Byggande i kallt klimat innebär många utmaningar på grund av de hårda påfrestningar byggnader utsätts för. Forskningsprojektet Attract utreder möjligheten åstadkomma attraktivt och hållbart boende i subarktiskt klimat, med utgångspunkter i Kiruna och Gällivare. Tyréns AB är en del av detta och vill effektivisera byggprocessen genom att industrialisera hustillverkningen med förtillverkade moduler. Det skulle innebära en minskning av kostnader och tidsåtgång under både projektering och produktion.   Målet med arbetet är att skapa en beräkningsmodell som ska kunna användas för att snabbt ta fram de dimensionerande krafter ett stabiliserande torn av prefabricerade skivelement, exempelvis trapphus, utsätts för. Tanken är att ha få bestämda värden och istället ge användaren av modellen möjlighet att använda egna variabler beroende på situation, vilket skulle innebära att modellen kan användas vid flera olika tillfällen.   Arbetet har resulterat i en beräkningsmodell i form av en Exceldatafil där beräkningar utförs automatiskt och levererar dimensionerande krafter för det stabiliserande tornet. Modellen tillåter flera variabler vilket innebär att det kan användas i en mängd olika situationer.   Det finns en del naturliga felkällor att ha i åtanke då arbetet har inneburit manuella beräkningar. De uträkningar utförda för att skapa beräkningshjälpen har blivit fragmenterade på grund av fortlöpande ändringar under arbetets gång och är därför olämpliga att redovisa. Därför har istället en bilaga skapats för att visa beräkningsgången. För fortsatt arbete finns ett flertal möjligheter att utveckla beräkningsmodellen för att bredda eller specificera resultatet. / Construction in cold climate presents many challenges due to the stresses of which the structures are exposed. The research project Attract strives to achieve attractive and sustainable living in a subarctic climate, with basis in Kiruna and Gällivare. Tyréns AB is part of this project and want to make the construction process more efficient by industrializing the production of houses with prefabrication of modules to reduce the cost and time for both design and production.   The idea for this thesis is to create a calculation model that can be used to quickly obtain the forces stabilizing towers of prefabricated disc elements are exposed of. The idea is to have few specific values ​​and instead give the user of the model the option to use custom variables depending on the situation, which would mean that the model can be used on several different occasions.   This work has resulted in a calculation model using an Excel data file where calculations are performed automatically and delivers the forces for the stabilizing tower. The model allows multiple variables which mean that it can be used in a variety of situations.   Because the work has involved manual calculations there are some natural sources of errors to keep in mind. The calculations made to create the model have become fragmented due to continuous changes during the work and therefore unsuitable to present. This is why there is an annex to this report to show the method of calculations. For further work there are numerous opportunities to develop the calculation model to broaden or refine the results.

A common way to stabilize high rise buildings is to use an elevator core built of concrete. Today, we use to build these elevator cores of in-situ concrete. Precast concrete twin wall (double wall) is a semi-finished product that has become more common in recent years. This diploma work studies how the twin wall works out as structural elements in an elevator core. The work also shows some possible ways of designing twin walls and highlights some important parts of the design that will be vital to the stability of the building.     The result shows that it is important to think through where the element joints should be placed. The reason why this placement is important, is partly because of the stability of the structure and partly because the elements has to be mounted in a convenient way. The result also shows that it is more difficult to place the reinforcement in the twin walls than in an in-situ concrete wall. The consequence of this is that twin walls may need more space than an in-situ concrete wall to achieve the same load capacity.

Idag byggs allt fler höga byggnader på mark som ofta kräver pålgrundläggning. Byggnadersom har en grundläggning på pålar får en konstruktiv höjd som omfattar både pålarnas längdoch byggnadens höjd. Byggnaden kan då inte antags vara fast inspänd i mark utangrundläggningens elasticitet måste beaktas. Syftet i rapporten är att ta reda på hurknäcksäkerheter för höga byggnader med olika stabiliserande stomsystem varierar med valetav grundläggning. Även hur övergripande geometrin för stomsystemet påverkarkonstruktionens knäcksäkerhet.Tre fall utvärderas med olika stomsystem, ett med ett stabiliserande torn i byggnadens kärna,ett med två stabiliserande torn och ett med tre stabiliserande väggar i byggnadens fasad. Enparametrisk studie för två av fallen med analytiska beräkningar och FEM erhåller värden förknäcksäkerheter med hänsyn till elasticiteten i grunden. En FEM-modell från tidigare användsystemhandling betraktas i ett av fallen där relevanta deformationsegenskaper kan beräknasför att få fram knäcksäkerheten.Knäcksäkerheten minskar till en faktor 0,7 för en byggnad med en grundläggning som har enstyvhet på ungefär 1,4 av ovanliggande konstruktion jämfört med samma byggnad grundlagdpå berg. Enligt den parametriska studien skulle grundläggning med en styvhetsfaktor förbyggnaden kontra grundläggningen på 0,25 och en längdfaktor på 0,2 av ovanliggandekonstruktion sänka knäcksäkerheten till 0,25 av samma byggnad grundlagd på berg. Dettatyder på att grundläggningens elasticitet måste beaktas för att erhålla relevanta värden påsystemets globala knäcksäkerheter. Vid utformning av stabiliserande system kan i tidigt skede,med enkla analytiska beräkningar, utvärderas vad som är lämpligt utförande för beräkning avknäcklasten.

