Den här rapporten är skriven för att utvärdera en livförstärkningsmetod för en knutpunkt i ett balk- och pelarsystem med kontinuerliga balkar som belastas med ett givet lastfall. Knutpunkten består av HSQ-balkar och VKR-rör där prefabricerade betongbjälklag lagts upp på underflänsarna av balkarna. Det som har studerats i detalj är hur knutpunkten påverkas av att full anliggning mellan livförstärkningsplåtarna och överflänsen saknas. Det vill säga, vad händer med bärförmågan när plåtarna inte är rakt skurna eller när utförandet inte är perfekt? Tre olika varianter av knutpunkten studerades, en med full anliggning mellan alla plåtar, och två stycken där full anliggning saknades mellan livförstärkningsplåtarna tvärs balkens längdriktning eller de som sitter längs med. Ett brottlaststest utfördes för att kunna mäta hur stor inverkan avsaknad av full anliggning mellan plåtarna hade på bärförmågan. Ett avstånd på 1 mm, som enligt utförandestandarden är det största värdet som accepteras lokalt (1/3 av tvärsnittsytan), hade inte någon större inverkan på bärförmågan för det givna lastfallet och plåtarna trycktes då ihop cirka 0.6 mm. När knutpunkten analyserades med ett brottslaststest, där avståndet mellan plåtarna sattes till 10 mm för att de inte skulle gå ihop under analysen, resulterade det i en minskning av bärförmågan med cirka 30 % för båda fallen. Knutpunktens förstärkningsplåtar var av den dimensionen att pelarna inte klarade av att trycka sönder dem utan att själva gå till brott. Det betyder att det är pelarna som är dimensionerande för knutpunktens bärförmåga. Storleken på förstärkningsplåtarna skulle kunna minskas utan att riskera bärförmågan för knutpunkten, de skulle troligtvis kunna ha samma dimensioner som pelaren. Linjelastens inverkan på knutpunkten verkar vara försumbar eftersom knutpunktens bärförmåga inte förändrades nämnvärt när linjelasten varierade. / This report is written to evaluate a web reinforcement method for a joint in a beam- and column system with continuous beams that is loaded with a given load case. The joint consists of HSQ-beams and VKR-pipes where prefabricated concrete decks are supported by the bottom flange of the beams. The phenomenon that has been studied in detail is how the joint is affected if full contact between the reinforcement plates and the top flange is not achieved. With other words, what is happening with the load carrying capacity when the reinforcement plates are not perfectly straight or when the execution is not done correctly? Three different types of the joint was studied, one that had full connection between all the plates, and then two where full connection was missing between either the web reinforcement plates that goes across the length of the beam or the one directed along the beam. An ultimate load carrying capacity test was also performed to easier be able to measure the consequences on the ultimate strength when full connection between the plates was missing. A space of 1 mm, which according to the Swedish execution standard is the largest value that is approved locally (for 1/3 of the section), will in the end not affect the joint with any larger reduction of the load carrying capacity. The plates were then pressed together approximately 0.6 mm. When the joint on the other hand was analyzed with an ultimate load carrying capacity analysis with a spacing of 10 mm between the plates, the load carrying capacity was reduced with approximately 30 % in both cases. The dimension of the reinforcement plates in the joint was of the magnitude that the columns were not able to press them to failure without going to failure themselves. This means that the columns are the dimensioning factor for the load carrying capacity of the joint. The size of the reinforcement plates could be reduced without risking the load carrying capacity for the joint, they could then be reduced to the same dimension as the columns. The influence of the uniformly distributed load seems to be neglectable since the load carrying capacity for the joint barely changed when the uniformly distributed load was varying. This means that the reinforcement plates could be designed as a welded column with fixed supports clamped in between the top- and bottom flange of the beam.

