Timber is a building material that is becoming more common and of interest for use in high-rise buildings. One of the reasons is that timber requires less energy input for the manufacturing process of the material compared to non-wood based materials. When designing high- rise timber buildings it is of great significance to understand the dynamic behavior of the structure. One method to obtain the dynamic properties is to use Operational Modal Analysis, which is based on the structural response from operational use. Finite element (FE) analysis is a tool which can be used for dynamic analysis for large structures. In this study an Operation Modal Analysis (OMA) was conducted on a four-story timber building in Växjö. A finite element model was created of the same building using commercial FE packages. Based on the mode shapes and natural frequencies obtained from the OMA, the FE model was fine-tuned. The purpose of this thesis is to gain knowledge of which parameters that might have a significant role in finite element modelling for a structural dynamic analysis. The aim is to develop a finite element model that accurately simulates the dynamic behavior of the tested building. It was shown from the result that is possible with an enough detailed FE model to capture the dynamic behaviour of a structure. The parameters that had the largest effect on the result can be pointed to the mass and the stiffness of the structure. / Trä är ett byggnadsmaterial som börjar bli allt mer vanligt och är av intresse att använda som stommaterial för höga byggnader. En anledning till detta är att det krävs mindre energi i tillverkningsfasen för trä jämfört med stål och betong. Vid dimensionering av höga träbyggnader är det essentiellt att förstå byggnadens dynamiska egenskaper. För att ta fram en byggnads dynamiska egenskaper kan en metod som benämns Operational Modal Analysis (OMA) tillämpas vilken baseras på byggnadens rörelser vid daglig användning. Finita element (FE) metoden är ett verktyg som kan användas vid dynamisk analys för större byggnader. I detta arbete genomfördes en OMA för ett fyravåningshus med trästomme beläget i Växjö. Genom användning av kommersiella FE-mjukvaror togs en finita element modell av samma byggnad fram. Baserat på de egenfrekvenser och egenmoder erhållna från OMA, uppdaterades FE-modellen därefter. Syftet med detta arbete är att erhålla kunskap kring vilka parametrar som har betydelse vid FE-modellering med hänsyn till dynamisk analys. Syftet är även att validera den prototyp av datainsamlingsenhet som använts vid fältmätningen. Målet med arbetet är att ta fram en FE-modell som på ett korrekt sätt beskriver den testade byggnadens dynamiska beteende. Resultatet av arbetet påvisar att med en tillräckligt detaljerad FE-modell är det möjligt att erhålla en byggnads dynamiska egenskaper. De parametrar som har störst inverkan på resultatet är byggnadens styvhet och inkluderad massa.

Bostadsbristen ökar i samhället och många byggföretag vill hitta en lösning som gör att det går att tillverka snabbare, billigare och säkrare byggnader. Att bygga moduler med trästomme är en lösning men användning av trä kräver särskilda kunskaper när det gäller brandskydd. Att skydda trästomme med gipsskivor kan vara en metod för att öka brandsäkerheten. Syftet med studien är att undersöka om Vida Building AB kan byta ut den bärande väggkonstruktionen i deras volymelement där reglarna skyddas av två gipsskivor av typ A med tjockleken 12,5 och en plywoodskiva med tjockleken 12,5 mm, mot en skiva av märket Fermacell, en så kallad fibergipsskiva. Bärförmågan har beräknats efter 60 minuters brand i väggkonstruktionen när gips-och plywoodskivor bytts mot skivor av Fermacell. Bestämning av bärförmågan hos konstruktionen gjordes med hjälp av två beräkningsmodeller. Resultatet visar att det går att använda en Fermacell skiva på 18 mm om reglarnas dimensioner ökas från 45x95 mm till 45x120 mm eller till 45x145 mm. Alternativt kan en bärförmåga motsvarande den för nuvarande konstruktion erhållas om två skivor av Fermacell med tjockleken 12,5 mm används.

The prevailing housing shortage and the developed considerations of environmental issues are todaytwo current topics. Bollnäs county is an example of a county that works to maintain and actualize itsenvironmental goals, especially in new constructions. Passive houses are a way to buildenvironmental friendly and it is a concept that is becoming more and more common. The concept isabout maximizing heat gains and minimizing heat losses. This is achieved through an air-tightenvelope, certified building components, exhaust and supply air ventilation where heat is regainedfrom the extract air and buildings with low U-values. This project presents a change of an existingdetailed development plan from general purpose to housing. The aim of the project is that thehouse, with a restaurant on the bottom floor, must meet the requirements for passive houses andharmonize with the surrounding environment.The project initiates with a literature study followed by an analytical study with the aim to gatherknowledge about both passive houses as well as the surrounding area of the property. Conformationand calculation are two essential parts of the project. The shape of the house, the design and wherethe house is located in the property are adjusted to both the requirements of passive houses and thecultural history of Bollnäs.The calculations performed in PHPP indicate that the requirements for passive houses are met on thebasis of the conditions in this project. Drawings such as site plan, general plans, facades, sections anddetails are presented together with illustrations of the finished house.The main problem regarding the projection of passive houses lies in the absence of its actualmeaning. The concept is about compensations and that every house, regardless of building systemand conformation, has the possibility to be certified as a passive house.

