A new material model, for the FE-program ADINA, has been verified against twoexperiments. One unreinforced concrete beam and one reinforced concrete beam.The model, DF-concrete, has the possibility to estimate true concrete. However theresults indicate that in order to be sure that the estimations are true, there ought tobe data from the true concrete to verify against. Two FE-models have simulated the behavior of a ring-shaped part of the nuclearcontainment vessel. The results from the first, frictionless, model agree with similarsimulations and hand calculations for high pressures in the containment vessel. Thesimulations of the nuclear containment vessel show cracking in the concrete after10-11 bars of over pressurization. For low pressurizations the results differ from thereference simulation. The reason is most likely the lack of friction. The model with friction included cannot give correct results since the simulations failto represent the true friction between tendons and concrete. However the model issimpler and will probably in a functioning state give more accurate results comparedto the frictionless model.

Den här rapporten redovisar examensarbetet vars huvudsyfte var att förstå teori och beräkningsgången bakom förspända betongelement samt att jämföra den med teorin för slakarmerade betongelement. Arbetet valdes eftersom inga kurser under studietiden har beaktat denna typ av utformning samt eftersom tillämningen av kunskapen inom området är stor ute i arbetslivet. Arbetet slutfördes genom inläsning av litteratur samt handledning. Det visade sig efter arbetet var slutfört att några delar av teorin och beräkningsgången bakom förspända betongelement var lik den som används vid slakarmerade betongelement, dock existerade även många skillnader. Likheterna erhålls bland annat vid beräkningarna av moment- och tvärkraftskapaciteterna. Skillnaden är att många extra steg måste utföras vid dimensioneringen, steg som till största del bara av olika kontroller, vilka utfördes bland annat vid dimensioneringen av tillverkningsprocessen och i brottgränstillstånd. Slutligen kunde det konstateras att förspända betongelement har många fördelar, vilka bland annat är att större spännvidder, mindre dimensioner på konstruktionerna samt mindre deformationer kan erhållas. Dock så krävs en större mängd beräkningar vid förspända än för slakarmerade betongelement. / The objective of this thesis is to understand the theory and learn the calculation behind prestressed concrete elements and to compare it with the theory of ordinary reinforced concrete elements. This thesis work was chosen in order to promote the study of prestressed concrete and because it´s broad application in civil engineering. The worked was completed by reading literature and guidance. It turned out after the work was completed that some parts of the theory and calculation behind prestressed concrete was similar to that used in the ordinary reinforced concrete. However, there were also many differences that existed. Some of the similarities are obtained when the capacities of moment and shear are calculated. The differences is that many extra steps are required when the design are performed, steps who for the most part due to different controls and are required to be performed to ensure the safety of the design. The controls are to be performed, among other, in the design of the manufacturing process and in the ultimate limit state. Finally, it is found that prestressed concrete elements have many benefits, which includes larger spans, smaller dimensions for structures and that smaller deformations can be obtained. However, it will require a larger amount of calculations as compared to ordinary reinforced concrete.

