This thesis presents an analytical method based on classical matrix methods for computing the dynamic response of elastic-plastic multi-storey building frames. The method developed is comparatively simple and is of much use for building frames having large number of storeys. By this method, response of multi-storey build­ings could be calculated on high-speed digital computers of high storage capacity. The computer program developed saves huge storage locations and thus makes it possible to analyze multi-storey frames which till now were con­sidered as very difficult. Dynamic response of a two-storey and six-storey frame are shown to demonstrate the utility of the method. / Thesis / Master of Engineering (ME)

See appended files.

Purpose: The aim of this study is to provide improvement suggestions on how the amount of carbon dioxide emissions can be reduced in the construction of mainly multi-storey timber buildings. Proposals are made after identifying where in the life cycle the largest emissions occur. Method: To achieve the goal of this study a case study was performed on an existing multi-storey timber building. A life cycle analysis (LCA) was performed to identify where in the life cycle the biggest emissions occur. To gather all important information about the project, document analysis was conducted. In addition, a literature study was made on the subject which supports and enhances conducted study. Findings: From literature study, case study and document analysis results have been listed which forms the foundation for the following suggestions of improvement. The life cycle analysis has identified that the largest amount of carbon dioxide is 28 % and is obtained in sawmills. The production of glue produces 25 % and transports during the lifecycle produces nearly 20 %. Implications: The conclusion contributes to reducing the amount of carbon dioxide emissions in future production of mainly wooden buildings. The greatest amount of carbon dioxide have been identified and the following proposals have been made to reduce emissions. Make sawmills more effective to reduce emissions. Produce and use environmentally friendly adhesive with similar characteristics. Use waste from forest felling, sawmills and glulam factories for production of biofuel used for transports. Limitations: This study has only covered multi-storey buildings in different wooden systems, the problem is probably also relevant for other buildings. Keywords: Carbon dioxide emissions, LCA, multi-storey building, timber and wooden frame. / Syfte: Syftet med denna studie är att ge förbättringsförslag om hur mängden koldioxidutsläpp kan minskas vid byggande av främst flervåningshus i trä. Förslag tas fram efter att ha identifierat var i livscykeln de största utsläppen sker. Metod: Syftet med arbetet uppnås framförallt med en fallstudie utförd på ett existerande flervåningshus med stomme i limträ. En livscykelanalys (LCA) utfördes för att ta fram var i livscykeln de största utsläppen sker. För att samla in all viktig information om projektet utfördes även dokumentanalys. Fortsättningsvis utfördes en noggrann litteraturstudie inom ämnet som stödjer och förstärker utförd studie. Resultat: Från litteraturstudie, fallstudie och dokumentanalys har resultat tagits fram som ligger till grund för framförda förbättringsförslag. Livscykelanalysen har identifierat att den största mängden koldioxidutsläpp är 28 % och avges från sågverken. Framställandet av lim avger 25 % och transporterna under livscykeln avger ungefär 20 %. Konsekvenser: Slutsatsen bidrar till att mängden koldioxidutsläpp kan minskas i framtida produktion av framförallt byggnader i trä. Där koldioxidutsläppen är som störst i livscykeln har följande förbättringsförslag tagits fram för att minska utsläppen. Effektivisera sågverk för att minska utsläppen. Framställa och använda ett miljövänligare lim med liknande egenskaper. Utnyttja spill från skogsavverkning, sågverk och limträfabrik till att producera biobränsle som kan användas till transporter. Begränsningar: Arbetet har endast behandlat flervåningshus i olika stomsystem av trä, troligtvis är problemet aktuellt även för andra byggnader. Nyckelord: Flervåningshus, koldioxidutsläpp, LCA, limträ och trästomme.