Tall slender buildings are easily set in motion by wind and earthquakes but by estimating the buildings horizontal natural frequencies in the design phase, these motions can be kept within acceptable boundaries. There are many parameters that decides the natural frequency of a building and it can therefore be difficult to calculate it. There are a few ways though to estimate horizontal natural frequencies of tall buildings and two methods have been tested in this report. Both methods give the frequency of a clamped-free cantilever but one of them requires a single degree of freedom system whilst the other handles a multi degree of freedom system. The methods are called SDOF method and MDOF method in this report. A fictional building was created for this project to be the reference object in the comparison between the two methods SDOF and MDOF. The walls and floors of the building was designed with the support of both an acoustic engineer and a structural engineer to create a realistic building. A building’s natural frequency is dependent of the self-weight, stiffness and height of the building and it was therefore important to design these components with care. The fictional building is called House 1 and is a 10 story, almost square building about 20 m wide and broad and 30 m high. This report does not only compare the natural frequencies obtained from the two different calculation methods, but it also shows the difference in frequency in timber and concrete structures. Shear walls constitutes the horizontal stabilization system of the fictional building and both a CLT core and a concrete core is designed and compared. It is only the walls that comes in two different versions, the floorings consist of CLT boards for both structures tested. The horizontal natural frequencies of House 1 were about 2 Hz and 3 Hz for the CLT version and concrete version respectively. It was expected to get frequencies within that range considering the height of House 1. The CLT core having a lower frequency than the concrete core was also expected since concrete is a stiffer material than wood. To be able to make a fair comparison between the SDOF method and the MDOF method, House 1 was designed with the same dimensions and stiffness on all floors because the SDOF method requires that. The results from the two methods are almost identical with only 0.3 Hz and 0.4 Hz difference for the concrete and CLT respectively. For a shear wall structure with a consistent stiffness, weight and dimension, any of the two methods can be used to estimate the horizontal natural frequency. However, it is not realistic for a building of 30 m or higher, to have the same dimensions on the load bearing structure on all floors which makes the MDOF method more accurate in more cases than the SDOF method. / Höga slanka byggnader kan sättas i svajande rörelser av vind och jordbävningar, men genom att uppskatta byggnadernas horisontella egenfrekvenser i den tidiga konstruktionsfasen kan dessa rörelser hållas inom acceptabla gränser. Det är många parametrar som bestämmer byggnadens egenfrekvens och det kan därför vara svårt att beräkna den. Det finns dock några sätt att uppskatta horisontella egenfrekvenser hos höga byggnader och två metoder har testats i denna rapport. Båda metoderna ger frekvensen av en fast inspänd konsolbalk men en av dem kräver ett enfrihetsgradsystem medan den andra kan hantera ett system med flera frihetsgrader. Metoderna kallas SDOF-metoden och MDOF-metoden i denna rapport. En fiktiv byggnad skapades i detta projekt för att vara referensobjekt i jämförelsen mellan de två metoderna SDOF och MDOF. Byggnadens väggar och golv konstruerades med stöd av både en akustiker och en konstruktör för att skapa en realistisk byggnad. Byggnadens egenfrekvens är beroende av byggnadens egenvikt, styvhet och höjd och det var därför viktigt att utforma dessa komponenter med omsorg. Den fiktiva byggnaden kallas House 1 och är en 10 vånings-, nästan fyrkantig byggnad ca 20 m lång och bred och 30 m hög. Denna rapport jämför inte bara egenfrekvenserna erhållna från de två olika beräkningsmetoderna, den visar även skillnaden i frekvens i trä- och betongkonstruktioner. Skjuvväggar utgör det horisontella stabiliseringssystemet för den fiktiva byggnaden och både en KL-kärna och en betongkärna har utformats och jämförts. Det är bara väggarna som skiljer de två olika versionerna åt, bjälklagen består av KL-skivor i båda fallen. De horisontella egenfrekvenserna hos House 1 var ca 2 Hz och 3 Hz för KL-version respektive betongversion. Frekvenser inom detta område var väntade med tanke på höjden av House 1. Att KL-kärnan skulle ha en lägre frekvens än betongkärnan förväntades också eftersom betong är ett styvare material än trä. För att kunna göra en rättvis jämförelse mellan SDOF-metoden och MDOF-metoden, var House 1 utformad med samma dimension och styvhet på alla våningsplan eftersom SDOF-metoden kräver det. Resultaten från de två metoderna är nästan identiska med endast 0,3 Hz och 0,4 Hz skillnad för betong respektive KL. För en skjuvväggskonstruktion med en kontinuerlig styvhet, vikt och dimension kan båda de två metoderna användas för att uppskatta den horisontella egenfrekvensen. Det är dock inte realistiskt för en byggnad på 30 m eller högre att ha samma dimensioner på den lastbärande konstruktionen på alla våningar vilket gör MDOF-metoden mer korrekt i fler fall än SDOF-metoden.

