För att kunna säkerställa att en byggnad kan konstrueras enligt lagarna krävs att man vet hur storbelastning konstruktionen kommer utsättas för och därför är lastnedräkning viktig fördimensioneringsprocessen. Syftet med arbetet är att undersöka de skillnader som uppstår när mananvänder förenklingarna som finns i handboksformlerna jämfört med den avancerade finitaelementanalysen och hur materialvalet påverkar skillnaden.Ett typhus skapades med tre olika konstruktionslösningar för huset; en i betong, den andra i stål ochden tredje utförd i trä. I typhusets bottenvåning valdes fem punkter där det analyseras hur mycketlast som kommer ner. Vid handberäkningarna har ett kalkylblad skapats med ekvationer för 6.10 aoch 6. 10 b. För beräkningarna i FEM-design har load combinations skapats baserade på ekvationerför 6.10 a och 6.10 b.De procentuella skillnaderna mellan resultatet från handberäkningarna utan lastreduktion och FEM-design beräkningarna visar små skillnader i beräkningarna för punkt A och B för alla material. Ipunkt C ser man stora skillnader för stål och trä medan betong visar en skillnad på 9%. I punkt Doch E ser man större skillnad.Den här undersökningen visar att det inte är valet av material som avgör hur stor skillnad det blirmellan handberäkningar och FEM-designberäkningar utan hur komplex konstruktionen manberäknar är. Det är viktigt att ha förståelse för de beräkningar man gör i FEM-design annars riskerarman att inte förstå vad som går fel i beräkningarna.

Detta examensarbete har utförts av två studenter som läser byggingenjörsprogrammet på Örebro universitet. Arbetet har titeln ”En jämförelse mellan handberäkningar och FEM-analys vid lastnedräkning” och handlar om de skillnader i lastfördelning man erhåller när man räknar på hur laster i en byggnad fördelar sig mellan de olika bärande elementen med de olika metoderna. FEM-analysen utfördes i datorprogrammet FEM-Design (StruSoft). Eftersom en lastnedräkning är ett grundläggande (men viktigt) steg i en konstruktörs design/dimensionerings-arbete så ville vi undersöka hur dessa görs och vilka verktyg ingenjörer har som kan hjälpa dem. Olika metoder att utföra detta kan komma att ge olika resultat. Vi jämförde de metoder som är vanligast, handberäkningar samt en FEM-analys med ett av de vanligare förekommande programmen som används av konstruktörer.Detta arbete har utförts i samarbete med företaget Integra Engineering AB, örebrokontoret. Integra har bidragit med 2D-ritningar till ett av deras projekt som denna grupp sedan gjorde en handberäknad lastnedräkning på samt modellering och FEM-analys med FEM-Design. Resultaten av de båda metoderna samanställdes sedan och analyserades för att få svar på de frågeställningar som ställdes.Som resultat förväntades skillnader, men för just detta projekt blev skillnaderna större än vad som väntades. Skillnaderna mellan totallasterna är acceptabla, men själva fördelningen mellan elementen blev större än förväntat. / This bachelors thesis has been carried out by two civil engineering students and has the title “A comparison between standard hand calculations and FEM-Analysis at load distribution analysis” and deals with the differences in load distribution that you can get between the different load-bearing elements (e.g walls and pillars). The FEM-analysis was performed in the program FEM-Design (by StruSoft). Since a load distribution analysis is a fundamental (yet important) step in an engineer’s design/dimensioning work. We wanted to research how the different methods work and what tools engineers have to aid them in these calculations. Different methods can yield different results. We chose to work with the two most common methods of analysis, a calculation done by hand (according to Eurocode) and a FEM-analysis that is used by structural engineers and is one of the most commonly used FEM-programs.This thesis has been carried out in cooperation with Integra Engineering AB, Örebro office. For this work, Integra has contributed with 2D-drawings of one of their projects as this group then performed a hand-calculated load distribution analysis aswell as modeling and FEM analysis of the FEM-Design software. The results of the two methods were then compiled and analyzed to answer the questions posed.As a result, differences were expected, but for this particular project the differences were larger than expected. The differences between the total loads are acceptable, but the actual distribution between all the elements became larger, when comparing the two results.

