to be answered by this study is how big the difference is between these four methods and why it exists.The building is modelled in FEM-Design and analysed using four different methods: first order elasticity theory, second order elasticity theory, limit load theory and simplifications made using traditional hand calculation. To obtain a reliable result the authors attended a two day course about structural design in FEM-Design. The authors also spent a great amount of time experimenting with the program with a purpose to obtain knowledge of how it works and reacts to a combination of different loads and conditions.The obtained result showcased everything from a minor to a significant difference in results between the methods depending on load case in question. No obvious “worst case scenario” is presented as every analysis results in its own critical scenarios. The conclusion is that each of the methods has its place and should be done to secure the stability of building in question. Additionally, part of the result is the instruction presented of how a stability analysis on a prefabricated framework should be performed with FEM-Design.

Anledningen till att samhället fungerar som invånare förväntar sig och är vana vid är att det mesta är uppstrukturerat med lagar och regler varav många grundar sig i erfarenheter från verkligheten. Till exempel dimensioneras byggnader efter regler som har prövats fram såsom ändrade regler för snölast. Den senaste ändringen skedde i EKS 10 år 2016 vilket bland annat kan ha påverkats av det som skedde vintern 2009/2010 då många tak rasade in på grund av en förhöjd mängd snö jämfört med tidigare dimensioneringsriktlinjer. Ändringen påverkades även av insikten för risken med ojämn fördelning av snön. Samtliga bärande delar i en byggnad är alltså dimensionerade av en konstruktör för att hålla för en viss last. Syftet med arbetet var att kartlägga och öka kunskapen om dimensionering av stålfackverk i hallbyggnader, varav denna undersökning fokuserar på sadelfackverk. Att belysa brandskyddsfrågan var också en del av syftet. Arbetet genomfördes med hjälp av en faktaundersökning som understöddes av intervjuer, beräkningar i programmet FEM-Design och ett studiebesök på SWL. Resultatet av beräkningarna gjordes i två delar, snittkrafter respektive bärförmåga i fackverkets överram med dubbla vinkeljärn. Momentet beräknades för hand med tre olika metoder som påminde om varandra men också med FEM-Designs analys. Denna jämförelse avslöjade att fördelningen mellan moment i stöd och fält var omvänt mellan handberäkningar och FE-analys vilket berodde på att stödsjunkningen inte hade beaktats i handberäkningarna, enbart i analysen. Jämförelser gjordes sedan för snittkrafterna mellan ett fackverk med ledade livstänger samt ett fackverk med fast inspända knutpunkter. Framtagningen av överramens bärförmåga gjordes med tre olika metoder för att sedan jämföra dem mot varandra i form av överramens utnyttjandegrad. Den första metoden innehöll en fiktiv linjelast för att ta hänsyn till imperfektion, utnyttjandegraden som räknades fram blev 89 %. Den andra metoden, vid namn allmän metod, beräknades med en kritisk parameter från FEM-Design som gav utnyttjandegraden 98 %. Till sist utfördes beräkningen med FEM-Design (Steel design) för att med dimensioneringsverktyget ta fram två utnyttjandegrader att jämföra mot de två förstnämnda metoderna, som blev 82 % respektive 99 % som tar hänsyn till böjknäckning respektive böjvridknäckning. Den mest trovärdiga utnyttjandegraden som beräknades var med den allmänna metoden (98 %) eftersom den tar hänsyn till flest knäckningsfall. En negativ aspekt med dimensioneringsprocessen är att reglerna som ska beaktas är utspridda i flera eurokoder. Det leder till att det många gånger krävs en erfaren konstruktörs kunskaper för att ta hänsyn till samtliga skrifter som berör konstruktionsdelen som ska dimensioneras. Det visade sig också att fokus ligger på fel område när det gäller uppbyggnaden av brandskyddskravet för hallbyggnaders stålfackverk. Med syftet att rädda liv handlar kraven idag om att brandskydda stålstommen istället för att fokusera på det mest avgörande problemet som hotar människoliv i denna situation – värmestrålning. Problemen måste prioriteras och åtgärdas i rätt ordning för att det ska vara någon mening med kraven som bestäms av myndigheterna. Metoden som användes för hela arbetet var optimal för att få fram ett resultat med denna kvalitet med de förutsättningar som rådde. Ett mer omfattande arbete, exempelvis en doktorsavhandling, hade kunnat göra mer omfattande studier än detta. Felkällan är främst den mänskliga faktorn då kunskaperna om programmet FEM-Design är begränsade. Slutsatserna som dras av detta examensarbete sammanfattas genom att svara på frågeställningarna för arbetet med nästföljande två textstycken. Problematiken i dimensioneringsprocessen är framför allt avsaknaden