Concrete floors have traditionally had no problems with annoying vibrations. However with the demand for larger spans the floors need to be made more slender with a higher degree of utilization and lower mass. Therefore new floors may have problems with vibration serviceability.   This thesis studies the vibration characteristics of hollow core slabs. The analysis was made in the finite element program Ansys. The hollow core slab was subjected to a varying force simulating one person walking across the slab. The point where the force was acting on the slab moved through the analysis to simulate the movement of a walking person. Hollow core elements are connected with concrete joints. These joints where modeled in three different ways, two models with hinges and one solid model. The comparison showed that the accelerations caused by the walking person where roughly the same for the models with hinges. In the solid model the amplitudes where slightly smaller.   The calculations show that the largest vibration amplitudes always occur when the forcing frequency is the same as the eigenfrequency of the floor. Also the path of the walking person strongly affects the vibrations in the floor. A path in mid span of a slab will cause larger maximum amplitudes than a path parallel to the hollow core elements. The Maximum Transient Vibration Value (MTVV) will however be larger for paths parallel to one element. Walking along an supported edge creates much lower amplitudes.   This study also shows that increasing the number of hollow core elements alongside of each other decrease the vibration amplitudes linearly with increasing number of elements. The number of contributing elements is also significantly more in the dynamic load case than in the static load case. Therefore load distribution rules from statics directly used in dynamics will be over conservative.

Byggandet av dagens sjukhus har blivit allt mer komplext. När det kommer till uppbyggnaden av stomkonstruktionen har kraven för vibrationer ökat. För att säkerställa kraven för stomvibrationer måste pågjutningens tjocklek öka med ca 90 mm från standarden som är ca 40 mm. Att utföra denna extra pågjutning är inte ett problem i sig, utan den extra torktiden som tillkommer. Den extra torktiden är inte det enda problemet. De beräkningsprogram som finns ute på marknaden idag kan inte behandla alla typer av konstruktioner och simuleringar, dock skulle det kunna gå att dela upp simuleringsprocessen för uttorkningen emellan beräkningsprogrammen. I denna studie så kommer två olika simulering/beräknings program att tillämpas. Beräkningsprogrammen som kommer att användas är TORKA S och WUFI. Torktiderna kommer att räknas fram genom att kombinera dessa program samt titta på tidigare studier gällande detta projekt. I denna studie har vi valt att ta en närmare titt på hur foggjutningen mellan håldäcken påverkar torktiden för hela delområdet, dvs. foggjutningen och pågjutningen. Resultaten visar att vct för foggjutningen måste vara betydligt lägre än vct för pågjutningen och att torktiderna varierar beroende på vct. Torktiderna för pågjutningen varierar om mätningar görs över fog eller mitt på håldäcken. / Constructions of hospitals today have become more complex than before. As for the construction of the frame structure, the requirements for vibration in the body have increased. To fulfill the requirements for frame vibrations the top coating thickness must be increased with 90 mm ​​from the standard thickness, which is around 40 mm. To perform this extra topping is not the biggest issue. The major problem is the extra drying time that is added in the process. Another large problem is the calculation programs that are available on the market today cannot deal with all types of designs and simulations; however it would be possible to divide the simulation process for the dehydration between different calculation programs. In this study, two different simulation/calculation programs will be used. The programs that will be applied are TorkaS 3.2 and WUFI Pro. Drying times will be generated by combining these programs and look at previous studies similar to this project. In this study we have chosen to take a closer look at how joint cast between the slabs affects the drying time for the entire sub-area, which is the joint cast and topping cast. The results of the w/c-ratio for joint cast must be significantly lower than w/c-ratio for topping and that drying times will vary depending on the w/c-ratio. Drying times for topping will also vary if measurements are made over the joint or middle of the slab.

