At present, the usage of FEM-programs becomes wider for loads effect calculation of bridges. Even though the calculation in all FEM-programs works following the same procedure, it differs when it comes to moving loads where we can identify two different approaches, ILM and ISM (influence line and influence surface method). ISM is used in FEM-programs that are most adapted for bridges where moving loads have great influence, while ILM is used in FEM-programs where moving loads are less important as house constructions. The aim is to evaluate the use of ILM programs (eg FEM-Design) when managing of moving loads in bridge and facilities contexts. This is achieved by comparing the results obtained from ILM programs with the results obtained from IYM programs. In addition, it will be checked how FEM-Design envelops the max and min values regarding (most adverse, conditional summation and unconditional summation). The comparison between those two methods was carried out using two different FEM programs based on different methods. Work carried out using FEM-Design (ILM program) and Brigade/Standard (ISM program). A platform bridge has been modeled and analyzed in both programs and a comparison between the results of both models has been performed. This comparison aims to investigate how ILM and ISM works when calculating moving loads and its influence in a bridge plate and in what way these two methods differ. to achieve comparable results between the programs, we examined different parameters and conditions. The thesis has shown which factors influenced the difference av results between FEM-Design and Brigade, and which summation methods that FEM-Design uses. / I dagsläget blir användning av FEM-program ännu bredare för lasteffektsberäkning och analys av brokonstruktioner. Trots att beräkningen sker i princip enligt samma process i alla FEM-program skiljer den sig när det handlar om rörliga laster. När det gäller beräkning av rörliga laster identifieras två olika metoder: ILM och IYM (influenslinje- och influensytametod). Influensytametod används i de FEM-program som är anpassade framförallt för brokonstruktioner där rörliga laster har stor påverkan, medan influenslinjemetod används i FEM-program där rörliga laster har mindre betydelse t.ex. huskonstruktioner. Målet är att utvärdera användning av ILM-program (t.ex. FEM-Design) vid hantering av rörliga laster i bro- och anläggningssammanhang. Detta uppnås genom att jämföra resultaten man får från ILM-program med resultaten som fås från IYM-program. Dessutom skall det kontrolleras hur FEM-Design utvärdera max- och minvärdena med hänsyn till mest ogynsamma, vilkorlig summering och ovilkoriga summering. Jämförelsen mellan de två metoderna har utförts med hjälp av två olika FEM-program som är baserade på de olika metoderna: FEM-Design 18 (ILM-program) och Brigade/standard 4.3 (IYM-program). En plattbro (en enkel bro) har modellerats och analyserats i båda programmen och en jämförelse mellan resultaten från båda modellerna har utförts. Denna jämförelse ämnar undersöka hur influenslinje- och influensytametoden fungerar vid beräkning av rörliga laster och dess påverkan i en brobaneplatta, och på vilket sätt dessa två metoder skiljer sig åt. För att uppnå jämförbara resultat mellan programmen undersöktes/studerades olika parametrar och förutsättningar. Examensarbetet har visat vilka faktorer som påverkat skillnaden av resultat mellan FEM-Design och Brigade, och vilka summeringsmetoder som FEM-Design använder.

