Abstract By using steel in load-bearing structures several opportunities due to its capacity are created, therefor large spans and slender cross-sections can be used. The approach of designing loadbearing structures has been simplified over time thanks to softwares and high-capacity computers. The purpose with this report was to investigate various methods to obtain structural stability in a structural system of steel with FEM-Design. The structure in question has recently been designed using timber construction and is placed in Örnsköldsvik with the size of 330 square meters. The structural stability methods that will be investigated are structural systems with hinged- and rigid columns. Furthermore, the hinged columns are mounted with trusses for stability aspects. Normally, hall buildings receive stability thanks to diaphragm action in the profiled plate mounted to the rafters. In this case, the structural system cannot assume this stabilizing action due to thermal affects. Thus, the structural systems require alternative solutions for obtaining structural stability. In combination with the asymmetric design of the buildingdifficulties may be revealed when modelling the frameworks with steel. The result of this report includes forces and chosen cross-sections for each structural system. Moreover, attachments are presented given by the forces that stresses connecting loadbearing members. Several structural elements were required to obtain global stability of thehinged-supported structure with relatively low utilization. The rigid-supported structure required columns with larger cross-sections that will generate difficulties while mounting attachments unto the foundation. Designed columns regarding each structural system wereselected for a HEA 280 of the rigid- respectively a HEA 200 of the hinged-supported structure. In summary, establishment of a hall building of steel is more advantageous if the structural system can be designed strategically according to optimal function and not according to a predetermined appearance. However, given the conditions set in this project, a hinged-supported structure is a better alternative with respect to construction, economy, and manufacturing. / Sammanfattning Användning av stål i konstruktioner öppnar nya möjligheter tack vare dess egenskaper som tillåter stora spännvidder och slanka tvärsnitt. Beräkningsgången vid dimensionering av stålkonstruktioner har över tid förenklats tack vare de datorstöd som kan användas vid kontroll av bärförmåga och stabilitet. Hallen som detta arbete baserats på har tidigare projekterats med trästomme och är beläget i Örnsköldsvik. Den 330 kvadratmeter stora, asymmetriska maskinhallen har utformats i stål med hjälp av olika metoder för stomstabilisering. I detta projekt har ledat infästa- samt fast inspända pelare jämförts som stomstabiliseringsmetod.  Takkonstruktioner i hallbyggnader betraktas vanligtvis som en stabiliserande styv skiva som överför horisontalkrafter i konstruktioner. I detta projekt antogs takkonstruktionen istället vara ett kallt tak som inte uppnår skivverkan. För framtagning av dimensionerande krafter på respektive bärverk användes beräkningsprogrammet FEM-Design. Resultatet av projektet inkluderar utformning, dimensionerande krafter samt valda profiler för respektive stabiliseringsmetod. Vidare redovisas utformade infästningar efter dimensionerande krafter som beräknats vid datorberäkningarna. Av de förutsättningar som gavs i detta projekt visade det sig att flertalet stabiliserande stag respektive stora pelardimensioner krävdes för att uppnå en stabil och hållfast konstruktion som gestaltar det ursprungliga utförandet vid betraktande av de båda bärverken. En överslagsberäkning visar att det fast inspända bärverket erhöll en vikt 3,3 ton tyngre än det ledat infästa bärverket. Stora delar av viktpåslaget hade sin grund i att pelardimensioner valdes till HEA 280 som fast inspänd samt HEA 200 som ledat infäst.  Slutsatsen kan sammanfattas i att användningen av stål är mer fördelaktigt när bärverket kan utformas strategiskt efter optimal funktion och inte efter ett förutbestämt, komplext utseende. Men, givet de förutsättningar som ställts i detta projekt blev följden att ett ledat infäst bärverk är ett bättre alternativ med avseende på konstruktion, tillverkning och ekonomi.

