Detta arbete är en uppgift som är mottagen från SNA Europe och genomförd under vårterminen 2018. SNA Europe är en europeisk tillverkare av framförallt handverktyg med huvudsaklig produktion i Europa med en internationell marknad. Syftet med arbetet är att förse SNA Europe med underlag i form av fakta, analyser och slutligen ett förslag på ett produktkoncept. Förslaget på produktkonceptet gäller en sk snabbvinkel, ett markerings- och mätverktyg baserat på Swansons Tools original Speed Square. Snabbvinkeln är mycket populär i USA men används inte i Europa, därför av intresse för SNA Europe. Arbetet planerades upp i fyra faser över en tio veckors period där faserna strukturerades upp i ingående underfaser. Det initiala arbetet har gått ut på att leta fakta om och analysera uppgiften för att kunna bygga en grund för en konceptframtagning. Då tillräcklig information erhållits påbörjades design- och utvecklingsarbetet av ett produktkoncept med en fastställd konceptdefinition. Slutligen efter CAD-modellering och prototypframtagning resulterade arbetet i en så gott som fullt färdigt produktkoncept som SNA Europe kan tillverka i egen fabrik. Framarbetat produktkoncept förverkligades i form av en slutgiltig prototyp tillverkad av SNA Europe. / This work is a task received from SNA Europe and completed during the spring term of 2018. SNA Europe is a European manufacturer of mainly hand tools with main production in Europe with an international market. The purpose of the work is to provide SNA Europe with a basis in the form of facts, analyses and finally a proposal for a product concept. The proposal for the product concept concerns a so-called rafter square, a marking and measurement tool based on Swansons Tools original Speed Square. The rafter square is very popular in the United States but is not used in Europe, therefore of interest to SNA Europe to make a own design. The work was planned in four phases over a ten week period, where the phases were structured into in-depth phases. The initial work has been to search for facts and analyse the task in order to build a foundation for a conceptualization. When sufficient information was obtained, the design and development work began with a product concept with a defined concept definition. Finally, after CAD modelling and prototype production, the work resulted in an almost complete product concept that SNA Europe can manufacture in its own factory. Developed product concepts were implemented in the form of a final prototype manufactured by SNA Europe.

Att bygga bjälklag av massivt trä blir allt vanligare och är ett sätt att minska klimatavtrycket från byggbranschen. Korslimmat trä, även kallat KL-trä, står för lejonparten av dessa massiva träbjälklag. Ett mindre vanligt alternativ till KL-trä är brädstapelbjälklag. Fördelen med brädstapelbjälklag är att fiberriktningen på virket går i samma riktning. Detta ger en något högre styvhet så man kan bygga lägre moduler med mindre virke och således spara på trä och dessutom slippa användningen av lim. Om man därutöver kan sätta ihop modulerna på plats slipper man tunga transporter och industriell tillverkning. En nackdel med brädstapelbjälklag är att man historiskt har använt spikar av metall som både går emot principen att bygga med enbart trä och dessutom försvårar möjligheter till återbruk av trämaterialet. LignoLoc är en spik tillverkad av densifierat bokträ och en relativt ny produkt på marknaden. Spiken skjuts in i virket med tryckluft och friktionen får ligninet i spiken att delvis smälta ihop med det omgivande virket. Svetseffekten tillsammans med det densifierade trämaterialet ger relativt goda hållfasthetsvärden, speciellt vid dragbelastning. I detta examensarbete undersöks hur man kan bygga brädstapelbjälklag med LignoLoc spik som uppfyller gällande brukskrav för nedböjning och vibration samt för brand. Undersökningen utgår ifrån befintlig teori för konstruktion av brädstapelbjälklag med trådspik och kombineras med studier kring LignoLoc spikens uppmätta egenskaper och tillämpade beräkningsmodeller. Med detta som grund görs en ansats till en generell beräkningsmodell för konstruktion av brädstapelbjälklag med LignoLoc spik. För att befästa ansatsen utförs även en praktisk hållfasthetsstudie i en storskalig modell där tre olika moduler belastningstestas i en hydraulisk press. Slutsatsen är att de tillämpade beräkningsmodellerna stämmer väl överens med utfallen från de praktiska belastningstesterna. Testerna tyder på att LignoLoc spiken håller långt över förväntan för skjuvbrott och ger en marginellt styvare konstruktion än motsvarande med trådspik. Vidare kan konstateras att LignoLoc spiken fungerar gott som alternativ till trådspik. Således kan man bygga brädstapelbjälklag i 100% trämaterial som ett alternativ till KL-trä. / Building floors from solid wood is becoming increasingly common and is a way to reduce the environmental footprint of the construction industry. Cross-laminated timber, also known as CLT, accounts for the majority of these solid wood floors. A less common alternative to CLT is Nail Laminated Timber (NLT). The advantage of NLT is that the grain direction of the timber runs in