FEM-Design används i allmänhet för dimensionering av huskonstruktioner. Detta arbete syftar på att göra programmet mer anpassningsbart för brodimensionering. Examensarbetet går ut på att integrera militära fordon i FEM-Design modeller. I det här examensarbete har hjulfordon, bandfordon och konvojer modellerats. Ett tidigare examensarbete om modellering av typfordon och lastmodellering kontrollerades i detta arbete. Det kontrollerades för att säkerställa att modelleringen har skett på ett korrekt sätt. Lasterna analyserades genom att sätta in de tidigare modellerade lasterna på en platta respektive en balk, där momentdiagrammet skulle ge samma resultat som om den hade gjorts för hand. De militära fordonenslasterna beräknades efter trafikverkets krav och resultatet definierades i FEM- Design, så att resultatet ska kunna användas vid dimensionering. Arbetet tillsammans med Strusoft AB resulterade i att 128 nya laster modellerades i FEM-Design. Dessutom kontrollerades 30 redan modellerade typfordonslaster av lastmodellerna 1–3. Resultatet visar en stor mängd nya fordonslaster som definierats i FEM-Design efter trafikverkets standarder. Om programmet även lyckas tillämpa fler funktioner som är mer anpassade för att definiera laster, genom vidare studier kan FEM-design i framtiden vara mer konkurrenskraftigt med de andra brokonstruktionsprogrammen. / FEM-Design is generally used for structural design of buildings. This work aims to make the program more adaptable to bridge design. It is possible in this way that loads of military vehicles are modeled in FEM-Design. In this work Wheeled vehicles, tire vehicles, convoys have been modeled. A previous degree project on modeling of special vehicles and load modeling was checked in this work. It was made to ensure that they were modeled correctly. The loads were analyzed by inserting the modeled loads on a plate or a beam where the moment diagram would give the same result as if it had been made by hand. The military vehicle loads were calculated according to the Swedish transportation administration requirements and the result was defined in FEM-Design so that the result can be used for load modelling. The work together with Strusoft AB resulted in 128 new loads being modeled in FEM-Design. In addition, 30 already modeled special vehicle loads of load models 1-3 were checked. The result shows a large number of new vehicle loads that are defined in FEM-Design according to the Swedish Transport Administration's standards. If the program also manages to apply more functions that are more adapted to define loads, through further studies, FEM design in the future can be more competitive with the other bridge design programs.

Building designing can be made by a powerful tool, BIM-programs. With these programs, you quickly get a view of future design. Elements of the model are intelligent, which means that they are more than just some dashes. These intelligent elements can be analytically studied with programs that make calculations according to finite element methods. This report describes the export of BIM-elements into a calculation program that calculates static using the finite element method. Applications for the method and appropriate project size and complexity is described in the report. The software used in the case studies in the report is the BIM modelling software Tekla Structures 21 and the calculation program FEM-Design 15. To determine if the connection between the chosen applications are possible, two case studies has been made. The case studies have shown that a one-way transfer from Tekla to the FEM-Design is possible and useful. But because the reversal is not possible when the calculations and analysis are completed, the method can't be implemented in an automatized BIM- design.

Syfte: Syftet med arbetet är att förbättra dimensioneringsprocessen för knutpunkter i stålstrukturer. Förslag har getts på en förbättrad dimensionsprocess baserad på de BIMrelaterade datorprogrammen SBI Steel Connections och FEM-design. Syftet har brutits ner till följande frågeställningar:  Hur går konsultföretag till väga idag för att beräkna knutpunkter vid stålkonstruktioner?  Hur kan den vanligaste dimensioneringsprocessen för knutpunkter förbättras?  Vilka fördelar blir det vid en sammankoppling av de BIM-relaterade datorprogrammen SBI Steel Connections och FEM-design? Metod: Arbetet grundar sig i en fallstudie och ett flertal metoder användes för att samla in data. Dessa är semistrukturerade intervjuer, litteratursökning, dokumentanalys och beräkningar. Resultat: Genom arbetet framgår det hur dimensioneringsprocessen ser ut för knutpunkter i stål. Resultatet är att processen varierar beroende på företag. Vissa delar i processen kan utföras på olika sätt men grundprincipen är densamma för de flesta företagen som har intervjuats. Vid dimensionering av knutpunkter som kan ske både för hand och med hjälp av ett datorprogram kan det uppstå felslag vid inmatning eller felskrivningar. Denna del av processen kan förbättras med hjälp av en ökad användning av egengjorda mallar. Det sker ett utvecklingsarbete under våren 2015 där målet är att skapa en sammankoppling mellan SBI Steel Connections och FEM-design. Genom denna sammankoppling reduceras några av de fel som anses tillhöra den mänskliga faktorn. Konsekvenser: Undersökningen har medfört en förståelse med både fördelar och nackdelar för olika sätt att dimensionera knutpunkter i stål. En del företag stävar efter en större utveckling, medan andra anser sig jobba bäst på det sätt som de alltid har gjort. Det framgår att den mänskliga faktorn är något som påverkar dimensioneringsprocessen märkbart och dessa fel behöver reduceras. De rekommendationer som framgår i arbetet är att företag ska se över processen och de förnyelsemöjligheter som finns i branschen. Det rekommenderas även en större användning av de datorprogram som används vid dimensioneringsprocessen. Begränsningar: Avgränsningar gjordes utifrån de kunskaper som erhållits i utbildningen för att studien inte skulle bli alltför omfattande. Däremot har ny kunskap bidragit till ett större ämnesdjup som utbildningen inte berört. Studien orienterades kring knutpunkter av stål och en av de vanligaste knutpunkterna studerades. Stålkvalitet och dimensioner på pelare och balk valdes utifrån knutpunktsexemplet i SBI:s handbok publikation 186 (PT3). Rapporten behandlar enbart beräkningsprogrammen SBI Steel Connections och FEM-Design. Detta medförde endast avgränsningar på material, val av knutpunkt, pelar- och balkprofiler samt laster.