The theoretical and experimental investigations presented in this thesis are primarily related to the dynamic response of inelastic multi-storey building frames subjected to strong ground motions. The main purpose is to investigate, both analytically and experimentally, those aspects of the dynamic response characteristics which are of importance in aseismic design. In the first part of the thesis, the various parameters pertaining to the structural system are varied in a systematic manner and an assessment is made of the influence of this variation on the maximum response characteristics of the dynamic system. The second part of the thesis consists of an experimental investigation into the inelastic dynamic response of multi-storey frames. The comparison of experimentally obtained inelastic response and that predicted theoretically indicated a good agreement between the two. / Thesis / Doctor of Philosophy (PhD)

Šiame baigiamajame magistro darbe yra sprendžiama teisės aktais reglamentuoto, tačiau Lietuvoje pasyviai įgyvendinamo daugiabučių pastatų modernizavimo, panaudojant atsinaujinančius energijos išteklius (šiuo atveju saulės energiją), problema. Pagrindinis darbo tikslas yra išanalizuoti maksimalias saulės energijos sistemų panaudojimo galimybes, modernizuojant daugiabučius pastatus, įrodant tokių sistemų tinkamumą esamoms Lietuvos klimatinėms sąlygoms. Susipažinus su esama pasirinktos krypties padėtimi, apžvelgus kitose šalyse įgyvendintus saulės energijos sistemų panaudojimo daugiabučiuose pastatuose sprendimus, galimus tokių sistemų analizės metodus, pasirinktas tyrimo būdas – naujų sistemų modeliavimas. Reikalingų duomenų kaupimas apėmė ne tik literatūros apžvalgą, faktinių duomenų sisteminimą, bet ir realiai veikiančios saulės sistemos stebėseną, parametrų fiksavimą bei jų analizę. Naudojant licenzijuotą modeliavimo programą, tiriamajam objektui, esančiam Birštone, sukurtas energinės analizės modelis, kurio rezultatai vėliau panaudoti ekonominiuose bei pirminės energijos srautų skaičiavimuose. Išanalizavus 7 skirtingus scenarijus, kuriuose tarpusavy derinamos dvi saulės energijos sistemos – saulės kolektoriai ir saulės elementai – pagrįsta tezė, jog saulės energija gali būti sėkmingai, tiek energiniu, tiek ekonominiu požiūriu, naudojama Lietuvos klimatinėmis sąlygomis. Įdiegus šias sistemas į daugiabučius pastatus juos renovuojant ir taip bent iš dalies atsisakant... [toliau žr. visą tekstą] / This final master thesis is dealing with the problem that concerns passive RES (in this case solar energy) application in the multi-storey buildings’ modernization process in Lithuania, although it is regulated by legal acts. The aim of the thesis is to evaluate all the possibilities of maximal possible solar energy gain application in in the multi-storey buildings’ modernization process and to prove, that such systems are suitable for Lithuania’s climate conditions. Based on acquaintance with present situation of analysed area, overview of similar already embodied projects in the other countries, possible analysis methods of solar energy systems, for further analysis modelling of new systems was chosen. Collection of the data, needed for modelling, involved not only overview of literature or processing of actual parameters data series, but also monitoring and analysis of already operating solar energy system with flat-plate solar collectors that is used for domestic hot water preparation. For the object of analysis in Birštonas town, by using licenced program, the model of energy was created. Final modelling results were used in further economic and primary energy related calculations. In total 7 different scenarios, comprising two main active solar energy systems – solar collectors and photovoltaics – were analysed. The results validated the statement, that solar energy can be successfully employed in old multi-storey buildings’ refurbishment in Lithuania based on both... [to full text]