Syftet med rapporten var att utveckla en transportvagn hos företaget Arronet Teknik AB där ett grundkoncept redan var uppfunnet sedan tidigare. Uppdraget skulle utföras för att effektivisera företagets nuvarande plåttransport. Transportvagnens huvudsakliga syfte var att transportera plåt på ett säkert, ergonomisk och praktiskt sätt från plåtlagerslokalen till produktionslokalen för beskärning. Eftersom produkten skulle sammansvetsas med metallrör, samlades litteraturstudier in i teorin för att identifiera vilket material som stålkonstruktionen ska konstrueras i. Materialet skulle ha god svetsbarhet och vara starkt föratt klara av tunga laster av plåt. Litteraturstudien innehöll även utformning av olikasvetsfogsdesigner och hur de implementeras i metallrörskonstruktioner. För att besvara frågeställning ett, som handlade om vilka krav som ställs på transportvagnen, utfördes en semi-strukturerad intervju i kombination med direkta observationer för att samla in kundkrav. Kundkraven omvandlades till produktkrav som därefter introducerades till produktutvecklingsprocessen. Frågeställning två handlade om hur transportvagnen kundekonstrueras för att uppfylla de identifierade kraven. För att besvara frågeställningen delades produktutvecklingsprocessen upp i två delar där koncept för drivna vagnar utforskades och koncept för en drivande vagn. Tester med FEM-simulationer och ostrukturerade intervjuer användes för att bestämma varsitt koncept. Arbetet resulterade i ett underlag för företaget med konstruktionsförslag för de påkopplade vagnarna, den drivande vagnen och andra komponenter som tillhörde transportvagnen. Resultaten analyserades och diskuterades därefter. / The purpose of the study was to develop a design proposition for a transport cart for Arronet Teknik AB where a basic concept already had been developed. The purpose of the task was to streamline the company’s current sheet metal handling process. The transport cart’s main purpose was to transport sheet metal in a safe, ergonomic, and practical way from the warehouse to the production premises for processing. Because the transport cart was to be welded together with metal tubes, literature studies had to be done for the theory, to identify the most common metals used in welded metal constructions. Hence the literature study contained different configurations of welding joints and how they integrate tubular constructions. To answer research question 1 which asked what the requirements of the transport cart was, a semi-structured interview in combination with direct observations was needed to collect customer requirements. The customer requirements where then translated into product requirements and then introduced into the product development process. Research question 2asked how the transport cart was to be constructed to fulfil the previously stated requirements. To answer the question the product development process was divided into two parts where one part contained the development of the driven carts and the other contained the drivetrain. Tests with FEM-simulations and unstructured interviews was used to decide upon the final concepts. The study resulted in proposed design for the company. Afterwards the results were analysed and discussed

Kranlaster som verkar på kranbanor varierar med tiden och kan inte behandlas som statiska laster, detta gör att en statisk beräkning inte är tillräckligt säker, därför bör kranbalkar utformas på så sett att den klarar av statiska såväl som dynamiska kranlaster. Arbetet valdes efter förstudier som gjordes på internet för att få grundläggande kunskap om ämnet. Informationen söktes på svenska, engelska och tyska för att kunna hitta relevanta och pålitliga källor som behandlar traverskranbanor enligt eurokod. Tack vare råd från Björn Åsted från Stålbyggnadsinstitutet (SBI), kunde en bok på tyska hittas. För att kunna jämföra resultaten används ett svenskt program CraneGirder EC3 under arbetet. Rapporten innehåller en beräkningsmodell för en valsad profil balk, beräkningar baserades på eurokod ekvationer och föreskrifter vilket var som dimensionerings underlag för arbetet. I denna rapport hänvisas hur en kranbana skall dimensioneras med hög utnyttjandegrad, ett antal kontroller gjordes för att säkerställa att balken och dess detaljer, såsom räl och svets är säkert utformade mot utmattning och deformation. Dimensioneringen utgick ifrån lastberäkningar för traverskranen. Handberäkningar visade hur olika kranlaster kan kombineras i lastgrupper för att åstadkomma högsta inverkan på balken, handberäknings resultat visade att HEB 280 och dimensioneringen dominerades enbart av lastgrupp 1 och 5. Med hjälp av beräkningsprogram stämde resultaten i hög grad överens med programmet men med några avvikelser. För den avgränsningen som antogs i arbetet verkade utmattningen inte ha en dominerande inverkan. / Crane Loads acts on runways which varies with time and cannot be treated as static loads, this allows that the static estimation is not secure enough, therefore the crane runways should be designed in such terms that it can handle static as well as dynamic crane loads. The work was chosen after feasibility studies which were made on the internet to get basic knowledge on the subject. The information was sought in Swedish, English and German in order to find relevant and reliable sources which deal with overhead crane runway according to Eurocode. Thanks to advice from Björn Åsted from the Steel Construction Institute (SBI), a book in German was found. In order to compare the results, a Swedish software CraneGirder EC3 was used during the project. The report contains a calculation method for a rolled section girder, calculations were based on Eurocode equations and regulations which were the design basis for the project. The report refer to how a crane runway must be designed with a high utilization level, a number of controls were made to ensure that the beam and its details, such as rail and welding are surely designed to fatigue and deformation. The design was based on load calculations for the overhead crane. Traditional calculations showed how different crane loads can be combined in load groups to achieve the highest impact on the beam, calculations showed that HEB 280 and dimensioning dominated only by load group 1 and 5. With the help of calculation software the results were largely consistent with the program but with some differences. For the delimitation that was assumed in the project the fatigue seemed to have an effect especially on some small details like weld.