En i dagsläget vanlig byggteknik i Sverige är användandet av en stålstomme i kombination medprefabricerade betonghåldäck. Detta arbete grundar sig på frågeställningen om KL-träbjälklag skullekunna vara ett reellt alternativ till betongbjälklag i en sådan konstruktion, i kombination medhattbalkar. Som ett första steg skisserades en typkonstruktion för att ha en väl definierad utgångspunkt för enanalys. Utgångspunkten för denna typkonstruktion var främst en studie av två tidigare konstruktioner,konstruerade med stålstomme med hattbalkar och håldäcksbjälklag. Litteraturstudien fokuserade påbakomliggande teorier i relation till bjälklagets funktion i konstruktionen. Ett antal områdendefinierades som utgångspunkt för en teknisk utvärdering. Dessa områden var spännvidder,dimensionering i brottgränstillståndet, dimensionering i bruksgränstillståndet, knutpunkter,dimensionering för olyckslaster, akustik och byggbarhet. Utgående från ovanstående områdenutvärderades så tekniska förutsättningar för användandet av KL-träbjälklag i den aktuellakonstruktionstypen. Det konstaterades att det på många områden finns väl fungerande lösningar ochatt det finns många positiva aspekter med ett lätt och lättmonterat KL-träbjälklag. De problemområdensom hittats kan sammanfattas som: 1. Begränsad spännvidd 2. Ökade horisontella deformationer i bjälklaget 3. Beräkning av svängningar med hänsyn till upplag på stålbalkar 4. Förband mellan bjälklag och hattbalkar 5. Akustisk dimensionering Två av dessa områden valdes för vidare analys; förband mellan bjälklag och hattbalkar samt denbegränsade spännvidden. För förbandet utvecklades en lösning med en klack på hattbalkens fläns ikombination med en slits i KL-träskivan som enkelt ska kunna hakas på vid montage. För att ta krafterlängs balkens längd måste dock lösningen sedan kompletteras med ett skruvförband genombalkflänsen. Förhoppningen är att en enklare lösning för att ta dessa förhållandevis små krafter skakunna utvecklas som komplement till det primära förbandet med klack och slits. Handberäkningarutfördes för det utvecklade förbandet och det konstaterades att det är möjligt att utforma ett sådantförband, med rimliga dimensioner, för alla verkande laster. Som den sista delen av arbetet studerades lösningar för att kunna uppnå längre spännvidder, för ettplattbjälklag är spännvidden begränsad till något mindre än 7,7m. Olika typer av samverkansbjälklagstuderades och det konstaterades att samverkan med ett prefabricerat betongbjälklag med en limmadförbindelse skulle kunna vara en lämplig lösning. Limmade förbindelser studerades så mer ingåendeoch det konstaterades att en limmad förbindelse mellan trä och prefabricerad betong medför storstyrka och styvhet. Upp mot 100% samverkan har observerats för samverkansbjälklag med denna typav förbindelse. En osäkerhetsfaktor är dock långtidseffekter, där fler studier behöver hittas ellerutföras för att få en större kunskap på området. Handberäkningar utfördes enligt teorin i SS-EN 1995-1-1 på två typer av samverkansbjälklag med ett antal olika dimensioner. I beräkningarna medräknades100% samverkansgrad. Det konstaterades att 9m spännvidd skulle kunna uppnås med en kombinationav KL-trä och betong, medan 12m spännvidd kan uppnås med hjälp av mellanliggande träreglar. Andraberäkningsmodeller för svängningar där egenfrekvensen inte är den begränsande faktorn skulle kunna leda till bättre resultat för denna typ av samverkansbjälklag. / A currently common building technology in Sweden is the use of a steel structure in combination withprefabricated HD/F concrete slabs. This work is based on the issue of whether CLT slabs could be asuitable alternative to concrete slabs in such a structure, in combination with the type of weldedplated beams that are often called hat beams. As a first step a type-structure was sketched to have a well-defined starting point for an analyze. Thebasis for this structure was mainly a study of two designs constructed with steel structures composedof hat beams and HD/F slabs. The literature study was focused on underlying theories in relation to theslabs function in the structure. A number of areas were defined as a basis for an evaluation of thebuilding type. These areas where spans, design in the ultimate limit state, design in the serviceabilitylimit state, joints, design for accidental actions, acoustics and constructability. Based on the above,technical conditions for the use of CLT slabs in the building type in question were evaluated. It wasfound that in many areas there were working solutions, and that there are many positive aspectsrelated to the use of a light and easily mounted CLT slab. The issues that were found can be concluded as: 1. Limited span lengths 2. An increase of horizontal deformations in the slab 3. Calculations of vibrations with respect to the flexible support 4. Joints between slabs and hat beams 5. Acoustic design Two of these issues were chosen for further analysis: joints between slabs and beams and the limitedspan length. A solution was developed for the joint, composed of a heel on the flange of the steelbeam in combination with a slit in the CLT slab. The joint is supposedly easy to mount during assembly.To be able to handle the forces along the length of the beam the solution must however becomplemented with a secondary screw joint through the flange of the beam. The hope is that a simplersolution to handle these relatively small forces can be developed, as complement to the primary jointmade up of the heel and slit. Calculations were performed by hand for the developed joint and it wasfound that it is possible to design such a joint, with reasonable dimensions, for all the acting loads. As the last part solutions to achieve longer spans were studied, for a flat CLT slab the span length islimited to somewhat less than 7,7m. Different types of composite slabs were studied and it was notedthat a composite with a prefabricated concrete slab and a glued connection could be a suitablesolution. Glued connections were then studied more closely, and I was found that a glued connectionbetween wood and prefabricated concrete entails great strength and rigidity. About 100% unitedaction has been observed for this type of connection. An uncertain factor is however long-term effectswhere further studies need to be found or performed to achieve more knowledge. Hand calculationswere performed using the theory in SS-EN 1995-1-1 on two types of composite slabs for a couple ofdifferent dimensions. In the calculations 100% united action was used. It was found that 9m span couldbe achieved with the combined action of CLT and concrete, while 12m could be achieved using woodenstuds for spacing. Other theories for the calculations where the natural frequency isn’t the limiting factor could lead to better results for this kind of composite slabs.