Vid dimensionering av en byggnad är det viktigt att stabiliteten kan garanteras. För att kunna garantera stabiliteten så måste de krafter som en byggnad kan förväntas utsättas för kännas till. För horisontella laster syftar innebär det till lastfördelningen krafter i det horisontalstabiliserande systemet. Syftet med arbetet var att undersöka om FEM-design fördelar vindlast likt traditionella handberäkningar. Detta genom att jämföra resultaten av lastfördelning för de båda beräkningsmetoderna på ett referenshus. Referenshuset betraktas i fyra olika utföranden där dem varierar beroende på styvheten i skjuvväggar och bjälklag. Det för att beakta olika dimensioneringssituationer. Lastfördelningen för de olika utförandena har klarlagts genom att beräkna reaktionskrafter i grunden samt tvärkrafter i väggar. Styvhetsförhållande mellan skjuvväggar och bjälklag kontrollerades för att undersöka hur lastfördelningen till väggarna skulle ske. För två av referenshusets utföranden var bjälklaget vekt i förhållande till skjuvväggarna, för vilket fall litteraturen föreslår att lasten fördelas som för en kontinuerlig balk på fasta stöd. Vid jämförelse av handberäkningar och FEM-design så visade det sig att dem inte överensstämde speciellt bra. FEM-design gav en jämnare lastfördelning vilket istället påminner om ett utförande som litteraturen föreslår för en konstruktion med samma styvhet i väggar som i bjälklaget. Vidare utredning visar att det sannolikt beror på de olika metodernas sätt att beräkna styvhet för KL-trä. Baserat på de analyser som har gjorts i arbetet så kan det konstateras att lastfördelningen för byggnader bestående av styvt bjälklag med samma styvhet i skjuvväggarna överensstämmer för de olika beräkningsmetoderna. För utförandet med styvt bjälklag och olika styvheter i väggar så avviker resultaten. Sannolikt beroende på de olika metodernas sätt att beräkna styvhet för KL-trä. / The stability of the structure must be ensured when designing a building. To ensure the stability, the forces which a building can be exposed for must be known. In case of wind loads it means forces in the horizontal stabilizing system. The purpose with this project was to examine if FEM-design distribute wind loads like traditional hand calculations. This by comparing the results of load distribution for both calculation methods on a reference building. The reference building is designed in four different versions where the stiffness in the walls and the floor is what separate them. That to observe different design situations. The load distribution has been clarified by calculating reaction forces in the ground and shear forces in the walls. The stiffness ratio between the walls and the floor has been calculated to examine the load distribution on the walls. Calculations showed that the floor was weak in relation to the walls for two of the building’s versions. A ratio which the literature suggests that the load distributes like a continuous beam on fixed support. When hand calculations where compared to FEM-design the results did not agree very well. FEM-design gave a more uniform distribution of the loads, which reminds of a design the literature suggests for a structure with the same stiffness in the walls as in the floor. Further research indicates that it probably due to the different methods way of calculating stiffness for CLT. Based on the research done in this project it can be stated that load distribution for buildings with stiff floors and walls with the same stiffness correspond for the different calculation methods. For buildings with stiff floors and different stiffness in the walls the results do not agree. Probably due to the different methods of calculating stiffness for CLT.

Vid stabilisering av betongstommar är det komplicerat att välja en korrekt elasticitetsmodul. Detta då stommens laster verkar under både kort och lång tid. I detta examensarbete utförs en noggrann kryptalsberäkning för varje plans vertikala element, där hänsyn tas till den varierande byggtiden. Utifrån det analyseras kort- och långtidslaster med respektive elasticitetsmodul för att erhålla en ekvivalent elasticitetsmodul som tar hänsyn till de olika belastningstiderna. Denna elasticitetsmodul bestäms efter förhållandet mellan stommens knäcksäkerhet, snedställning och den vindlast som verkar på byggnaden. Den ekvivalenta elasticitetsmodulen ligger till grund för mer noggrann indata än tidigare vid stabilitetsberäkningar och redovisas i diagram som sedan kan användas i det praktiska ingenjörsarbetet. Där inget annat anges utförs beräkningar enligt Eurokod 2.Där inget annat anges är figurerna ritade av författarna. / When considering stabilization of concrete structures it is difficult to assign a correct modulus of elasticity to the structure. This is due to the presence of both short- and long-term loads. In this thesis a detailed calculation of each vertical elements creep coefficient is performed, which takes into account the varying construction time. Furthermore short and long term loads with respective modulus of elasticity are analyzed to obtain an equivalent modulus of elasticity corresponding to the two previously mentioned. The equivalent modulus of elasticity is determined by the relationship between the buckling resistance of the structure, initial imperfections and the wind load acting on the building. The equivalent modulus of elasticity is the basis for a more accurate input for stability calculations and is presented in graphs that can be used in the practice of engineering. Unless otherwise stated, calculations are performed according to Eurocode 2.Unless otherwise stated, the figures are drawn by the authors.