Vi har valt att undersöka vilka möjligheter och eventuella risker det finns att bygga högt i Stockholm. Undersökningen utgick på att jämföra olika byggtekniska lösningar för stomsystem. Hur tar stomsystemen hand om vertikala och horisontella laster? Vilket stomsystemen är lämpligast vid en viss höjd? Dessa är några av de frågor som besvaras i arbetet. De vertikala och horisontella lasterna är de faktorer som främst försvårar höghusbyggandet. Med en större belastning av laster ju högre det byggs måste stomsystemen dimensioneras med allt större noggrannhet för att lasterna ska nedföras till grundläggningen på ett säkert sätt. Stomsystemen måste även dimensioneras för de svajningar och stabilitetsproblem som uppstår av de transversella lasterna. Genom inläsning av litteratur och intervjuer angående ämnet så har vi kommit fram till att den största orsaken att det finns så få höghus i Sverige beror på den politiska inställningen i landet och efter Turning Torsos kostnad dubblerades så har många dragit sig undan höghusprojekt. Byggtekniskt har vi i Sverige erfarenheter att bygga upp till 100-150m. / We have in this thesis decided to examine the possibilities and the possible hazards of high-rise buildings in Stockholm. We compared the different structural systems to determine how the systems handle the vertical and transversal loads and which system is to recommend to a certain height. The vertical and transversal loads are the main factors that make high-rise buildings harder to dimension than normal buildings. The higher the building is the more vertical and transversal loads that needs to be accounted in the dimensioning of the structural systems. This needs to be done accurately to secure the safety of the building. The sway and stability problems that occurs from the transversal loads need to be taking into account when designing the structural system. By reading literature and conducting interviews about the subject we can come to the conclusion that the reason why Sweden is behind with recent high-rise development is because of political reasons rather than lack of knowledge. We in Sweden have the experience to successfully build high-rise buildings up to 100-150m.

Detta examensarbete behandlar bullerskärmar för järnvägen längs Mälarbanan. Det nuvarande utförandet av konstruktionen har visat sig få problem med utmattning av de skruvförband som förbinder bullerskärmen med grundkonstruktionen. Konstruktionen uppfyller inte den tilltänkta livslängden. Examensarbetet föreslår förbättringar av konstruktionen. Denna kan enkelt modifieras, så att skruvförbanden blir förspända vilket minskar lastamplituden. Europeiska regelverk gällande stålkonstruktioner beaktas. Det förnämliga är att de inte fordrar några större eller kostsammare förändraringar av dagens utförande. Två lösningsförslag föreligger och presenteras i rapporten / This thesis project is about railroad noise barriers along the Mälarbanan. The current construction design has been found to have fatigue problems related to the threaded rods connecting the noise screen to the ground structure. This results in the barrier not sustaining the intended life expectancy. The aim of this thesis project has been to improve the current construction design by suggesting solutions enabling the construction to withstand the dynamic loads. The goal of this project has been achieved through reviews of the current construction, previous consulting reports and by taking in consideration the European standards for steel constructions along with Trafikverkets rules and regulations. This has resulted in two solution proposals, for current and future constructions, without the need for major design changes.