av regler i eurokoderna som behandlar bärförmåga av icke dubbelsymmetriska tvärsnitt. Som det är idag krävs analys i komplexa beräkningsprogram för att använda de alternativa metoderna som nämns i eurokoderna (allmän metod och metoden med imperfektioner för global analys). Om konstruktören vill använda beräkningsprogram som FEM-Design fullt ut för att beräkna bärförmågan av överramen med dubbla vinkeljärn är problemet att programmet inte kan räkna med (egendefinierade) sammansatta dubbeltvärsnitt. Anledningen till att stålfackverk i hallbyggnader inte behöver brandskyddas är för att syftet att rädda liv inte uppfylls genom detta. Innan risk finns för kollaps av byggnaden uppkommer ett annat problem, nämligen ökande värmestrålning. När värmestrålningen överstiger 200°C är människors liv i fara vilket innebär att problemet inte ligger i stålstommens bärförmåga utan värmestrålningen orsakad av branden. Det här arbetet tillför mycket för konstruktörer som ska dimensionera fackverk med exempelvis dubbla vinkeljärn eftersom det är en svår process att genomföra, åtminstone för konstruktörer som brukar använda något enklare beräkningsprogram. Resultatet som däremot påvisade att brandskyddet av stålfackverk är onödigt är väldigt viktigt för samhället att uppmärksamma eftersom det kan betyda att Sveriges krav för brandskydd i hallbyggnader är felaktig eller undermålig för att rädda liv vid brand. / The purpose with this degree project was to look into the design process regarding steel trusses in hall buildings in order to find out what should be considered and what can be overlooked in the calculations to get the best result. In addition to the calculations, the need for fire protection of steel trusses in hall buildings was also investigated. This work was implemented through a literature study, interviews and calculations, both by hand and with the software FEM-Design. The interviews and a study visit at a manufacturer, were complements to the literature study to get a more trustworthy result. The calculation study was split into two parts; the first part contained the production of the cutting forces for the steel truss so that the values could be used in the second part. One section was analyzed in FEM-Design to calculate the load capacity of the upper chord, where the load capacity was calculated by three different methods. One of these, the general method, gives the most reliable result because it takes several flexural buckling into account. The utilization rate was 98 % with the general method compared to 89 % and 99 % using the other methods. The literature study about fire protection showed that several studies have come to the same result, e.g. that fire protection of steel trusses in hall buildings is unnecessary. The conclusions, thanks to this work, are that a problem in the design process is that there are no rules in the Eurocodes dealing with the capacity for non-double symmetrical cross-sections. Therefore, complex calculating programs are required today to use alternative methods from the Eurocodes. Fire protection, on the other hand, isn’t necessary because the problem isn’t that the roof structure rages. Human life is threatened long before by the heat radiation from the fire. In fact a person can only handle a short time of heat radiation of maximum 200°C while the steel frame doesn’t collapse until the temperature reached about 900-1000°C, that’s why the rules should be changed in Sweden.

This thesis aims to reduce the reinforcement areas in lattice girder elements after large amounts have been observed in several projects. Existing handbooks and materials for designing lattice girder elements have been analyzed. A revised calculation model for design that is adapted to Eurocode and the Swedish national annex EKS 11 has then been developed. The calculation model should be seen as a proposal to how lattice girder elements can be designed. A reference project has laid the basis for testing the calculation model. Simultaneously two finite element models have been established in FEM-Design and smaller calculations have been performed in WIN-Statik: Concrete Beam.  The results show that the reinforcement areas have been reduced. An effective method of designing lattice girder elements is to extract forces and moments from a finite element program. These are then inserted into the calculation model together with other required data and by making the desired adjustments. The calculation model then designs the lattice girder element. Alternatively, the lattice girder element is designed using the FEM-software whilst the lattice girder is designed using the calculation model. Numerous methods of finding the design-moments have been studied. The results show that it is not satisfactory to calculate the moments with respect to a lattice girder element or a single strip. Thus, the whole slab must be taken into consideration.