Inom den här studien undersöks om det är möjligt att återbruka 60 år gamla befintliga balkar som för närvarande används som takbalkar i lagerbyggnaden Viskaholm i Borås. Studien är kopplat till stadsutvecklingsprojektet Västerbro, där det planeras att lagerbyggnaden ska rivas och i stället ska det byggas nya bostäder. Balkarna som undersöks i studien är prefabricerade förspända betongbalkar. Målet med studien är att ta reda på hur balkarna skulle dimensioneras enligt boverkets konstruktionsregler BKR. Därefter kontrollera om balkarnas bärighetskapacitet klarar dagens standarder enligt Eurokoden EKS12/EC2 för högpresterande förspända betongbalkar. Detta med syftet att undersöka om det är möjligt att återbruka 60 år gamla prefabriceradebetongbalkar i nybyggnation. Balkarna var dimensionerade och fabrikgjutna i 1960-talet i enlighet med den svenska byggregeln Byggnadsstadga 1960 (BABS 60). Konstruktionsritningar för balkarna saknas och det finns brist på data för dimensionering av förspända betongbalkar enligt BABS 60. På grund av detta har balkarna dimensionerats i enlighet med Boverkets Kontruktionsregler BKR som gällde i 1995. Boken Byggkonstruktion 3 Betongkonstruktion av Bengt Langesten har används som stöd för dimensionering av balkarna. Sedan har balkarnas bärighetskapacitet beräknats enligt Eurokod 2, för att kontrollera om de klarar dagens bärighetskrav. Resultaten har visat att balkarnas moment- och tvärkraftskapacitet klarar den dimensionerande moment- och tvärkraften. Dock innehåller dessa balkar ingen minimiarmering eftersom det inte  krävdes av BKR. Men enligt Eurokod 2 ska balkarna innehålla minimiarmering även om deras tvärkraftskapacitet klarar den dimensionerande tvärkraften. Enligt resultaten dras slutsatsen att balkarna klarar både den dimensionerande moment- och tvärkraft. Men för att balkarna ska kunna återbrukas idag måste den minimiarmering som krävs enligt EK2 ersättas på något sätt. / This study investigates if it is possible to reuse 60 year old beams that are currently used as roofbeams in the Viskaholm warehouse building in Borås. The study is linked to the urban development project Västerbro, where it is planned to demolish the warehouse building and build new housing instead. The beams that were investigated in the study are precast prestressed concrete beams. The goal of the study is to find out how the beams would have been dimensioned according to Swedish National Board of Housing’s Construction Regulations BKR. Then check whether the- load-bearing capacity of the beams meets today’s standards according to the EurocodeEKS12/EC2 for high-performing prestressed concrete beams. This with the aim of investigating whether it is possible to reuse 60 years old precast concrete beams in new construction. The beams were dimensioned, and factory cast in the 1960s in accordance with the Swedish building code Byggnadsstadga 1960 (BABS 60). Construction drawings for the beams are missing and there is a lack of data for the dimensioning of prestressed concrete beams according to BABS 60. Because of this, the beams have been dimensioned in accordance with Swedish National Board of Housing’s Construction Regulations BKR which applied in 1995. The book Building Construction 3 by Bengt Langesten has been used as guide for dimensioning of the beams. The the load-bearing capacity of the beams has then been calculated according to Eurocode 2, to check whether they meet toady’s load-bearing requirements. The results of the study have shown that the moment and shear force capacity of the beams can bear the maximal moment and shear force. However, these beams do not contain minimum reinforcement because it was not required by BKR. But according to Eurocode 2, the beams must contain minimum reinforcement even if their shear force capacity can bear the maximal shear force. Based on the results, it is concluded that the beams can bear both the maximal moment and shear force. But in order for the beams to be reused today, the minimum reinforcement required by EC2 must be compensated in some way.

Frågor kring kärnkraftverk har alltid varit ett omdiskuterat ämne. Kärnkraftens betydelse varierar stort mellan olika länder. Av 441 reaktorer i världen tillhör 10 av dem till Sverige. Kärnkraftverk i Oskarshamn är en av dem. Företaget OKG har beslutat att genomföra en övergripande utredning kring olika konstruktionstyper av reaktorinneslutningar med detta examensarbete. Arbetet begränsas till att göra en litteraturundersökning. En viss genomgång av både nationella och internationella rapporter har gjorts. Det primära syftet med detta examensarbete är uppdelat i två huvuddelar. Den första delen av utredningen visar olika konstruktionstyper av reaktorinneslutning i hela världen. Den andra delen visar de reaktorinneslutningarna som har en liknande