This thesis has been executed in cooperation with Abetong which is a leading company in the prefabrication of concrete structures. For a prefabricated concrete building the design engineer must take into consideration the connections between the concrete elements in order to make sure that the building will possess a sufficient structural stability. Therefore the structural engineer might have to re-calculate the original structure that often has been designed as an on site-built building. The purpose of this thesis is to examine the forces between elements related to different models to see if the structural engineer has to make a re-design. To get results for this study we have used FEM-design 3D Structure. The results of forces from the program were compared with Abetongs standard forces of point connections and recess lists and showed that the structural engineer can use the original calculation up to around five stories when a prefabricated shall be erected.

As a structural designer, you are sometimes required to design structures carrying traffic loads, but which are not, for example, bridges or parking garages. In practice, this usually applies to drivable floor layers and culverts under roads. When designing structures such as bridges and parking garages, there are clear standards and regulations to follow. These types of guidelines are not as comprehensive when it comes specifically to dimensioning traffic-load-bearing constructions in connection with building construction. Frequently, an evenly distributed load of 20 kN/m2 is used. The purpose of this work is to investigate which regulations house construction designers should relate to when designing structures that carry traffic loads which are not bridges or parking garages. The work also includes an investigation of how suitable different calculation methods are for different types of load cases. The goal is to make recommendations that can streamline the work for construction designers. The material for this work has been obtained through three different methods. In order to gain an understanding of the subject and the current state of knowledge in the field, a literature study has been made. The main part of the work has included qualitative interviews with people who have good experience and knowledge in the field, as well as practical modeling and calculation of load cases. The focus has been on investigating which transverse forces occur for some specific load cases. The study also includes the effect of the fill layer’s thickness on the load spread. For larger floor spans, it is confirmed that an evenly distributed load of 20 kN/m2 is a bit heaped. To dimension after this covers most of the load cases that may occur on a floor layer or similar construction. In some cases, this value could be halved without problem. It also turns out that the shorter the span of the floor, the more the evenly distributed load differs between the different fill layer thicknesses. / Som husbyggnadskonstruktör får man ibland dimensionera konstruktioner som bär trafiklast, men som inte är exempelvis broar eller parkeringsgarage. I praktiken gäller det oftast körbara gårdsbjälklag och kulvertar under vägar. Gårdsbjälklag är ett något diffust begrepp. Vanligen innebär ett gårdsbjälklag ett bjälklag som skiljer insidan av en byggnad från någon typ av innergård. Normalt byggs dessa konstruktioner ovanpå parkeringsgarage eller källarvåningar. Ofta bär gårdsbjälklaget på de massor av material som planteringar, gräsmattor, vägar och gångar innebär. Gårdsbjälklag bär alltså i praktiken ofta på ett tätskikt, isoleringslager, samt diverse överbyggnader. Överbyggnaden kan bestå av jord, stenmaterial eller liknande massor. Dessa gårdsbjälklag kan även vara föremål för trafiklaster. Vanligtvis handlar det om uppställningsplatser för utryckningsfordon, men det finns också gårdsbjälklag där fraktfordon, servicefordon eller personbilar kan köra. Ofta trafikeras gårdsbjälklag även av fordon under byggskedet. Det kan exempelvis vara grävmaskiner, traktorer, lastbilar eller mobila kranar. Vid dimensionering av konstruktioner som broar och parkeringsgarage finns tydliga normer och regelverk att följa. Dessa typer av riktlinjer är