Wood is a sustainable material that reduces the climate impact that comes from the construction sector. In addition, Wood is economical and offers many advantages such as the low weight, that it is a renewable material and the flexibility. However, in order for Wood to be durable and have a smaller climate impact, the right construction method should be used for each type of building, otherwise it can lead to collapse.In this thesis, the most durable and stable construction method was investigated between column-beam systems in glulam and CLT board, for a machine hall building made of wood, based on factors such as environmental impact, fire resistance and stability. The investigation used FEM-Design software to analyze the course of the fire, which facilitated a more comprehensive analysis and reduced the risk of human error. FEM Design simplified the use of more complex methods that required greater knowledge and longer time to implement. In contrast, hand calculations were used for the stability comparison and data were collected for the environmental impact from EPDS. The study showed that glulam structures have higher stability capabilities with a superiority of 2.1% in compressive strength, 9,1% in flexural strength, 3,5 % shorter in breaking length and 86% lower in slenderness ratio indicating the probability of deformation under load compared to crosslaminated timber (CLT) making it a preferred material for larger constructions. Glulam also generates around 5% less CO2 emissions per cubic meter compared to CLT. In terms of fire safety, CLT performed better under a 60-minute fire exposure and required less Class F gypsum board as fire protection. Choosing a construction method is a multidimensional assessment that weighs factors such as construction site, the nature of the construction project and personal preferences, despite specific research findings.

This study is based on an analysis of a foundation slab where calculations are done to find the minimum amount of reinforcement needed. The purpose of this thesis is to find a balance between time-cost, carbon dioxide emissions and the working environment. One way to minimize time-cost is by using FEM-software. In some cases, FEM-software is more exact than manual calculations, since manual calculations usually approximate. For this reason, manual calculations are compared to FEM-Design. FEM-software is commonly used for other parts of construction, which saves time-cost and materials compared to manual calculations. The use of FEM-software for foundation slabs could improve the dimensioning process in the same manner. The slab that is analysed in this thesis is part of an industrial building. The slab has two parts with different prerequisites in forms of area, thickness and point loads. Shrinkage- and creep-deformations are common causes for cracks in concrete. The results show that FEM-Design saves time for both parts of the slab but requires more reinforcement for the bigger of the two dimensions, which entails higher carbon dioxide emissions. Both calculation-methods met the maximum distance of 150 mm between the reinforcement bars which is the requirement for the workplace environment. / Detta examensarbete handlar om att analysera en grundplatta genom att hitta en balans mellan tid, arbetsmiljö och minimering av koldioxidutsläpp. Sweco presenterade utmaningen att beräkna den optimala ameringsmängden med hänsyn till dessa aspekter och erbjöd resurser för analysen. Plattan som analyseras är en del av en industribyggnad. Den är uppdelad i två delplattor som har olika förutsättningar för tjocklek och laststorlek. Ett sätt att minimera tid kan vara att använda sig av FEM-beräkningsprogram. I vissa fall är FEM-beräkningsprogram mer säkra än handberäkningar då handberäkningar approximerar. Av dessa anledningar jämförs handberäkningar med FEM-Design. Grundplattor är intressanta konstruktionsdelar som utsätts för krymp- samt krypdeformationer utöver externa laster. Dessa deformationer kan orsaka sprickbildning i armerade grundplattor. Momentfördelningen för grundplattor skiljer sig avsevärt jämfört med betongplattor som vilar på stöd. Resultaten visar att FEM-Design tar mindre tid, men utifrån avgränsningar kräver större armeringsmängd för större dimensioner av grundplattor. Större mängdarmering innebär negativ miljöpåverkan, eftersom större koldioxidutsläpp uppstår vid tillverkning. Båda metoderna klarar arbetsmiljökravet på maximalt 150 mm i centrumavstånd.