Building industry contributes to massive amounts of harmful emissions. This trend will continue to rise unless appropriate measures are taken. This master thesis aims to calculate the environmental impact during the whole life time of a prefabricated cross-laminated timber (CLT) modular building. The environmental impacts from the end-of-life stage and the benefit of the most of the building material beyond the system boundary is also included. Life cycle assessment (LCA) is used as a tool to assess the environmental impacts following the standard SS-EN 15978:2011. Since there is a lack of environmental data about CLT in general and about prefabricated CLT volumetric modules buildings in particular the results from this work will enhance the understanding of the environmental performance of this kind of building system. This work is done with Size AB, a company that only produces CLT modular multi-storeys buildings.  The studied object is three storeys building located in Nykvarn in Sweden. The total emissions during the building life cycle are at least 377 kg CO2-eq/m2 of the gross floor area (GFA), 0,296 kg PO43--eq/m2 of GFA and 1,1 kg SO2-eq/m2 of GFA for global warming potential (GWP), eutrophication potential (EP) and acidification potential (AP) respectively. The result shows that the share of the AP and EP during the end-of-life stage is only 1% for each, whereas CO2-eq emission is accounted for 14% during this stage. The material production stage accounts for more than 50% for all environmental indicators.  This study provides fundamental data to perform LCAs in this area and to carry out climate declarations. Through sensitivity analysis it was discovered inter alia that high production intensity in the modules fabrication factory plays a significant role in reducing the environmental impacts during the construction stage. It was also found that modification of the LCA’s system boundary is recommended to present a transparent LCA of modular buildings.

This doctoral thesis concerns flanking transmission in light weight, wooden multi-storey buildings within the low frequency, primarily 20-120 Hz. The overall aim is to investigate how the finite element method can contribute in the design phase to evaluate different junctions regarding flanking transmission. Two field measurements of accelerations in light weight wooden buildings have been evaluated. In these, two sources; a stepping machine, and an electrodynamic shaker, were used. The shaker was shown to give more detailed information. However, since a light weight structure in field exhibit energy losses to surrounding building parts, reliable damping estimates were difficult to obtain. In addition, two laboratory measurements were made. These were evaluated using experimental modal analysis, giving the eigenmodes and the damping of the structures. The damping for these particular structures varies significantly with frequency, especially when an elastomer is used in the floor-wall junction. The overall damping is also higher when elastomers are used in the floor-wall junction in comparison to a screwed junction. By analysing the eigenmodes, using the modal assurance criterion, of the same structure with two types of junctions it was concluded that the modes become significantly different. Thereby the overall behavior differs. Several finite element models representing both the field and laboratory test setups have been made. The junctions between the building blocks in the models have been modeled using tie or springs and dashpots. Visual observation and the modal assurance criterion show that there is more rotational stiffness in the test structures than in the models. The findings in this doctoral thesis add understanding to how modern joints in wooden constructions can be represented by FE modelling. They will contribute in developing FE models that can be used to see the acoustic effects prior to building an entire house. However, further research is still needed. / Denna doktorsavhandling behandlar flanktransmission i flervåningshus med trästomme, inom det lågfrekventa området, främst 20-120 Hz. Det övergripande målet är att undersöka hur finita elementmetoden kan bidra i konstruktionsfasen för att utvärdera olika knutpunkters inverkan på flanktransmissionen. Två fältmätningar av accelerationer i trähus har utvärderats. I dessa har två olika lastkällor använts, i den första en stegljudsapparat och i den andra en elektrodynamisk vibrator (shaker). Det visades att shakern kan ge mer detaljerad information, men eftersom vibrationerna även sprider sig till omgivande byggnadsdelar vid fältmätningarna var det svårt att estimera tillförlitliga dämpningsdata även då shaker användes. Fältmätningarna följdes av två mätningar i laborationsmiljö. Dessa två experiment utvärderades med experimentell modalanalys, vilket ger egenmoder och dämpning hos strukturerna. Dämpningen för dessa trähuskonstruktioner varierar kraftigt med frekvens. Extra stora variationer registreras då en elastomer användes i knutpunkten mellan golv och vägg. Den totala dämpningen är generellt högre när elastomerer används i knutpunkten mellan golv och vägg i jämförelse med då knutpunkten är skruvad. Genom att analysera egenmoder och deras korrelationer (MAC), för samma trästruktur men med olika typer av knutpunkter, drogs slutsatsen att knutpunkten drastiskt förändrar strukturens dynamiska beteende. Flera finita elementmodeller av både fält- och laboratorieuppställningar har gjorts. I dessa har knutpunkterna mellan byggnadsdelar modellerats helt styvt eller med hjälp av fjädrar och dämpare. Visuella observationer av egenmoder och korrelationen dem emellan visar att det finns mer rotationsstyvhet i försöken än i finita elementmodellerna. Resultaten i denna doktorsavhandling har gett förståelse för hur knutpunkter i träkonstruktioner beter sig och kan simuleras med finit elementmodellering. Vidare kan resultaten bidra till utvecklingen av FE-modeller som kan användas för att kunna se de akustiska effekterna redan under konstruktionsstadiet. Dock behövs ytterligare forskning inom området.