Det byggs mer och mer med prefabricerade håldäcksbjälklag vilka har stora dimensionerings och produktionsfördelar. Långa spännvidder och lätta bjälklag gör denna typ av konstruktion känslig för vibrationer och därför ställs konstruktörer idag inför en problematik som inte tidigare vanligtvis varit en dimensionerande faktor. Som en naturlig följd av detta är kunskapen inom området begränsad och förståelsen för denna typ av konstruktion vid dynamiska problem eftersatt. Hur håldäcksbjälklag beter sig vid små dynamiska laster, från mänsklig aktivitet på bjälklaget, och hur denna typ av problematik ska hanteras beräkningsmässigt behöver studeras. Vid statiska beräkningar antas bjälklaget vara enkelspänt men vid dynamiska beräkningar kan bland annat inte detta antagande göras då effekten från elementens sammankopplingar och eventuella pågjutningar påverkar bjälklagets styvheter och därmed dess dynamiska beteende. Dynamikproblem kan inte behandlas genom att studera enskilda element då bjälkaget måste hanteras som en sammanhängande enhet där kringliggande struktur påverkar hela bjälklagets dynamiska beteende. I detta arbete har fältmätningar i en befintlig byggnad, med excitering av en mänsklig analyser för att studera hur bjälklaget kan hanteras och dynamiska responsberäkningar. Fältmätningar har genomförts på tre olika bjälklagstyper där accelerationer har studerats i en mängd olika punkter. Accelerationer i fältmitt, intill upplagsväggar, parallella väggar och balkar har studerats för att leda till slutsatser kring hur bjälklagets styvheter påverkar dess dynamiska beteende. Dessa slutsatser kring uppmätta accelerationer har sedan legat till grund modeller kan representera verkligheten på ett godtagbart sätt beträffande dynamiska problem. Finita element-beräkningar för de tre olika bjälklagen har genomförts med varierande resultat, där det kunnat konstateras att komplicerade bjälklagsgeometrier med inslag av pelare, balkar och flera fack håldäckselement är svårt att beräkningsmässigt representera på ett bra sätt. Däremot har det visat sig att enkla bjälklagsgeometrier med endast ett fack håldäckselement upplagt på betongväggar kan representeras relativt väl. Parallella väggar har kunnat konstateras fungera som upplag med accelerationer av samma storleksordning som intill upplagsväggar. Dessutom har det visat sig genom mätningar och beräkningar att en pågjutning rimligen kan antas ha en uppstyvande effekt för bjälklaget. Däremot hur stor denna uppstyvande effekt är har inte kunnat konstateras, då detta skulle kräva andra typer av mätningar.

I dagens samhälle ligger fokus på hållbarhet vilket ställer höga krav på konstruktören vid utformningav stommen till flerbostadshus. En stor del av CO2-utsläppen inom byggprocessen kan härledas tillmaterialvalet där förbränning av kalk inom cementindustrin och framställning av stål ur järnmalm ärbland de främsta faktorerna till utsläppen. Denna rapport ämnar sig åt att ta fram vilka skillnader och likheter som ställs mellan två stomsystemmed olika bjälklag; ett utförande i korslimmat trä, hädanefter benämnt KL-trä, och ett utförande ihåldäcksbjälklag. De båda objekten har givits identiska förutsättningar, med reservation förbjälklagsmaterial, med en stomme i stål med varierande tvärsnittsprofiler. Data för CO2-ekvivalenter och pris av respektive stommaterial har undersökts och sammanställts itabellform där de två byggnaderna utvärderas och där resultatet diskuteras i analysdelen. Resultatetger svar på vilket element som presterar bäst till en kontorsbyggnad med två våningar med hänsyn tillkostnad och CO2-ekvivalenter för enskilda profiler sammanställts för de två byggnaderna. Dimensionering av balkar har genomförts med avseende på momentkapacitet, pelare med avseende påknäckning av centrisk tryckkraft, plan böjknäckning med moment av vindlast och normalkraft motpelare. Till visualisering av stommen har Tekla Structures använts och för verifiering avlastnedräkningar har FEM-Design 20 nyttjats. Rapportens ekonomidel avser kostnader av de två byggnaderna, vilka redovisats i tabellform medkostnad per stål- och bjälklagsprofil. Klumpsumma för respektive fall har sammanställts och idiskussionsdelen till denna rapport ges förklaringar och slutsatser. / In society today, the focus is on sustainability, which places high demands on the designer when designing the structural frame for apartment buildings. A large part of the CO2 emissions in the construction process can be traced to the choice of material, where the combustion of lime in the cement industry and the production of steel from iron ore are among the main factors for the emissions. This report intends to provide answers to the differences and similarities between two frame systems with different floors slabs; a version in cross-laminated wood, hereinafter referred to as KL-trä (CLTwood), and a version in hollow core slabs. The two objects have been given identical conditions, with a reservation for flooring material, with a steel frame with varying cross-sectional profiles. Data for CO2 equivalents and price of each frame material have been examined and compiled in tabular form where the two buildings are evaluated and results are discussed in the analysis part. The result provides an answer as to which element performs best for an office building with two floors with regard to cost and CO2 equivalents for individual profiles compiled for the two buildings. Dimensioning of beams has been carried out with regard to bending moment capacity, columns with respect to buckling of concentric pressure force and flat bending buckling with elements of wind load and normal force against columns. Tekla Structures has been used to visualize the frame and FEM-Design20 has been used to verify load counts. The financial part of the report refers to costs of the two buildings, which are reported in tabular form with cost per steel and floor profile. The lump sum for each case has been compiled and in the discussion section of this report explanations and conclusions are given to the financial part.