Bygg- samt fastighetsbranschen står för cirka 21% av koldioxidutsläppen i Sverige. Detta är ett problem som behöver lösas eftersom Sverige år 2017 antog ett klimatpolitiskt ramverk med målet att år 2045 inte ha några nettoutsläpp av växthusgaser till atmosfären. Ett ökat byggande i trä är en viktig del av lösningen för att nå målet om klimatneutralitet. Ett fastighetsbolag som håller på att bygga sitt första kontorshus i trä är Vasakronan, som kallas Magasin X. Det finns ett flertal utmaningar med att bygga flervåningshus i trä, dessa är bland annat fukt- och akustikproblem. Trä är ett fuktkänsligt material och om byggnaden skadas av fukt finns det en förhöjd risk för mögel som kan leda till hälsoproblem för framtida brukare av byggnaden. Gällande akustik, kan det bli lyhört, om inte hänsyn tas till materialets låga densitet. Detta examensarbete utfördes i samarbete med Vasakronan och har som syfte att identifiera drivkrafterna med att bygga flervåningshus i trä, identifiera kunskapsbrister samt identifiera förslag på lösningar inom fukt och akustik vid byggande av flervåningshus i trä. I detta examensarbete utfördes intervjuer samt observation som metoder. Observationen utfördes på en erfarenhetsträff angående byggprojektet Magasin X. Vid erfarenhetsträffen avhandlades utmaningar samt lösningar som uppkommit under projektet. Tematisk analys användes som metod för att analysera intervjuerna för att därmed besvara uppsatsens frågeställningar. Följande har identifierats som drivkrafter för att bygga flervåningshus i trä. För det första är det ett material som leder till lägre koldioxidutsläpp jämfört med betong. För det andra är det ett material som är lämpligt för industriellt byggande vilket innebär att det är lätt att tillverka byggdelar i fabrik. För det tredje är det ett material som bidrar med en bättre arbetsmiljö förde som arbetar med att uppföra byggnaden jämfört med vid uppförande av en byggnad av betong och stål. För det fjärde är det ett material som är lätt att kombinera med andra material och använda vid påbyggnader på grund av dess låga densitet. Den främsta anledningen till kunskapsbrister är begränsad erfarenhet att bygga flervåningshus i trä. Förslag på lösningar mot kunskapsbrister är att använda sig av aktiviteter som seminarium för att sprida kunskap inom ämnet, upprätta instruktioner och manualer vid användandet av nya byggmetoder. Dessutom är en lösning att bygga fler flervåningshus i trä för att ansamla erfarenhet och kunskap. Lösningar för att åtgärda fuktproblematik är att använda väderskydd på byggnaden, helklistrad plastfolie och tejp på bjälklaget samt vatten-dammsuga vid regn. Lösningar på akustikproblem är att installera installationsgolv eller installera ett tyngre övergolv med antingen betonggjutning eller spackel med stegljudsmatta. Om möjligt är väderskydd den mest effektiva åtgärden för att minska risken för fukt, dock är det en dyr lösning. Det finns dock andra åtgärder som inte är lika effektiva men billigare, som att använda plastfolie, presenningar och ställningar och tejp för att täcka bjälklag. Gällande akustiken har det dock det inte varit möjligt i denna studie att avgöra vilken akustisk lösningsom är att föredra. En drivkraft till att bygga flervåningshus i trä är att minska klimatpåverkan men för att upprätthålla ett hållbart skogsbruk är det viktigt att inte hugga ner för mycket träd. Därmed kan en hybridstomme vara ett bra alternativ för framtiden. / The construction and real estate industry accounts for a large share of carbon dioxide emissions in Sweden, about 21% of greenhouse gas emissions. This is a problem that needs to be solved because in 2017 Sweden adopted a climate policy framework with the goal that by 2045 there will be no net emissions of greenhouse gases into the atmosphere. Increased construction in wood is an important part of the solution to achieve the goal of climate neutrality. A real estate company that is building its first wooden office building is Vasakronan, which is called Magasin X. There are several challenges with building multi-storey houses in wood, these include moisture problems and acoustic problems. One factor is the risk of moisture as wood is a moisture-sensitive material and if the building is damaged by moisture, there is an increased risk of mold, which can lead to health problems for future users of the building. If the light density of the material is not considered, it might be inefficiently soundproof. This master thesis was carried out in collaboration with Vasakronan and aims to identify the driving forces in building multi-storey buildings in wood, identify lack of knowledge within building of multi-storey buildings in wood and identify and investigate solutions to solve issues with moisture and acoustics in the construction of multi-storey buildings in wood. In this thesis, interviews and observation were used as a method. The observation was carried out at an experience meeting regarding the construction project Magazine X. At the experience meeting, challenges and solutions that arose during the project were discussed. The thematic analysis was also used as a method for analyzing the interviews in order to answer the research questions. The following have been identified as driving forces for building multi-storey wooden buildings. First, it is a material that leads to lower carbon dioxide emissions compared to building in concrete. Secondly, it is a material that is suitable for industrial construction, which means that it is easy to manufacture building components in a factory. Thirdly, it is a material that contributes to a better working environment for those who work with the construction of the building compared to when constructing a building of concrete and steel. Fourth, it is a material that is easy to combine with other materials and use in extensions due to its low density. The main reason for lack of knowledge is lack of experience in building multi-storey wooden buildings. Suggestions for solutions to knowledge gaps are to use activities such as seminars to spread knowledge in the subject. Solutions to fix moisture problems are to use weather protection on the building, wet guard and tape on the framing of joists and soak up water in the risk of rain. Solutions to acoustic problems are to install installation floors or install a heavier top floor with either concrete casting or putty with sound insulation mat. If possible, weather protection is the most effective measure to reduce the risk of moisture, but it is an expensive solution. However, there are other measures that are not as effective but cheaper, such as using wet guard, tarpaulins and scaffolding and tape to cover framing of joists. It has not been possible to determine which acoustic solution is preferable. A driving force for building multi-storey wooden buildings is to reduce the climate impact, but in order to maintain sustainable forestry, it is important not to cut down too many trees. Thus, a hybrid frame can be a good alternative for the future.