Grundförutsättningarna för projektet var uppgiften att skapa ett mindre hotell i småstaden Mariefred som skulle relatera till staden på ett meningsfullt sätt. För att hantera hotelltypologins motstridiga behov av å ena sidan publika, livfulla ytor å andra sidan privata, lugna rum tog projektet inspiration av de rogivande träden på den i övrigt livfulla tomten som angavs i uppgiften. Hotellets olika rum, rumsgrupper och planlösning har därmed inspirerats av en trädanalogi. I projektet har även flödande rumssamband undersökts för att hantera verksamhetens stora behov av kommunikationsytor. I byggnaden har dessa försökts minimerats och planlösningen präglas istället av funktionsspecifika rumsgrupperingar ordnade efter förmodade flöden av gäster, personal och övrig logistik. Utrymme för flexibilitet i planlösning var även en del av processen med följden av stor variation av sammankopplade hotellrum eller möjlighet till extraprogram i bottenplan. En betydande utmaningen i processen var att låta trädanalogin vara en inspiration för meningsfull arkitektur utan att landa i det alltför pretentiösa. En annan stor utmaning var att få de flödande, flexibla rumssambanden till en funktionell planlösning och fortfarande ha möjlighet att utveckla projektet arkitektoniskt i övrigt. / The basis of the project was the assignment of creating a small hotel in the town of Mariefred that would relate to the town in a meaningful way. To handle the conflicting needs of the hotel typology consisting of - on the one hand public, vibrant parts and on the other hand private, quiet hotel rooms - the project took inspiration from the trees in the assigned site which gave peace to a relatively lively place. The hotel’s various rooms, group of rooms and the plan has thus been inspired by a tree analogy.  The project also has examined a plan characterised of rooms and functions connected in a flow with minimised space solely dedicated for circulation. Groups of rooms with specific functions is organised according to presumed flows of guests, staff and other logistics. Flexibility in the plan was also part of the process with the result of a big variety of interconnected hotel rooms and the possibility of temporary additional programs on the ground floor.  A significant challenge in the process was to let the tree analogy stay as an inspiration for meaningful architecture without being pretentious. Another big challenge was to get the flowing, flexible room relationships to a functional floor plan and still be able to develop the project architecturally otherwise.

Syftet med denna uppsats är att öka kunskapen om vilka förutsättningar som påverkar kommunernas handlingsutrymme att styra mot ökat byggande i trä. Utgångspunkten är att ökat byggande i trä är en viktig hörnsten i Sveriges arbete för att nå klimatmål om minskade koldioxidutsläpp. I fallstudie undersöker jag Växjö och Skellefteå kommun som sedan länge arbetat aktivt med att öka byggande i trä och båda antagit kommunala träbyggandsstrategier. I fallstudie undersöker jag hur såväl kontextuella (projektspecifika och informella förutsättningar) som formella förutsättningar påverkar kommunens handlingsutrymme. Resultatet visar att processer för att identifiera planförutsättningar och överbrygga olika perspektiv är avgörande för att skapa ett kontextuellt handlingsutrymme. Resultatet visar vidare att kontextuella förutsättningar även har potential att till viss del skapa handlingsutrymme utanför det formella handlingsutrymmets ”uppenbara” ramar. / The aim of this study in to increase the knowledge of municipal possibilities and constraints to increase building in wood by examining the municipal planning conditions. Point of departure is that building in wood is a prerequisite to reach the Swedish climate targets of drastically reducing national CO2-emissions. In a case study two municipalities are examined, Växjö and Skellefteå, two municipalities with strategies to increase building in wood and with long experience in doing so. The study explores how contextual planning conditions (project specific and informal conditions) alongside formal planning conditions affects the municipal space of action. The result shows that processes to identify planning conditions and to bridge different perspectives are crucial in order to create a contextual space of action. The result further demonstrates that contextual planning condition withhold the potential to, to a certain degree, create space of action outside the presupposed boundaries of the formal planning system.