inte lika omfattande när det specifikt gäller dimensionering av trafikbelastade konstruktioner i samband med husbyggnad. Ofta används en vedertagen utbredd last på 20 kN/m2. Syftet med detta arbete är att undersöka vilka regelverk husbyggnadskonstruktörer ska förhålla sig till vid dimensionering av konstruktioner som bär trafiklast men som inte är broar eller parkeringsgarage. Arbetet innefattar även en granskning av hur lämpliga olika beräkningsmetoder är för olika typer av lastfall. Målet är att ta fram rekommendationer som kan effektivisera arbetet för konstruktörer inom husbyggnad. Materialet för detta arbete har inhämtats genom tre skilda metoder. För att få en förståelse för ämnet och det aktuella kunskapsläget inom området har en litteraturstudie gjorts. Huvuddelen av arbetet har innefattat dels kvalitativa intervjuer med personer som har god erfarenhet och kunskap inom området, dels praktisk modellering och beräkning av lastfall. Fokus har legat på att undersöka vilka tvärkrafter som uppstår för några specifika lastfall. Undersökningen innefattar även vilken inverkan överbyggnader av olika tjocklek har på lastspridningen. De beräkningsprogram som har använts under arbetet är i synnerhet Strusoft FEM-Design. Även Strusoft Frame Analysis och PTC Mathcad Prime har nyttjats. Vid intervjuer med erfarna husbyggnadskonstruktörer framgick bland annat att dimensioneringsprocessen i de flesta fall är relativt simpel, men att vissa svårigheter kan uppstå, samt att en effektivisering av dimensioneringsprocessen för gårdsbjälklag är möjlig. Båda respondenterna nämnde att många konstruktioner troligen överdimensioneras till följd av användandet av gamla riktlinjer. Hur pass erfaren konstruktören är kan också spela in. Vidare kan det vid beräkning av laster på gårdsbjälklag vara både fördelaktigt och nödvändigt att räkna på lastspridningen i överbyggnadsmaterialet. En utförligare undersökning kring vilka laster man som konstruktör faktiskt bör räkna med för olika lastfall skulle därmed vara av intresse. Enligt en respondent saknas även en tydlig gränsdragning för i vilka fall EKS respektive specifika laster bör användas vid dimensionering. Resultatet från beräkningarna visar att stora utbredda laster uppkommer när spännvidderna blir mindre. Detta blir viktigt att beakta vid dimensionering av exempelvis kulvertar, där punktlasterna för de specifika lastfallen måste tas hänsyn till, givet att överbyggnaden inte är väldigt tilltagen. För större bjälklag bekräftas att en dimensionerande, jämnt utbredd last på 20 kN/m2 är väl tilltagen. Att dimensionera efter detta täcker de absolut flesta lastfallen som kan tänkas förekomma på ett gårdsbjälklag eller liknande konstruktion. I en del fall skulle detta värde kunna halveras utan att problem skulle uppstå. Det visar sig även att ju kortare bjälklagets spännvidd är, desto mer skiljer sig den motsvarande utbredda lasten mellan de olika överbyggnadstjocklekarna.

The basis of this thesis was that Kåver & Mellin Uppsala wanted todetermine if they should train their employees in the software RobotStructural Analysis. The company had licenses for the program that theydid not use due to lack of experience. The purpose of the project wastherefore to examine how Robot is used for designing structures and tocompare its usefulness to its competitor FEM-Design. The comparison ofusefulness was made by designing an identical structure in bothprograms. The focus of the study was to compare three main areas,workflow, areas of use and calculation results. This was made for themost common construction elements that were limited to concrete slabs,concrete walls, steel columns and steel beams.The study proved the programs to be similar. Designing steel profilesis more efficient in Robot. Another advantage of Robot is that there isan official online help page and a useful online forum, that FEM-Designlacks. One significant disadvantage of Robot is that the calculationsfor concrete are made with outdated national standards for Eurocode.The disadvantage was crucial and led to the conclusion that Kåver &Mellin Uppsala should wait for updated standards before using theprogram fully but they could start using Robot for load calculationsand steel design.