the same direction. This gives slightly higher stiffness, allowing for the construction of thinner modules with less timber, thus saving on wood and eliminating the need for glue. Additionally, if the modules can be assembled on-site, heavy transportation and industrial manufacturing can be avoided. However, the downside of NLT is that historically, metal nails have been used, which contradicts the principle of building with solid wood and also complicates the reuse of the timber material. LignoLoc is a nail made of densified beech wood and is a relatively new product on the market. The nail is driven into the wood with compressed air, and the friction causes the lignin in the nail to partially melt and fuse with the surrounding wood. This welding effect, combined with the densified wood material, provides relatively good strength values, especially under tensile load. This thesis investigates how to build NLT with LignoLoc nails that meet current serviceability requirements for deflection, fire, and vibration effects. Starting from existing theory for the construction of NLT with metal nails and combining it with studies on the measured properties of LignoLoc nails and applied calculation models, an approach is made to a general calculation model for the construction of NLT with LignoLoc nails. To validate the approach, a practical strength study is also carried out on a large-scale model where three different modules are load-tested in a hydraulic press. The conclusion is that the applied calculation models match well with the outcomes of the practical load tests. The tests indicate that the LignoLoc nail far exceeds expectations for shear failure and provides a marginally stiffer construction than the equivalent with steel nails. Furthermore, it can be stated that the LignoLoc nail works well as an alternative to steel nails. Thus, it is possible to build NLT in 100% wood material as an alternative to CLT.

I Sverige står bostadssektorn för mer än en tredjedel av landets energianvändning. Byggnader måste minska sin energianvändning för att således kunna uppfylla framtida lagkrav om maximal tillåten energianvändning, men också för att minska påverkan till global uppvärmning. Ytterligare en problematik som råder, däribland i Sverige, är bostadsbrist. Kommunala bostadsbolag står inför utmaningen att kunna bygga bostäder snabbt, billigt och miljövänligt för att minska bostadsbristen i landet. Ett sätt att studera två av tre hållbarhetsaspekter vid val av framtida bostadsbyggande är att utföra en livscykelanalys (LCA) och livscykelkostnadsanalys (LCC) kring de tilltänkta husen. LCA:er indikerar vilken miljöpåverkan en produkt förorsakar under dess livslängd. LCC:er avser att studera vilka kostnader produkter ger upphov till under en given analysperiod. Det svenska kommunala bostadsbolaget Stångåstaden AB står inför utmaningen kring bostadsbrist och vill bygga hållbara bostäder. Bostadsbolaget har önskat en jämförande LCA och LCC av två verkliga flerbostadshus som de genom ramavtal kan upphandla, detta är utgångspunkten för denna studie. Den ena byggnaden har stomme av betong, den andra har stomme av trä. Husen är tänkta att placeras i utkanten av Linköping, Sverige. Studien har valt att analysera miljöpåverkan från husens olika livscykelfaser samt kostnader över analysperioden 50 år. Utöver detta studeras även vilka energieffektiviseringsåtgärder (EEÅ) till byggnaderna som är optimala att genomföra för att öka den termiska prestandan hos huskonstruktionerna. Från litteraturen finns det relativt få studier som kombinerar både LCA och LCC för vanligt förekommande hustyper i städer. I dess standardfall påvisade resultatet från LCA:n att huset med betongkonstruktion hade något lägre påverkan i sex av sju studerade miljöpåverkanskategorier, jämfört med flerbostadshuset i trä. Resultatet skilde sig lite åt då annan typ av indata användes. Vad gäller kostnader under husens livslängd var huset i trä ungefär 20 % dyrare jämfört med huset med betongkonstruktion. Trots annan typ av indata var träkonstruktionen dyrare än betongkonstruktionen. Med en kalkylränta på 7,5 % var det inte lönsamt att genomföra EEÅ för husen, med halverad kalkylränta blev det dock lönsamt att tilläggsisolera krypgrunden i huset med trästomme. Fler studier behöver utföras för att generalla slutsatser ska kunna dras kring vilket konstruktionsmaterial som är mest hållbart. Denna studie baseras på två specifika fall. Samma resultat kan eventuellt inte förväntas för andra byggnader med stomme i betong och trä. / The residential sector accounts for more than a third of the energy use in Sweden. To reduce the energy use of buildings is a necessity in order to meet future regulationof maximum allowable energy, but also important to reduce the impact on global warming. Another complexity arising in Sweden is the shortage of accommodation. Municipal housing corporations face the challenge of constructing residences fast, cheap and with concern of environmental effects in order to reduce the shortage of accommodation. One way of assessing two of the three aspects of sustainability when looking at future construction of residential buildings