When cities grow larger the demand for more residential buildings and public transport increases. To be able to meet the demands and still make the city compact the interest for underground facilities grows. Underground facilities come with some drawbacks, one example is the evacuation where the people are expected to evacuate upwards. This master thesis is aiming to further develop the research done on the subject by examining the impact of winter clothing. Two tests were performed in Skrapan, which is 25 floors high. The participants went up for 22 of the floors and were recorded during the ascending. Some of the participants had a pulse watch and a breathing mask, which measured the oxygen consumption. The median for the walking speed varied between 0,81 m/s and 0,56 m/s with regular clothing and 0,78 m/s to 0,57 m/s with winter clothes. In the building codes it says that 0,6 m/s should be used when calculating evacuation times when ascending stairs. The heart rate did not change significantly between the two tests. However, the oxygen consumption was higher with the jacket on. The participants would not have been able to keep going for much longer than 5 minutes with their current pace. According to the results in this master thesis 0,6 m/s is too high because in the tests that were made the participants were physically active and still couldn’t keep that speed up for the whole test. Due to the test being two days in a row, almost all of the participants walked slower the second time. However, the ones that walked with winter clothes the second day walked more slowly than the ones with regular clothes compared to the first day. Therefore, it is safe to say that the clothes do affect the walking speed of evacuating people and that more clothes i.e. warm shoes or a hat will have an even greater impact. / I takt med att städerna växer, både till yta och befolkningsmängd, ökar behovet av infrastruktur bland annat inom kollektivtrafiken och transportvägar. Genom att bygga dessa anläggningar under marken går det att exploatera marken ovan till andra ändamål. Med undermarksanläggningar kommer vissa svårigheter, så som begränsade utrymningsmöjligheter. Riktlinjerna för utrymning uppåt är inte till för längre trappor, och är därför inte representativt för de nya användningsområdena. Vikten av att dimensionera utrymningsmöjligheterna utifrån vad dagens befolkning kan prestera är relevant för att säkerställa en trygg utrymning i händelse av en olycka. Examensarbetet inriktar sig därför på att vidareutveckla tidigare forskning om utrymning uppåt genom att undersöka hur gånghastigheterna i trappor påverkas av vinterkläder. Försök genomfördes med 21 personer under två dagar i ett av Skrapans utrymningstrapphus, där varje försöksperson fick gå en gång per dag. Mätmetoderna som användes var bland annat; pulsklocka, tidtagning, videoobservationer och andningsmask som mäter syreupptagningsförmågan. Medianen för gånghastigheten beräknades på varje våningsplan där de högsta värdet med vanliga kläder blev 0,81 m/s, 3 meter upp i trappan och det lägsta 0,56 m/s, 57 meter upp i trappan. Med vinterkläder blev motsvarande värden 0,78 m/s, 5 meter upp i trappan och 0,57 m/s, 33 meter upp i trappan. Enligt Boverkets allmänna råd om analytisk dimensionering ska den dimensionerande gånghastigheten i trappor sättas till 0,6 m/s. Denna riktlinje är inte godtagbar eftersom försökets urvalsgrupp hade svårt att hålla den hastigheten trots att majoriteten av försökspersonerna i examensarbetet var unga och i god kondition. Gånghastigheterna påverkades även av att försökstillfällena genomfördes dagarna efter varandra vilket gjorde att försökspersonerna inte hade möjlighet att återhämta sig helt mellan försöken. Dock var tidsskillnaden från första dagen till den andra större för de som gick med vinterkläder andra dagen än för de som gick med vanliga kläder andra dagen. Vilket visar på att försökspersonerna blivit påverkade av vinterkläderna och därför gått långsammare. Mätningarna av syreupptagningsförmågan hos försökspersonerna gav varierande resultat, mycket beroende på kön och om de hade vinterkläder på sig eller inte. Kvinnornas utnyttjande grad ökade från 70-85 % till 73-90 % av sin maximala syreförbrukning när de var iklädda vinterkläder. Jämfört med männens utnyttjande grad som sjönk från 63-85 % till 61-77 % vid användandet av vinterkläder. Försökspersonerna var nära sin maximala syreförbrukning, VO2,max, vilket tyder på att de inte skulle klara av att hålla samma tempo i en längre trappa. Männen skulle kunna hålla samma tempo i cirka 15 minuter medan kvinnorna som ligger på 90 % av sin kapacitet enbart skulle kunna hålla samma hastighet i cirka 5 minuter. Vilket är ett ytterligare tecken på att hastigheten i BBRAD är för hög i långa trappor.