Datoriserade program för att göra konstruktionsberäkningar har utvecklats snabbt under de senaste 30 åren. Programmen har gått från att vara enkla och endast kunna utföra specifika beräkningar till att bli mer avancerade vilket ger möjlighet till utförligare beräkningar. Trots tillgången till avancerade beräkningsprogram används idag i stor utsträckning fortfarande handberäkningar eller enkla beräkningsprogram för kontroll och dimensionering av grundkonstruktioner. Syftet med examensarbetet är att undersöka hur beräkningsresultaten av grundtryck och sättningar skiljer sig mellan två program. Programmen som används är WIN-Statik Foundation vilket är ett enklare program och FEM-Design vilket är ett mer avancerat program. I programmet FEM-Design genomförs beräkningarna med två olika metoder: den ena där jorden modelleras med en bestämd styvhet (bäddmodul) och den andra där jorden modelleras som en volym (3D-soil) där aktuell jordlagerföljd och egenskaper anges direkt i programmet. Användarvänligheten och resultattolkning av programmet utvärderas för att ta reda på varför många konstruktörer frångår FEM-Design vid beräkning av grundkonstruktioner. Målet är att genom framtagande av en användarguide öka användandet av FEM-Design genom hela dimensioneringsprocessen. Tre olika typkonstruktioner har använts för att utföra beräkningarna: ett enskilt pelarfundament, en grupp av 3 pelarfundament samt en platta på mark. Beräkningsresultaten jämfördes dels mellan programmen och dels mellan konstruktionerna. Jämförelserna har visat att FEM-Design med metoden 3D-soil är att föredra speciellt vid beräkningar av fundament som ligger nära varandra då fundamentens påverkan på varandra försummas i de andra beräkningsmetoderna. Den största sättningen som fundamenten i pelargruppen beräknades orsaka, mer än fördubblades jämfört med sättningen för det enskilda fundamentet när beräkningen gjordes med 3D-soil. De andra två metoderna gav precis samma sättning för både det enskilda pelarfundamentet och gruppen av pelarfundament. För plattan på mark gav beräkning med 3D-soil mer än det dubbla maximala grundtrycket än beräkning med bäddmodul. Fördelen med WIN-Statik är att det endast krävs ett fåtal ingångsvärden och att beräkningen går snabbt att genomföra. I de flesta fall leder dock programmets förenklingar till att fundamenten blir fel dimensionerade. / Computerized programs which perform calculations have developed rapidly over the past 30 years. The programs have progressed from performing basic calculations to more advanced ones which gives an opportunity to perform more accurate calculations. Even though advanced calculation programs exist, many calculations are still done by hand or in simple programs when designing foundations. The purpose of this thesis is to study the differences in results of ground pressure and settlements when using two different programs. The programs that have been used are WIN-Statik Foundation (which is an easier program) and FEM-Design (which is a more advanced program). Two methods are used to describe the soil in FEM-Design. The first involves springs with a predetermined stiffness (bedding modulus). The second method involves modelling the soil as a solid mass (3D-soil) along with the stratigraphy and its properties. The programs are evaluated from a usability point of view and how easy it is to understand the results, in order to understand why many construction engineers choose to use simpler programs than FEM-Design. The objective of the thesis is to produce a user manual for FEM-Design’s 3D-soil module to increase the usage of FEM-Design throughout the whole design process. Three different constructions have been modelled in order to perform the calculations: an individual footing, a group of three individual footings and a foundation slab. The results from the calculations were compared between the programs but also between the constructions. The comparison showed that FEM-Design with 3D-soil is recommended when preforming calculations of foundations placed close to each other. This is because the other methods do not take into consideration the impact the foundations have on each other. The biggest settlement of the foundation group more than doubled compared to the single foundation when the calculations were done with 3D-soil. The two other methods gave the same result of settlement for both constructions. When the foundation slab was calculated with 3D-soil the ground pressure became more than twice as big compared to the calculation with the bedding modulus. The advantage of WIN-Statik is that only a few input values are needed and the calculation is easy to perform. In most cases the simplification of the calculations in WIN-Statik creates bigger foundations than needed.