konstruktion som på OKG d.v.s. betong som är förspänd med cementinjekterade spännkablar. En liknande konstruktion finns bl.a. i Finland och Frankrike. Vi har också diskuterat kontroller för andra konstruktionstyper där spännkablarna är omgivna av luft eller fettinjekterade. I utredningen redovisas en del inträffade skador och incidenter i Svenska och utländska kärnkraftverk reaktorer. Företaget har två övriga frågeställningar som undersöktes i senare skedet av arbetsgång. Spännkrafter minskar med tiden på grund av krympning och krypning i spännarmerade konstruktioner vilket påverkar säkerheten av konstruktionen negativt. Som en del av detta arbete utfördes undersökningar om det finns metoder att bestämma spännkrafter där spännkablarna inte är åtkomliga. I det slutliga skedet av utredningen undersöktes metoder som Trafikverket följer för att kontrollera sina broar d.v.s. utföra huvudinspektioner/ besiktningar. Huvudsyftet av examensarbetet har uppfyllts men vissa delar är begränsade på grund av mesta informationer av olika kärnkraftverk är konfidentiella och inte tillgängliga på nätet. Och alla våra undersökningar var webbaserade som innebär att vi hade inte möjlighet att hitta rätt informationer direkt från webben. Samtidigt kontakta de olika utländska kärnkraftverken var inte så lätt på kort varsel. Strålsäkerhetsmyndighet (SSM) hjälpte oss att få kontaktinformation av 3 olika länder. I slutet av rapporten ges analys och diskussion kring utredningen. / Questions regarding Nuclear Power Plants have always been a controversial subject. Nuclear power's importance varies between countries. Of the 441 reactors in the world 10 of them belongs to Sweden. Oskarshamn Nuclear Power Plant is one of them. OKG has decided to conduct a comprehensive investigation of this thesis work around some issues. The main purpose of this thesis work is to make a literature investigation about bracing cables in reactor containment. A specific review of national and international reports has been made and formed a collective basis with the company issues. The introductory part of this thesis is divided into two main parts. The first review of this report considers different structural types of reactor containment in the world. Most nuclear reactors are enclosed by a pre-stressed concrete containment and some have steel reactor containment. In both Sweden and Finland, the enclosure is designed as a concrete cylinder, which is pre-stressed both vertically and horizontally. The second review describes about those reactor containments, which has a similar construction to the OKG (the tendons are placed in the casing that after chucking was injected with cement mortar). A similar construction can be found in Finland and France. The investigation also reveals the damage and accidents in Swedish and foreign nuclear power reactors in recent years. Furthermore, company has two other issues, which were implemented in the later stages of the work. Due to shrinkage and creep in the concrete and relaxation in the tendons, the prestressed capacity decreases with time which affects the structure negatively. The objective of this thesis is to investigate if there are methods for determining tensile forces where the tendons are not accessible. Methods are divided into two different types: one is cement grouting method, same as OKG and another one is oil-injection method. The final review of report is to investigate about TRAFIKVERKET methods to check/inspection the bridges. It can be concluded that the main expectations of this thesis has been fulfilled but some parts are still missing due to limitation of proper information. To contact with the various foreign nuclear power plants was not so easy within this short time. All our experiments were web-based and there were many confidential matters which is unreachable. Swedish Radiation Safety authority (SSM) helped us to get contact details of 3 different countries. The discussions about the reviews are summarized at the end of the report.

i Abstract The Nockeby Bridge, in the western part of Stockholm, is a prestressed concrete bridge with an openable swing span of steel. The bridge was built during 1970 and should now be widened with 0.5 meters on each side. The concrete bridge deck is supported by two main-beams and cross-beams are located at the position of all supports. Previous studies of the bridge show that the torsional resistance is too low and the bridge needs strengthening while widened. The aim of this master  thesis  was  to  study  and  compare  different  strengthening  methods  for  The  Nockeby Bridge.  Eight  different  bridges  in  Sweden  and  China  were  reviewed  to  find  possible  strengthening  methods  for  The  Nockeby  Bridge.  External  prestressing  tendons  and  additional  cross-beams between  the  two  main-beams  were  seen  to  have  good  influence  on  the  resistance.  