Betongpelare är en vanlig del i konstruktioner inom bygg-och anläggningsbranschen och kräver normalt en stor mängd armeringsjärn för att säkerställa dess styrka och stabilitet. Vid dimensionering av slanka betongpelare ska hänsyn inte bara tas till första ordningens moment och deformationer utan även andra ordningens teori ska beaktas. För att dimensionera förandra ordningens moment beskriver Eurokoderna tre olika metoder, en generell metod samt två förenklade metoder: nominell styvhet och nominell krökning. Dimensionering kan ske förhand eller med datorprogram. FEM-Design, som är ett avancerat analysprogram, baseras på finita elementmetoden som är en numerisk analysmetod och ett av de vanligaste sätten att beräkna fysikaliska fenomen. FEM-Design kan ofta ge ett bättre och säkrare resultat då handberäkningar approximerar för att de ska vara hanterbara.I arbetet jämförs beräknad armeringsmängd mellan handberäkningar med nominell styvhet,nominell krökning samt analysprogrammet FEM-Design. Arbetet har gjorts för att undersöka skillnaden i armering och därmed kunna avgöra vilken metod som ger minst respektive mest mängd armering. Betongpelarna som undersöks är slanka och har tre olika upplagsförhållanden, varje upplag belastas med tre olika belastningsfall. Beräkningarna är utförda enligt Eurokod 2 och resultatet blev att FEM-Design gav i sju av nio fall lägst andra ordningens moment. I åtta av nio fall gav FEM-Design lägst mängd armering medan nominell styvhet gav störst andra ordningens moment och störst mängd armering i samtliga fall. Nominell krökning gav ett andra ordningens moment som var nära FEM-Designs resultat medstörsta skillnaden på 30%. Beräknad armering för nominell krökning växlade mellan attstämma överens mest med nominell styvhet och FEM-Design. Utifrån resultatet har även skillnaden i pris på armering beräknats fram där nominell styvhet är det dyraste alternativet.FEM-Design är 61% billigare än nominell styvhet medan nominell krökning är 51% billigareän nominell krökning.Jämförelsen visar att nominell krökning kan i dessa belastningsfall som har undersökts ansesvara den bästa metoden av handberäkningarna men FEM-Design anses vara den bästa av samtliga metoder i detta arbete. Slutsatsen som kunde dras var att båda de förenklade handberäkningsmetoderna överdimensionerar armeringsmängden i pelarna och därmed anses FEM-Design som det bästa alternativet. FEM-Design gav inte bara minst armering och därmed lägsta armeringskostnaden utan dimensioneringen tog också kortast tid. / When designing slender concrete columns where the second-order theories need to be considered, the Eurocodes describe three different methods; a general method and two simplified methods - nominal stiffness and nominal curvature. Designing can be done manually or with programs. FEM-design, an advanced analysis program, is based on the finiteelement method, which is a numerical analysis method and is one of the most common ways to calculate big and complex problems. FEM-Design often provides more reliable results compared to calculations done by hand, which involve approximations to make them manageable.In this study the calculated reinforcement quantities are compared with hand calculationsusing the nominal stiffness, nominal curvature and FEM-Design. The purpose is to investigatethe difference in reinforcement and determine which method requires the least amount of reinforcement. The investigated columns are slender and have three different boundary conditions, each subject to three different load cases. The calculations are performed according to the Eurocode 2. The results show that in seven out of nine cases the FEM-Design method produced the lowest second-order moments. In eight out of nine cases, FEM-Design resulted in least amount of reinforcement, while nominal stiffness resulted in the highest second-order moments and greatest amount of reinforcement in all cases. Nominal curvature generally produced second-order moments that were close to FEM-Design, the largest difference being 30%. Regarding the calculated reinforcement , nominal curvature varied in agreement with nominal stiffness and FEM-Design. The cost of reinforcement was also analyzed, with nominal stiffness being 51% more expensive than nominal curvature and 61% more expensive than FEM-Design. Nominal curvature was the preferred manual method, but FEM-Design emerged as the best overall method, offering both minimal reinforcement and shorter design time.