For intermediate floors in residential and office buildings, as well as in parking garages and malls, there is a wide use of hollow core concrete slabs in Sweden today. Hollow core slabs are precast and prestressed concrete elements with cylindrical-shaped voids extending along the length of the slab. These structural elements have the advantage compared to cast-in-situ concrete slabs that they have a high strength, due to the prestressing, and that the voids allow for a lower self-weight. Additionally, the voids allow for a reduction in the use of concrete material. These characteristics offer possibilities to build long-span floors with slender designs. However, a consequence of the slenderness of the slabs is that such floors have an increased sensitivity to vibrations induced by various dynamic loads. In residential and office buildings vibrations are primarily caused by human activity, and therefore concerns related to the serviceability of such floors are raised. These vibrations are often not related to problems with structural integrity, but rather to different aspects of comfort of the residents or workers. The aim of this thesis is to provide additional information regarding the dynamic behavior of hollow core floors. An experimental modal analysis has been performed on an existing floor in an office building. The dynamic properties in the form of natural frequencies, mode shapes, damping ratios and frequency response functions were derived and analyzed from these measurements. Subsequently, several finite element models were developed, aiming to reproduce the experimental dynamic behavior of the studied floor. The measurements initially showed some unexpected dynamic responses of the floor. For this reason, more advanced methods of signal analyses were applied to the data. The analyses showed that the slab has some closely spaced modes and that the modes of the floor are complex to a certain degree. The finite element models were studied with different configurations. In particular, the effect the model size, boundary conditions, material properties and potential structural discontinuities have on the dynamic response of the slab was studied. Sufficiently good agreement has been achieved between the experimental and numerical results in terms of natural frequencies and mode shapes. The acceleration amplitude responses of the numerical models were generally higher than the ones obtained from the measurements, which leads to difficulties in matching of the frequency response functions. / Håldäck i betong används idag i stor utsträckning som bjälklag i bostads- och kontorsbyggnader, liksom i parkeringsgarage och köpcentra. Håldäcksbjälklag består av prefabricerade och förspända betongelement, med cylindriska hål som sträcker sig i plattans längsriktning. Dessa konstruktionselement har fördelen, jämfört med platsgjutna betongplattor, att de har en hög hållfasthet på grund av förspänningen och att hålen möjliggör en lägre egenvikt. Dessutom gör hålen att en mindre mängd betongmaterial behövs. Dessa egenskaper ger möjligheter att bygga golv med långa spännvidder och slank design. En konsekvens av slankheten är emellertid att sådana golv har en ökad känslighet för vibrationer som orsakas av olika dynamiska belastningar. I bostads- och kontorsbyggnader orsakas vibrationer främst av mänsklig aktivitet, och därför finns det en del oro relaterad till sådana golvs brukbarhet. Dessa vibrationer är oftast inte relaterade till frågor om strukturell integritet, utan snarare till olika aspekter av boendes eller arbetares känsla av komfort. Syftet med detta examensarbete är att bidra till kunskapen om håldäcksbjälklags dynamiska beteende. En experimentell modalanalys har utförts på ett befintligt golv i en kontorsbyggnad. De dynamiska egenskaperna i form av egenfrekvenser, modformer, dämpning och frekvenssvarsfunktioner erhölls och analyserades med hjälp av dessa mätningar. Därefter utvecklades flera finita element modeller för att reproducera det experimentellt uppmätta dynamiska beteendet hos det studerade golvet. Mätningarna visade initialt något oväntade dynamiska responser från golvet. Av denna anledning applicerades mer avancerade signalanalysmetoder på datan. Analyserna visade att plattan har några moder inom ett litet frekvensintervall och att moderna till en viss grad är komplexa. De finita element modellerna studerades med olika konfigurationer. I synnerhet studerades effekten av modellstorleken, randvillkoren, materialegenskaperna och potentiella strukturella diskontinuiteter på golvets dynamiska respons. Tillräckligt bra överensstämmelse har uppnåtts mellan de experimentella och numeriska resultaten i form av egenfrekvenser och modformer. Accelerationsamplituderna för de numeriska modellerna var i allmänhet högre än de som erhölls under mätningarna, vilket leder till svårigheter att matcha frekvenssvarsfunktionerna.