The main target is to design and asses the steel structure of a administartive multi-storey building. The steel structure is T shaped, with 30m span and 42m length. An analysis of two solutions of the supporting structure was performed. The first variant is consists of rigid bracing system. Trusses bracing in the second variant is an alternative solution. Both variants were compared and the amount of steel was found. The selected option was developed in greater details with static calculation, drawings and material report of steel.

The subject of the master thesis is a design and static analysis of the load-bearing multi-storey steel structure with the timber entrance shelter of the multifunctional building in Znojmo city. There is a shopping centre situated on the ground floor, other floors are mostly used as offices. The ground plan of the steel structure has a shape of a regular 20-tagon with circumscribed circle diameter 30 m. The height is 35,5 m. The building has 6 storeys at all. The racking resistance is ensured by combination of frame-shear truss and rigid frame. In the front part of the building there is an airy cut-out space situated and it is running from the ground floor until the roof structure. The glue laminated timber shelter by the entrance of the building reaches a height of the first floor and its length is 10 m.

The aim of the diploma thesis is to design new mixed-used building in Drásov. This building is situated on the outskirts of the town. The mixed-used building is design as detached building with four-storey and with partial basement. In the basement there are technical utilities, small storages and meeting room. On the firt floor there are commercial space as shoe store, sports equipment, household goods and hourer´s shop. On the second floor there are two separeted office premises. On the third and four floor there are eight flats. On the each foor there are four flats type 3+kk. Structural system of the building is design from ceramic masonry type Therm and from permanent formwork. There are ceilings from prestressed concerete floor slabs. The roof of the building is design as single-layer flat roof.