The need for tall buildings will increase in the future and new building techniques will emerge to full fill that need. Tyrénshas developed a new structural system called Tube Mega Frame where the major loads are transferred to the ground through big columns located in the perimeter of the building. The new concept has the advantage of eliminating the core inside the heart of the building but furthermore gives countless possibilities and flexibility for a designer. The elimination of the central core, plus the multiformity the Tube Mega Frame, can result new building shapes if combined with new inventions like the Multi elevator Thussenkrupp developed. Multi is a new elevator system with the ability to move in all directions apart from vertically. In this thesis research of the possible combinations between TMF and Multi was conducted. The building shaped resulted is only one of the many possible outcomes which the mix of Multi and TMF can have. The building was constructed in a way so the TMF would be the main structural system, the building would have inclinations so the multi elevator would be the only elevator appropriate for the structure and the height would be significantly large. The pre-study focused on the inclination and its particularities. The inclination played a significant role on how the inner forces were distributed in a structure. Under special circumstances the inclination could be even beneficial although inclination could result in axial forces on the slabs so the horizontal elements should be designed thoroughly not only for bending or shear but also for axial loading. The next phase was experimenting on different simple shaped buildings and combinations of them. The conclusions on the simple buildings formed the idea on how the main building would be. The main building was modeled using four different structural systems and their subcategories with seven models in total. Totally seven systems were compared in load combinations for wind, dead, live, and seismic loads and the global behavior was studied. The model comparison included maximum deformations and modes of vibrations. This way the best structural systems were discovered for the specific building shape and conclusions on inclination into a structure were made. The best structural systems and more reliable in terms of results but also in simplicity of construction were chosen to be designed in ETABS. The 50m belt system, the outside braces system and the diagrid system were designed. The design of the buildings was conducted using the American code ASCE /SEI 7-10. In the design two different mega columns were used to study how a solid or hollow cross section can affect the global behavior. Depending on the structural system the mega column had a major or minor effect on the stiffness of the structure. The design of the cross sections was divided in many groups since the complex geometry had an impact on how and where forces arised in the structure. The outside brace system had the best results in terms of less weight and global stiffness proving that in inclined building and columns with the correct bracing and triangulation of elements could extinguish the negative effects of inclination and even perform better compared to conventional buildings.  The 50-belt system was furthermore studied in buckling since it was one of the best structural systems but with the least bracing, but also the least complex in terms of construction method. The automated buckling through ETABS was conducted and a more conservative approach where the user is defining the buckling length and support factors was used. In addition, a comparison between the user defined factors and global buckling was conducted. / Behovet av höga byggnader kommer att öka i framtiden och ny byggteknik kommer att uppfylla detta behov. Tyréns har utvecklat ett nytt konstruktionssystem som kallas Tube Mega Frame där de stora lasterna överförs till marken genom stora pelare i byggnadens omkrets. Det nya konceptet har fördelen att eliminera kärnan inuti byggnadens hjärta, men ger dessutom otaliga möjligheter och flexibilitet för en konstruktör. Avlägsnandet av den centrala kärnan, plus mångfalden av Tube Mega Frame, kan resultera i nya byggnadsformer i kombination med nya uppfinningar som Multi Lift ThyssenKrupphar utvecklat. Multi är ett nytt hissystem med möjlighet att röra sig i alla riktningar bortsett från vertikalt. I denna uppsats genomfördes forskning om möjliga kombinationer med TMF och Multi. Den formgivna byggnaden är bara ett av de många möjliga resultaten som blandningen av Multi och TMF kan ha. Byggnaden byggdes på ett sätt att TMF skulle vara det huvudsakliga struktursystemet, byggnaden skulle ha lutningar så att Multi skulle vara den enda lösning som är lämplig för konstruktionen och höjden skulle vara betydligt stor. Förstudien fokuserade på lutningen och dess särdrag. Lutningen spelar en viktig roll för hur de inre krafterna fördelas i en struktur. Under speciella förhållanden kan lutningen vara till och med fördelaktig, även om lutning kan resultera i axiella krafter på plattorna så att de horisontella elementen måste utformas noggrant, inte bara för böjning eller