KL-trä är ett stommaterial som blir mer och mer intressant till följd av de höga koldioxidutsläppen från de traditionella byggnadsmaterialen betong och stål. KL-träets uppbyggnad möjliggör hög bärförmåga trots dess lätta egentyngd. Syftet för examensarbete är att jämföra KL-trä och armerad betongbjälklags bärande egenskaper. Som utgångspunkt har en del av en verklig betongbyggnad använts som referensobjekt. Strusoft FEM-design har tillämpats för bärverksanalys med målet att undersöka om KL-träbjälklag kan ersätta traditionella betongbjälklag. Arbetet innefattar fem steg där KL-träets prestanda jämförs med referensobjektet. De olika stegen består av ett utbyte med liknande tvärsnittshöjd, där bärförmågan jämförs för att se om kompletterande förstärkningar behövs. En ökning av tvärsnittets höjd undersöks för att granska materialets hållfasthetsegenskaper. För att jämföra bjälklagen tillämpas en parameterstudie av nedböjning orsakad på inverkan av spännvidd, i den avslutande delen kontrolleras byggnadens stabilitet för armerat betong- respektive KL-träbjälklag. Resultaten påvisar att KL-trä är ersättningsbart med ett betongbjälklag vid liknande dimensioner med få förstärkningar, alternativt öka dimension till ett bjälklag med grövre tvärsnitt. Spännviddens inverkan är liknande för materialen upp till 8 meter, Efter det genererar KL-trä en större deformation. Materialens olika tyngd bidrar även till en halvering av den största markreaktionen. Handberäkningar har genomförts för jämförelse med FEM-design med approximativa resultat på böjande moment, utnyttjandegrad och nedböjning.

Byggnader uppförda i armerad betong har en lång livslängd, vilket kan medföra att samhället ställer andra krav på utformning och användning under byggnadens livslängd. Detta medför att håltagningar kan krävas för att uppfylla samhällets behov, då det inte är hållbart att riva och bygga nytt. Vid en håltagning minskar dock elementets bärförmåga, vilket medför att sprickor kan uppstå som kan leda till brott i konstruktionen. För att undvika brott i konstruktionen kan den behöva förstärkas. Syftet med arbetet är att, med hjälp av StruSoft FEM-Design 3D Structure (FEM), undersöka om en befintlig vägg i armerad betong behöver förstärkas vid håltagning, samt undersöka hur väggen reagerar vid olika förstärkningar i stål med avseende på utnyttjandegrad, nedböjning och spänning. Arbetet omfattade en given byggnad, kallad “referensbyggnaden”, från ett projekt ägt av Byggkonstruktören AB. Den bärande väggen som i det här arbetet har studerats, vilar på två stöd, vilket innebär att väggen betraktas som en hög balk. Förstärkningsmetoderna för sådana öppningar omfattar vanligen ramförstärkning eller ökning av väggens tvärsnitt. Detta arbete har riktat in sig på förstärkning med stål eftersom det är en beprövad metod. Metoden för arbetet var modellering i FEM. FEM är ett program som används för modellering, analys samt dimensionering av bärande element i byggnader. I FEM baseras dimensionering på Eurokod med nationella tillägg. En modell modellerades utifrån referensbyggnaden, analyserades samt dimensionerades. Väggen fick en utnyttjandegrad på 97% innan håltagning och en utnyttjandegrad på 223% efter håltagning. Väggen behövde därmed förstärkas. Arbetet resulterade i fem förstärkningslösningar i stål med en utnyttjandegrad mellan 81–97%. Skillnaden i nedböjning och spänning för förstärkningslösningarna var små och bör därför inte påverka valet av förstärkningslösning. Den största skillnaden mellan de olika förstärkningslösningar är vikten av stålet som omfattar förstärkningen, vilken varierar mellan 337–1305 kg, detta bör beaktas vid val av förstärkning för ett hållbart byggande.