The development of technology in project planning has enabled more efficient work through easier interaction and handling of complex problems. Despite the technological advancements, many companies have not yet utilized its potential, and many areas within the construction industry are in need of streamlined work processes. This study examines the possibilities of automating the design process for joints in steel structures using digital tools and artificial intelligence (AI) technologies. The digital tools examined are Tekla Structures and IDEA StatiCa, and how they, along with the developed workflow, can streamline the design process and improve the accuracy and quality of the work. Interviews with designers and AI developers have mapped out the current usage of digital tools and the perspective on automating the design process. Several challenges and limitations with the implementation of AI have been identified, such as safety risks, the need for extensive data, and human integration. To ensure that the joints are correctly designed and constructible, it is important to maintain a balance between automation and human expertise. The report aims to propose a workflow for automating the design process of joints. The proposed workflow may include various AI algorithms to achieve the best possible optimization. Some algorithms mentioned in the report are machine learning, artificial neural networks (ANN), and evolutionary algorithms (EA). These algorithms are suitable for identifying and preparing data, reading, and finding complex patterns. Previous automation of the design process for joints using digital tools has shown to reduce the time required for modeling and designing. The developed workflow can provide improved efficiency, accuracy, and quality in the design process; however, further development is required to overcome the current limitations. / Teknikens utveckling inom projektering har möjliggjort effektiviserade arbeten genom lättare samspel och hantering av komplexa problem. Trots teknikens utveckling är det många företag som ännu inte utnyttjat dess potential och många områden inom byggbranschen är i behov av en effektiviserad arbetsprocess. I denna studie undersöks möjligheterna att automatisera dimensioneringsprocessen för knutpunkter i stålkonstruktion genom användning av digitala verktyg och artificiella intelligenta (AI) teknologier. Digitala verktyg som undersöks är Tekla Structures och IDEA StatiCa och hur de tillsammans med det framtagna arbetsflödet kan effektivisera dimensioneringsprocessen och förbättra noggrannheten och kvaliteten i arbetet. Intervjuer med konstruktörer och AI-utvecklare har kartlagt den nuvarande användningen av digitala verktyg och synen på automatisering av dimensioneringsprocessen. Det har identifierats ett flertal utmaningar och begränsningar med implementeringen av AI, faktorer som säkerhetsrisker, behovet av omfattande data och mänsklig integration. För att säkerställa att knutpunkterna är korrekt dimensionerade och byggbara är det viktigt med en balans mellan automatisering och mänsklig expertis. Rapportens mål är att ta fram ett förslag på ett arbetsflöde för automatisering av dimensioneringsprocessen av knutpunkter. Det förslagna arbetsflödet kan inkludera olika AIalgoritmer för att uppnå bästa möjliga optimering. Några algoritmer som nämns i rapporten är maskininlärning, artificiella neurala nätverk (ANN) och evolutionära algoritmer (EA). Dessa algoritmer är lämpade för att identifiera och förbereda data, läsa av och hitta komplexa mönster. Tidigare automatisering av dimensioneringsprocessen för knutpunkter med hjälp av digitala verktyg har visats minska tidsåtgången för modellering och dimensionering. Det framtagna arbetsflödet kan ge en förbättrad effektivitet, noggrannhet och kvalitet i dimensioneringsprocessen, dock krävs ytterligare utveckling för att överkomma de nuvarande begräsningarna.

As of now, the most common way in Sweden, to address the issue of local buckling of steelstructures is through the procedure called the effective width method. A less commonprocedure for dealing with local buckling is the reduced stress method. The benefit of thelatter method is that, when combined with finite element analysis, results in a less tediousdesign process. However, this method is often labelled as a method that results in anoverconservative design. Therefore, the purpose of this report is to compare and evaluate thereduced stress method against the effective width method and nonlinear finite elementmethod. The nonlinear FE-analyses are performed with intention of simulating the realbehaviour of the structure and serve as a reference for the other two methods. The comparisonis conducted through a series of analyses, on different steel members with various loadconfigurations and slenderness in order to include the most common cases in the constructionindustry. This report resulted in recommendations for when the reduced stress method couldbe a relevant design procedure, with emphasis on providing reliable and accurate resultscompared to FE-analyses. Furthermore, the report resulted in proposed further studies, bothregarding the improvement of the reduced stress method and other structural elements thatshould be studied. The result from the report indicates that the reduced stress method can beused when the effect of patch loading is small. Furthermore, it is recommended to obtain thecritical stresses from a linear finite element analysis rather than from hand calculations, as tonot end up with over-conservative results. / I Sverige behandlas problemet med lokal buckling av stålkonstruktioner vanligtvis med hjälpav den effektiva bredd metoden, vilket är en dimensionergsmetod som återfinns i Eurocode.En ytterligare dimensionerings metod för lokal buckling som presenteras i Eurocode är denreducerade spänningsmetoden. Den senare nämnda metoden är fördelaktig då den kombinerasmed linjära finita element analyser, vilket resulterar i en mindre tidskrävandedimensioneringsprocess. Dock är metoden känd för att ofta resultera i överdimensioneradekonstruktioner, vilket bidragit till att mindre antal konstruktörer använder sig av denna metod.Syftet med denna rapport blir därmed att jämföra och utvärdera den reduceradespänningsmetoden gentemot den effektiva bredd metoden och olinjär finita element metoden.De olinjära finita element analyserna genomfördes med syfte att simulera det verkligabeteendet och för att sedan jämföra dessa resultat med de två andra metoderna. Analyser harutförts på flera stålbalkar med olika lastkombinationer och slankhet för att inkludera devanligaste fallen inom byggindustrin. Dessutom har det tagits fram några rekommendationerför användningen av metoderna och dessa är presenterade med avseende på de erhållnaresultaten. Rekommendationer för den reducerade spänningsmetoden har presenterats ochytterligare studier gällande dessa metoder och andra konstruktionselement har föreslagits. Deslutsatser som kunde dras är att den reducerade spänningsmetoden kan användas förkonstruktioner som inte påverkas i allt för stor grad av intryckning. För att ge tillförliterligaresultat så rekommenderas att kritiska spänningar erhålles från linjära finita element analyser.