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.

Denna rapport är en del av byggingenjörsutbildningen på Högskolan i Borås som avslutande examensarbete för utbildningen. Prefabricerade elementen kan tillverkas efter kundens behov och förkortar byggtiden då tillverkningen sker inomhus utan påverkan av väder och utomhustemperatur. En nackdel kan vara att projekteringen innan tillverkningen av elementen kan börja måste i stort sett vara klar, vilket gör att flexibiliteten av ändringar under produktionsskedet begränsas. Rapporten ger alternativa lösningar på olika sorts sammanfogningar av prefabricerade bjälklagselement tillverkade av företaget HEDA; Hedareds sand och betong AB, som tillämpas på en typbyggnad. I rapporten ingår även lösningar på problem som uppkommer efter sammansättningen av konstruktionen. Sammanfogning av de prefabricerade bjälklagselementen är en nödvändighet för att bjälklaget som elementen tillsammans bildar skall kunna ses som en sammanhängande enhet, det vill säga att sammanfogningar måste förhindra att elementen bland annat separerar, förskjuts och förflyttas från varandra. Typbyggnaden räknas på för att skapa en uppfattning av de krafter, moment och spänningar som uppkommer på grund av de laster som bjälklaget påverkas av. Beräkningarna som görs i rapporten utgår främst ifrån beräkningsmodeller i Eurocode. Under de områden där Eurocode ej varit tillräcklig används andra källor för tillvägagångssätt, bland annat fib. Bland de alternativa lösningarna för att sammanfoga elementen ingår beräkningar för att kontrollera  så att fogen mellan elementen klarar av skjuvspänningen, mothålla separationen av elementen och förankring av bjälklaget i väggen. Problemlösningar för ofrivillig inspänning  samt att ta upp tvärkraften då elementen inte har någon tvärkraftsarmering. För samtliga sammanfogningar och problem hittades en lösning. / This report is apart of the structural engineering program at the University of Borås as a final bachelor thesis for the program. The precast elements can be made by the demands of the customer and reduces the time of construction because the manufacturing is indoors without the effects of weather and outside temperature. A downside can be that the projection, before the manufacturing of the elements can begin, needs to be almost completed, which limits the flexibility of being able to make changes during the construction. The report offers alternative solutions for different kind of connections between precast elements, manufactured by HEDA; Hedareds sand och betong AB, designed for an example of a building. The report also includes solutions for problems that arises after the construction is put in place. Connecting the precast elements together is necessity for the slab, that the elements form, to be seen as one unit, which means that the connections need to prevent the precast elements from separating, dislocate and move away from each other.   The example of a building is used for calculations to get a perspective of the forces, moments and stresses that occur from the loads that affects the slab. The calculations made in the report is mainly from Eurocode, under the sections where Eurocode lack of information about the subject other sources were used, for example fib. The alternative solutions for connecting the elements together includes; make sure that the insitu between the elements can handle the shear stress, prevent separation of the elements from happening and anchoring the slab to the walls. Solutions for the problems of unintended restraint and handle the shear force without any stirrups in the elements. A solution was found for all of these problems and connections of the elements.

Examensarbetet kom som en förfrågan från företaget Northpower stålhallar AB som var i behov av en beräkningsmall för vind- och snölast. Beräkningsmallen utformas i Microsoft Excel och den ska möta de önskemål och krav som tillkommer vid projektering av en hallbyggnad. Beräkningsmallen grundas på en litteraturstudie av vind- och snölast kapitlen i Eurokoderna som inleder den teoretiska delen av rapporten. För att se skillnader mellan stomstabiliseringssystem som vanligen används i hallbyggnader, utfördes en litteraturstudie på vanligt förekommande systemen. En kraftanalys vid olika placeringar av företagets nuvarande stomstabiliseringssystem gjordes med hjälp av den tillverkade beräkningsmallen. Litteraturstudien och analysen sammanställdes till jämförelse av de olika stomstabiliseringssystemen. / The subject of this bachelor thesis was a query from Northpower stålhallar AB that was in need of a calculation model for wind- and snow loads. The Calculation model was created in Microsoft Excel and shall satisfy the requirements for the design of an industrial building. The calculation model is founded on a literature study of Eurocodes wind- and snow load chapters, which initializes the theoretical part of the report. To gain a better understanding of the differences between the different types of bracing systems that is normally used in industrial buildings, we performed a literature study on a selection of the usual systems.  Using the calculation model, a force analysis on different placing’s of the current lateral stability system the company use was carried out. The thesis ends with a comparison of the study and analysis of the different lateral stability systems that’s been studied.