The  effect from strengthening with carbon-fiber reinforced polymer was questioned during small loads and was not seen as a suitable strengthening method for The Nockeby Bridge.  Four different FE-models were generated to be able to compare two strengthening methods. The compared strengthening methods were a method with additional cross-beams between the main-beams and a method with external prestressing tendons. All FE-models were built up by solid- and  truss  elements  where  the  concrete  was  modelled  with  solid  elements  and  the  prestressed reinforcement was modelled with truss elements.  Only a few load-cases were included to limit the scope of the study. The included load-cases were deadweight,  prestressing  forces  and  vehicle  load  from  standard  vehicle  F,  G,  H  and  I.  Two influence lines were created to be able to place the vehicle loads in an unfavorable way. From the FE-models, shear  stresses were  extracted  along two  lines, one  on  each  side  of the main-beam. The torsional part of the shear stresses was calculated from these two results and compared with the torsional resistance of the bridge. While calculating the torsional resistance, the normal force in the cross-section from prestress was extracted with the function “free body cut”. The results showed that none of the tested strengthening methods were enough to  strengthen The  Nockeby  Bridge.  However, the  method  with additional  cross-beams  was  seen  as  a  better method than external prestressing tendons. A combination of the two methods might be suitable but  was  not  tested.  Adding  four  cross-beams  in  each  span  might  also  increase  the  resistance enough, but this was neither tested. It was also seen that a reduction of the torsional stiffness had a large influence on the result. Such a reduction is allowed in some cases and should be utilized if possible. Furthermore,  it  was  seen  that  solid-models  were  extremely  time  consuming  and  there  is  not  a  good alternative to design a bridge with only a solid model. / Nockebybron i västra Stockholm är en förspänd betongbro med ett öppningsbart svängspann av stål. Bron byggdes 1970 och ska nu breddas med 0.5 meter på varje sida. Betongplattan stöds upp av två huvudbalkar och tvärbalkar är placerade vid samtliga stöd. Tidigare studier av bron visar att brons vridstyvhet är låg och bron behöver förstärkas i samband med breddningen. Syftet med detta examensarbete är att undersöka och jämföra olika förstärkningsmetoder för Nockebybron. Åtta olika  broar  i  Sverige  och  Kina  undersöktes  för  att  hitta möjliga  förstärkningsåtgärder  för Nockebybron. Extern spännarmering och extra tvärbalkar mellan de två huvudbalkarna hade en bra inverkan på kapaciteten. Kapacitetsökningen fån förstärkning med kolfiberförstärkt plast är ifrågasatt vid låga laster och uppfattas inte som en bra metod för att förstärka Nockebybron.  Fyra     olika     FE-modeller     skapades     för     att     jämföra     två     förstärkningsmetoder. Förstärkningsmetoderna som jämfördes var metoden med extra tvärbalkar mellan huvudbalkarna samt   en   metod   extern   spännarmering.   Alla   FE-modeller   byggdes  upp   med  solid-  och stångelement  där  betongen  modellerades  med  solidelement  och  den  förspända  armeringen modellerades med stångelement.  Enbart ett fåtal lastfall inkluderades i studien för att minska studiens omfattning. De inkluderade lastfallen  var  egenvikt,  förspänningskrafter  samt  trafiklast  från  typfordon  F,  G,  H  och  I.  Två influenslinjer  skapades  för  att  placera  trafiklasten  på  ett  ogynnsamt  sätt.  Från  FE-modellerna extraherades   skjuvspänningar   från   bägge   sidor   av   en   av   huduvbalkarna.   Från   dessa skjuvspänningar   beräknades   vrid-delen   av   skjuvspänningarna   som   jämfördes   med   brons vridkapacitet.  När  vridkapaciteten  beräknades  togs  tryckkraften  från  tvärsnittet  fram  genom funktionen ”free body cut”.  Resultatet visade att ingen av de testade förstärkningsmetoderna var tillräckliga för att  förstärka Nockebybron.  Hur  som  helst,  metoden  med  extra  tvärbalkar  ansågs  som  en  bättre  metod  än extern  spännarmering.  En  kombination  av  de  bägge  förstärkningsmetoderna  kan  vara  lämplig men detta testades inte. Att lägga in fyra tvärbalkar i varje spann kan också leda till en tillräcklig ökning av kapaciteten, men detta fall testades inte heller. En reduktion av vridstyvheten sågs ha en stor påverkan på resultatet. En sådan reduktion är tillåten i vissa fall och borde utnyttjas om möjligt. Vidare  upptäcktes  att  en  solidmodell  är  väldigt  tidskrävande  varför  det  inte  är  lämpligt  att  dimensionera en bro enbart med hjälp av en solidmodell.