Sammanfattning Det är allmänt känt att global uppvärmning är ett problem som grundar sig i att för mycket växthusgaser släpps ut. Detta måste förändras för att effekterna av global uppvärmning inte ska förstöra viktiga ekosystem. Av Sveriges industrier orsakar stålindustrin den största negativa miljöpåverkan, stålindustrin är därför ett av de främsta områdena att minska miljöpåverkan inom. För att minska miljöpåverkan krävs en metodik, som även sänker kostnaden på produkten.  Studien resulterade i en arbetsmetodik genom att använda beprövade metoder och jämföra mot en referenskonstruktion. Beprövade metoder som tillämpades för att minska miljöpåverkan, kostnaden samt uppnå kundkraven var: Topologioptimering, modulär konstruktion, Design for Manufacture and Assembly, och Lean Construction. Design for Environment diskuterades även.  Nulägesanalys utfördes för att skapa underlag till genomförandet av metoderna.  Metoderna tillämpades genom koncept som kartlades i ett miljö- och kostnadsdiagram tillsammans med referenskonstruktionen. Metoderna utvärderades genom tolkning av diagrammet och kundkravsmatris. Utvärderingen resulterade i en slutgiltig metodik som beprövades genom ett slutgiltigt koncept. Den slutgiltiga metodiken validerades med det slutgiltiga konceptet. Arbetet resulterade i en arbetsmetodik, följande arbetsmetodik är en förkortad verision: (1) Entydiga kundkrav; (2) flera koncept med målet att minska variationen och förenkla; (3) utvärdera konceptens möjligheter till modularisering; (4) det bästa konceptet väljs; (5) spänningsanalysera konceptet för att kunna justera överdimensionerade delar; (6) applicera DfMA råd, minska antalet delar som kräver lyftanordning vid montering. Arbetsmetodiken validerades genom att skapa ett slutgiltigt koncept. Konceptet uppfyller samma krav som referenskonstruktionen. Tidigare koncept har genomförts på en avgränsning av referenskonstruktionen, vilket medförde att delar av koncepten beaktades i den slutgiltiga arbetsmetodiken. Det kan ha medfört en viss felmarginal i valideringen. Om fler referenskonstruktioner var tillgängliga kunde valideringen gjorts annorlunda. / Summary Global warming is a commonly known problem based on the amount of greenhouse gas emissions; a change is therefore necessary for important ecosystems not to be disrupted. The steel industry sector accounts for the largest environmental impact of Swedish industry, which makes it one of the most important areas for improvements to be made [1]. To reduce the environmental impact, a method is required which also lowers the cost of the product. This study resulted in a methodology by using proven methods and comparing against a reference construction. The following methods that were used to satisfy the customer requirements and striving towards environmental and economic sustainability were: Topology optimization, modular construction, Design for Manufacture and Assembly, Lean Construction, Design for Environment was discussed. A situation analysis was preformed to create a basis for the implementation of the methods. Application of the methods was carried out by mapping the concepts in an environment-cost-diagram with the reference. The methods were evaluated by interpreting the diagram and Pughs matrix, the evaluation resulted in a methodology that was applied through a final concept. The work resulted in a methodology, which is presented in a shortend verision: (1) Clear customer requirements; (2) several concepts with the goal of reducing variation and simplifying; (3) evaluating the concept's possibilities for modularization; (4) over all best concepts is selected; (5) Stress Analysis on the selected concept to make adjustment on oversized parts; (6) apply DfMA advise, reduce the number of parts that require lifting equipment during assembly. The method was validated by creating a concept with the final methodology. The concept met the same requirements as the reference construction. Part of the reference construction has eariler been made concepts of, which led to ideas of the earlier made concepts were taken on to the final concept. This led to certain margin of error in the validation. If other reference constructions were available, validation could’ve be done differently.