I detta examensarbete utförs en jämförelse av HSQ-balkar och VKR- pelare i hållfasthetsklass S355 respektive S460. I arbetet dimensioneras profiler anpassade efter studerade fiktiva konstruktioner och ställs emot varandra. Syftet är att optimera profilerna och effektivisera stålanvändningen. Förhoppningen är att en applicering av höghållfast stål i vanliga konstruktioner medför en reducerad stålmängd. Är minskningen tillräckligt stor bidrar denna i sin tur till en mindre miljöpåverkan samt kostnadseffektiva dimensioneringslösningar. Två olika byggnadsstommar utförda i stål med sträckgränsen 355 respektive 460 MPa undersöks. Huvudkonstruktionen studeras i delalternativ beroende på en variation av upplagsfall och stålklass vilket påverkar dimensioneringen av profilerna. Resultaten används för att göra en miljö- och kostnadsanalys. Rapporten visar blandade resultat. Det finns besparingar att göra men inte i alla avseenden. Miljöanalysen visar att koldioxidutsläppet minskar i de alternativ där stålmängden reducerats. En prisuppskattning av de framtagna profilerna visar att inga kostnadsbesparingar kan göras då alla balkar och pelare i den studerade konstruktionen byts ut till stål med en högre hållfasthetsklass. I de enskilda fall där materialbesparingen är över 10 % kan kostnadsbesparingar göras. / The thesis is a comparison of HSQ-beams and VKR-columns of strength grade S355 and S460. In this study, profiles designed for two different fictional construction frames are compared to each other. The aim is to optimize the profiles and streamline the steel use. Hopefully the usage of high-strength steel in ordinary structures results in a reduced amount of steel. If the decrease is sufficiently large it contributes to a reduced environmental impact and cost effective solutions. Two separate building frames made in both steel with yield strength of 355 and 460 MPa are examined. The main structure is studied in sub-options depending on a variety of support case and steel grade which affects the design of the profiles. The results are used to analyze their impact on costs and environment. The report shows mixed results. There are savings to be made but not in all respects. Environmental analysis shows that carbon dioxide emissions decrease in the options where the steel amount is reduced. A price estimation of the profiles show that no savings can be made when the entire studied structure is upgraded to a high strength steel. However, cost savings can be made in individual cases where the material savings is 10 % higher.

Den brandskyddsmetod av bjälklagsbalkar som används mest idag är brandskyddsfärg och brandskyddsskivor. Dessa metoder kräver ett extra arbetsmoment efter att balken är monterad. Genom att fylla balken med betong samtidigt som hålbjälklagskarvarna fylls och på så sätt integrera brandskyddet i balken kan ett extra arbetsmoment undvikas. Byggnadstekniska Byrån har märkt ett intresse från beställare att i ett tidigt skede få in brandskyddet i projekteringen.  Målet är att undersöka om betong, ingjuten i en HSQ-balk kan få balken att uppfylla de brandskyddskrav som idag ställs enligt Boverkets byggregler. Målet är även att ta reda på om det är kostnadseffektivt jämfört med brandskyddsfärg.  Referensobjektet som används är en skola på tre våningar och balken som undersöks är den som tar upp de största lasterna i projektet. Balken ska enligt Boverkets byggregler klara av en standardbrand i 60 min. Temperaturanalysen av balktvärsnitten har gjorts i Ansys Aim 18.2 och dimensioneringsmetoder av balken sker enligt Eurokoder.  Balken som idag finns på plats skulle inte i oskyddat tillstånd klara av en standardbrand i 60min. De utförda beräkningarna visar att balken i samverkan med betong och armering i tvärsnittet skulle klara momenten och tvärkrafterna i referensobjektet. Fenomen så som spjälkning av betong, dess inverkan på betongens hållfasthet samt armeringens vidhäftning har inte kunnat tas i beaktning. Därför rekommenderas att balkens underfläns dimensioneras upp från 20mm till 30mm och enbart betraktar den ingjutna betongen som kylande medium.