A new version of EN 1992-1-1, Eurocode 2 for Design of Concrete Structures, is under development and one of the most discussed topics is shear capacity for prestressed concrete beams without shear reinforcement, partly because shear failure occurs suddenly and can have catastrophic consequences. For the new version of Eurocode, there are a total of three proposed equations to replace the two equations that currently exist in EN 1992-1-1 for shear capacity of prestressed concrete beams without shear reinforcement. One of the proposed equations is intended to replace the equation intended for beam regions where bending cracks do not occur. The other two equations are proposed for beam regions where bending cracks occur. One of the proposed equations for beam regions with bending cracks, is based on critical shear crack theory and takes the normal force in consideration, while the other equation for beam regions with bending cracks is like the one found today in Eurocode, an empirical equation, where the contribution of normal force is empirical. In this thesis, all equations have been set against each other and compared with the help of nonlinear finite element analyzes and experiments which Dr. De Wilder has done in his doctoral thesis. The impact of the prestressing force on the shear force capacity of beams has also been investigated. The results show that the equations for beam regions that do not have bending cracks give identical shear force capacities. While the equation which is based on critical shear crack theory takes the shear span into consideration and captures the effect of the shear span correctly, which the other proposed equation and the one found in Eurocode today do not and are on the unsafe side for increasing shear spans. Furthermore, it turned out that the equation which is based on critical shear crack theory was rather conservative, while the equation that exists today in Eurocode gives approximately the same shear capacity as the other proposed equation. Furthermore, it was found that if the amount of longitudinal reinforcement is reduced, at the same time as the prestressing force is unchanged, an insignificant reduction in the shear capacity on prestressed concrete beams is obtained. / En ny version av EN 1992-1-1, Eurokod 2 Dimensionering av betongkonstruktioner, är under utveckling och ett av de mest diskuterade ämnena är tvärkraftskapacitet för förspända betongbalkar utan skjuvarmering, bland annat eftersom huvudspänningsskjuvbrott uppstår plötsligt och kan få katastrofala konsekvenser. Till den nya versionen av Eurokoden finns det totalt tre föreslagna ekvationer för att ersätta de två ekvationer som för närvarande finns i EN 1992-1-1 för tvärkraftskapacitet för förspända betongbalkar utan skjuvarmering. En av de föreslagna ekvationerna är tänkt att ersätta ekvationen avsedd för balkregioner där böjsprickor ej uppstår. De andra två ekvationerna är föreslagna för balkregioner där böjsprickor uppstår. En av de föreslagna ekvationerna för balkregioner med böjsprickor är baserad på kritisk skjuvsprickteorin och tar hänsyn till normalkraftens bidrag till tvärkraftskapaciteten, medan den andra föreslagna ekvationen för balkregioner med böjsprickor är likt den som idag finns i Eurokoden, en empirisk ekvation, där normala kraftens bidrag är baserad på ett empiriskt tillägg. I detta examensarbete har alla ekvationer ställts mot varandra och jämförts med hjälp utav icke-linjär finit-elementanalyser samt experiment som Dr. De Wilder gjort i sin doktorsavhandling. Vidare har också förspänningskraftens påverkan på balkars tvärkraftskapacitet undersökts. Resultaten visar att ekvationerna för balkregioner som ej har böjsprickor ger identiska tvärkraftskapaciteter. Medan ekvationen som är baserad på kritisk skjuvsprickteorin tar hänsyn till skjuvspännvidd och fångar effekten av skjuvspännvidden korrekt, vilket den andra föreslagna ekvationen och den som finns i Eurokoden idag inte gör och är på den osäkra sidan för ökad skjuvspännvidd. Dessutom visade det sig att ekvationen som är baserad på kritisk skjuvsprickteori är tämligen konservativ, medan ekvationen som finns idag i Eurokoden ger ungefär samma tvärkraftskapacitet som den andra föreslagna ekvationen. Vidare visade det sig att ifall man minskar mängden längsgående armering, samtidigt som förspänningskraften är oförändrad, så fås en obetydlig minskning utav tvärkraftskapaciteten på förspända betongbalkar.