Throughout the years earthquakes are a huge concern for structures; causing losses of peoples’ lives, damages and collapse of homes. Usually, most of the buildings that collapse or have serious damages are mostly old buildings that do not fulfil any longer the updated regulations and building codes concerning seismic design. The purpose of this Master’s thesis is to analyse and strengthen an existing building given by the company Sweco, by using proper and innovative retrofitting techniques; considering Eurocode 8 and collected data from previous studies. The selected building is a seven-storey structure in Stockholm; consists of prefabricated concrete and steel elements and is tested under seismic loading to investigate the global behaviour of the structure using the software MIDAS GEN. Two analyses are performed; assessment analysis which includes modelling of the given structure where the structural capacities are studied. The second analysis is the seismic analysis which includes two secondary analyses; before seismic retrofitting and after seismic retrofitting respectively. In the seismic analysis before the seismic retrofitting is applied, the main scope is to identify the most critical positions of the building where it behaves abnormally and the displacements are high enough in order to modify the structure to decrease displacements. Moreover, the frequencies were obtained and examined. The second seismic analysis includes the modified structure; where it was tested with different alternative methods of seismic retrofitting in order to identify which technique is the most proper one to optimise the strength and the structural performance of the given building. Finally, it appeared that a combination of seismic retrofitting methodologies was the most suitable selection. The selected combination consists of steel bracings and prefabricated reinforced concrete walls (shear walls). After performing the seismic retrofitting analysis, results of the frequencies and displacements of the structure were acquired and compared with the un-retrofitted analysis. The obtained results displayed that using this structural modification improved by increasing the frequency in the transverse direction (y) by 57.2%, in the longitudinal direction (x) by 27.6% and rotational along the z-axis by 12.9%; lastly, by decreasing the displacements in the x- and y-direction remarkably. Consequently, a combination of innovative seismic retrofitting methods appeared to be more effective, achieving a more resistant building under seismic hazards, by improving the stability and ductility of the structure. This gives rise to further researches and investigations for future solutions regarding seismic retrofitting applications and methodologies. / Jordbävningar är skakningar i marken som orsakar förluster av människors liv och leder till skador och kollaps av byggnader. Vanligtvis är de flesta byggnader som har allvarligt skadats eller kollapsat, äldre byggnader som inte längre uppfyller de uppdaterade byggreglerna för seismisk design. Syftet med detta examensarbete är att analysera och stärka en befintlig byggnad som har distribuerats av konsult företaget Sweco; lämpliga och innovativa seismisk eftermonteringsmetoder har använts för att förbättra byggnadens tillstånd med hjälp av insamlat vetenskapliga artiklar, tidskrifter och tidigare examensarbete samt svensk standard (Eurokod 8 - för dimensionering av bärverk med avseende på jordbävning). Den utdelade byggnaden är sju våningar hög och ligger i Stockholm. Den består av prefabricerade betong- och stålelement. Byggnaden kommer att testas under seismisk belastning med hjälp av programvaran MIDAS GEN, för att sedan examinera byggnadens globala beteende. Två analyser har utförts; en bedömningsanalys som innefattar granskning av den givna byggnadens kapacitet. Den andra analysen är den seismiska analysen som omfattar två sekundära analyser; en ’före applikation av seismisk eftermonteringsmetod’ och en ’efter applikation av seismisk eftermonteringsmetod’. I den första seismiska analysen, identifieras de mest kritiska positionerna där byggnadens beteende är avvikande med höga förskjutningar och låga frekvenser; således, är behovet av att modifiera och förbättra byggnadens prestanda betydande. Den andra seismiska analysen innefattar den modifierade byggnaden, som har testats med olika alternativa seismiska eftermonteringsmetoder för att identifiera vilken teknik som är mest passande för att optimera byggnadens hållfasthet, elasticitet och prestanda. Efter många experimentella försök, framgick det att en kombination av varierande seismiska eftermonteringsmetoder var det mest lämpliga urvalet. Den valda kombinationen består av stålfackverk och skjuvväggar. Efter genomförandet av den seismiska eftermonteringsanalysen erhölls resultat av frekvensen och förskjutningarna av byggnaden som sedan jämfördes med den första seismiska analysen, innan en eftermonteringsmetod var tillämpad. De erhållna resultaten visade att valet av denna modifikation har förbättrat byggnadens prestanda genom att öka frekvensen i tvärriktningen (y) med 57,2%, i längdriktningen (x) med 27.6% och rotationsfrekvensen längs z-axeln med 12.9%; slutligen, genom att minska förskjutningarna i x- och y-riktningen anmärkningsvärt. Följaktligen, verkade en kombination av varierande seismiska eftermonteringsmetoder vara effektiv, vilket resulterade i en seismisk resistent byggnad med avsevärt god hållfasthet, elasticitet och stabilitet. Denna forskning ger upphov till ytterligare efterforskningar och undersökningar för framtida lösningar avseende seismiska eftermonteringsapplikationer och metoder.