skjuvning. Nästa fas var att experimentera på olika enkla lutande bygg former och kombinationer av dem. Slutsatserna från dessa enkla byggnaderna bildade tanken på hur huvudbyggnaden skulle vara. Huvudbyggnaden modellerades med fyra olika strukturella system och deras underkategorier med totalt sju modeller. Hela sju system jämfördes i lastkombinationer med vind last, seismisk last, egenvikt, nyttig last och det globala beteendet studerades. Modellens jämförelse inkluderade maximala deformationer och vibrationer. På detta sätt upptäcktes de bästa strukturella systemen för den specifika byggformen och slutsatser om lutning i en struktur gjordes. De bästa strukturella systemen och mer tillförlitliga vad gäller resultat men också avseende enkel konstruktion valdes att utformas i ETABS. 50 m Bältessystemet, det yttre Bäcksystemet och Diagridsystemet konstruerades. Utformningen av byggnaderna utfördes med användning av den amerikanska normen ASCE / SEI 7–10. I designen användes två olika megapelare för att studera hur en solid eller ihålig tvärsektion kunde påverka det globala beteendet. Beroende på konstruktionssystemet kunde megapelaren ha en större eller mindre effekt på strukturens styvhet. Tvärsnittens konstruktion var uppdelad i många grupper eftersom komplexa geometrin har en inverkan på hur och där krafter uppstår i strukturen. Utvändiga stödsystem hade de bästa resultaten när det gäller mindre vikt och global styvhet, vilket viste att i lutande byggnader och pelare kunde den korrekta förstärkningen och trianguleringen av element skilja de negativa effekterna av lutning och till och med fungera bättre jämfört med konventionella byggnader. 50-bältesystemet studerades vidare förknäckning, eftersom det var ett av de bästa konstruktionssystemen, men med minst fackverk, men också det minst komplexa med avseende på konstruktionsmetod. Den automatiska knäckning analysgenom ETABS genomfördes och ett mer konservativt tillvägagångssätt där användaren definierar knäcklängden och stödfaktorerna. Dessutom genomfördes en jämförelse mellan de användardefinierade faktorerna och global knäckning.

Ninety percent of all single-family houses and smaller residential buildings in Sweden are built with timber frames. Though, this figure is different for higher buildings, about twenty percent in timber frames and eighty percent in concrete and steel. However, the knowledge and experience about tall timber houses is limited today and it needs to be developed over the time, both technically and architecturally. Purpose: The wood has a lower E-module than concrete and steel, which cause an additional problem in high-rise buildings of more than eight floors, stability. The measures for this problem can be costly and reduce the living space of the building due to large dimensions of the wooden structure. This project work is based on the challenges that exist around the construction of tall wooden buildings and tries to present a beneficial hybrid solution for the construction of tall houses in wood and concrete. Method: The study object is a multi-story building on ten floors where wood is used in combination with concrete for the frame system. The vertical loads such as self-weight, payload and snow load are carried by the wooden frame. On the other hand, concrete has the task of taking care of the horizontal forces caused by wind loads. The frame system is dimensioned according to the Eurocodes and standard dimensions to ensure the load-bearing capacity of the building. Results: The result reports that two concrete cores in the hybrid building absorb all horizontal forces and loads down to the foundation. These cores can also be used as stair/elevator shafts and will not affect the building's living area. A timber-concrete composite with a thickness of 300 mm, replaced the wooden composite which normally reaches a thickness of 400 to 500 mm. This means a height gain of one to two meters. The columns will get smaller dimensions because of the cores and give more living space. The concrete utilization in that hybrid building decreases by 57 percent, which is a large saving from an environmental perspective. In addition, life cycle analysis, LCA shows that carbon dioxide equivalents, CO2e are 43 percent less in the hybrid framework. Conclusion: The hybrid multi-stories houses of concrete and wood can be a useful alternative for increasing construction of wooden houses. A concrete core in the middle of building helps the construction to become more stable and the swaying due to wind loads be minimized. Furthermore, the columns can have smaller dimensions, which increases the living space in the building. The timber-concrete composite gives the building more weight and solves the step sound problem that arises due to low E-module on the wooden flooring. Additionally, the height of the building decreases, which in turn leads to buildings being able to have more stories and more living space. Moreover, through hybrid solutions in buildings, the environmental benefits of wood can be utilized to build environmentally friendly buildings. The ten-stories hybrid framework in this study, saves 43 percent CO2e compared to the corresponding framework in concrete.