Byggbranschen i sverige har ett mål att till 2045 uppnå noll nettoutsläpp av växthusgaser. I dagsläget såbyggs det vid större byggnationer mestadels med betongstomme, vilket har en hög koldioxidutsläpp vidnyproduktion. Detta medför att miljömålen inte kommer uppnås om inte andra alternativ tillbyggnadsmaterial börjar användas i större utsträckning. Det material som är bäst alternativ till betong iflerbostadshus är KL-trä tack vare dess hållfasthet förmåga jämfört med vanligt trä. Problemet medKL-trä är att det har en så pass mycket dyrare produktionskostnad, att det fortsätter väljas betongstommari flerbostadshus. Om byggbranschen skall ha någon chans att klara kraven som ställts för år 2045 mednoll nettoutsläpp av växthusgaser så måste kostnaden för KL-trä alltså dras ner, för att dess användningska påskyndas. Syftet med denna studie är att ta fram den exakta totalkostnads skillnaden mellan enprefabricerad betongstomme och en KL-trästomme, samtidigt som byggnadsarean och struktur påstommarna är så lika som möjligt. Målet var att bevisa hur långt KL-träet har kvar till att konkurrera medbetong i flerbostadshus ekonomiskt.För att göra jämförelsen så togs en referensbyggnad fram som redan var utförd i betong, som sedandimensioneras om till KL-trä för en rättvis jämförelse. Dimensioneringen skedde genom lastsummeringgjord förhand. Dessa laster används sedan i ett beräkningsprogram för varje konstruktionsdel i Calculatissom tar fram de dimensioner som krävs för att klara hållfasthets kraven. Med ny dimensioneradträstomme, togs två materiallistor fram för de olika stommarna och jämfördes i kalkylprogrammet Bidconför en få fram en totalkostnads differens. Denna studie har fokuserat på att jämföra kostnaderna förstomme materialen för en byggnad i KL-trä och en i prefab betong. Icke bärande väggar, takkonstruktionsamt husunderbyggnad tillhör inte stommen, och kommer därmed inte att jämföras.Studien gav ett resultat som visade att det är cirka 42% dyrare att bygga med en KL-trä stomme än enprefabricerad betongstomme i ett flerbostadshus. Mellanbjälklaget är den dyrare komponenten, medansexempelvis andra delar som balkong och bärande vägg ändå visar sig vara billigare. Enligt BBR måstesärskilda ljud och brandkrav uppfyllas i lägenhetshus. För att uppnå dessa så behöver det läggas tillljudisolering i de KL-element som är lägenhetsavskiljande och brandgipsskivor i hela stommen medKL-trä. Detta leder till att KL-trä stommen generellt får en större tjocklek jämfört med betongstommenoch även lite extra kostnader att ha i åtanke, även då det bärande materialet är mindre i KL-trä stommen.Detta leder då till att lägenheternas boarea i KL-trä byggnaden blir något mindre än i betong byggnaden.Slutsatsen är att KL-trä inte är ett ekonomiskt alternativ till prefab betong enligt Bidcons databaser närdenna studien genomförts och är 42% dyrare tack vare att mellanbjälklaget har så hög kostnad. / The construction industry in Sweden has a goal of achieving zero net emissions of greenhouse gases by2045. At present, larger constructions are mostly built with a concrete frame, which has a high carbondioxide emission during new production. This means that the environmental goals will not be achievedunless other alternative building materials are being used to a greater extent. The material that is the bestalternative to concrete in apartment buildings is cross laminated timber (CLT), due to its durabilitycompared to regular timber. The problem with CLT is that it has such a much more expensive productioncost, that concrete frames continue to be chosen in apartment buildings. If the construction industry is tohave any chance of meeting the requirements set for the year 2045 with zero net emissions of greenhousegases, the cost of CLT must therefore be reduced in order for its use to be accelerated. The purpose of thisstudy is to produce the exact total cost difference between a prefabricated concrete frame and a CLTframe, while at the same time the building area and structure of the frames are as similar as possible. Thegoal was to prove how far the CLT has financially, until it can compete with concrete in apartmentbuildings.To make the comparison, a reference building was developed out of concrete, which is laterredimensioned to CLT for a fair comparison. The dimensioning was done by summarizing all loads byhand. These loads were later used for every part in the frame, in the calculation program Calculatis to getthe dimensions required for the demands on durability. With a new dimensioned wooden frame, twomaterial lists were produced for the different frames and compared in the Bidcon calculation program toobtain a total cost difference. This study has focused on comparing the costs of frame materials for abuilding in CLTand one in prefabricated concrete. Non-load-bearing walls, roof construction and groundstructure do not belong in the frame, and will therefore not be in the comparison.The study gave a result that showed that it is about 42% more expensive to build with a CLT frame than aprefabricated concrete frame in a 7 storey apartment building. The floor is the more expensivecomponent, while for example other parts such as balconies and load-bearing walls still proved to becheaper. According to BBR, special noise and fire requirements must be met in apartment buildings. Toachieve these, some sound insulation needs to be added to the CLT elements that are apartment separatorsand fire plasterboards in the entire frame with CLT. This leads to the CLT frame generally having agreater thickness compared to the concrete frame and also a few extra costs to keep in mind, even whenthe load-bearing material is smaller in the CLT frame. This leads to the living space of the apartments inthe CLT building being slightly smaller than in the concrete building. The conclusion is that CLT is not aneconomical alternative to prefabricated concrete according to Bidcon's databases when this study wascarried out and is 42% more expensive due to the fact that the intermediate floor has such a high cost.