is to carry out a Life Cycle Assessment (LCA) and a Life Cycle Cost Assessment (LCCA). An LCA can indicate what kind of environmental impact a product causes over its lifetime and the LCC allows for assessing what types of costs are associated with the product. For the municipal housing corporation Stångåstaden AB the shortage of accommodation is a reality and their mindset is sustainable construction of residences. This study was conducted upon request from Stångåstaden who wanted a comparative LCA and LCCA between two prefabricated multi-residential buildings that are available to them through a framework agreement. The first building has a concrete foundation and the second one is made of wood. The houses are planned to be placed at the outskirts of Linköping, Sweden. The focus of this study has been to comparatively assess the environmental impact from the different life cycle phases and the economic costs of the two buildings during a time period of 50 years. Moreover, the thesis also analyze the optimal retrofit strategy for the buildings in order to find the optimal (lowest) life cycle cost. Furthermore, the current literature has conveyed relatively few studies that combine both LCA and LCC methodology for house types that are common in most towns. The result from the LCA indicated that the house with concrete construction had a little less impact in six of the seven studied environmental impact categories compared to the house made of wood. The result differed slightly when the input data were changed. Regarding the LCCA the house made of wood was roughly 20 % more expensive than its concrete counterpart. Changing the input data revealed no difference in the result. With an interest rate of 7,5 % no retrofits were profitable for either building, however reducing the interest rate to half its original value made it cost optimal to increase the floor insulation for the house made of wood. More studies should be conducted to be able to draw general conclusions regarding which construction material that is the most sustainable. This thesis is based on two specific and real cases. The same result could possibly not be expected from other studies comparing buildings with concrete and wood construction.

Purpose: There is a severe housing shortage in Sweden, with a deficiency of schools and preschools. At the same time, carbon dioxide emission is measuring higher than ever and the realization of environmental crisis is clear. The building sector is responsible a high percentage of carbon dioxide emissions. Calculation for the climate impact can be implemented through life cycle assessment (LCA), directives are requested on how to build through an LCA perspective. The study investigates modular buildings that constitute an efficient and flexible way of managing the building shortage. The aim of this research was to get answers from an ecologically sustainable perspective to what provides more advantageous to process modules when the time- limited building permit expires and a module is needed somewhere else, with or without extra isolation. Method: A quantitative methodology was used to accomplish the aim. The climate impact of four different types of lifecycles simulates by using the software Anavitor. Other methods used for data acquisition was document analysis, calculation of specific energy use and transmission loss.   Findings: The results present advantageous choices for stakeholders to pick after the time-limited building permits expire and a new module is demanded at another place. The study shows that less carbon dioxide emission is produced when reusing the module rather than demolish and produce a new module. Energy savings can be made which reduces the total climate impact of the module that are additionally insulated.  Implications: The conclusion the group could deduct was that the production and manufacturing stage has a significant impact on the total climate impact that a renovation and non-manufacturing scenario is always more advantageous. By adding additionell isolation savings on total carbon dioxide emission can be made despite increased material use.   Limitations: The results are limited to a life cycle assessment based on a module’s envelope as the interior and technical equipment is the same for all scenarios. The study was based on a standard module in which the equipment has no effect on the results. The result was initially specific, but with the help of calculation of the breakpoint for independent transport distances, a general validity could be given. / Syfte: I Sverige råder det brist på bostäder, skolor och förskolor, samtidigt uppmäter koldioxidutsläppen högre än någonsin och insikten om ett miljöhot är påtaglig. Byggnadssektorn ansvarar för en stor del av Sveriges koldioxidutsläpp. Beräkning av klimatpåverkan kan utföras genom livscykelanalyser (LCA), däremot efterfrågas direktiv på vad som bör göras vid byggnation kring ett LCA-perspektiv. Undersökningen har genomförts på en modulbyggnad som utgör ett effektivt och flexibelt sätt att hantera byggnadsbristen på. Målet med arbetet var att ur ett ekologiskt hållbart perspektiv få svar på vad som är mer fördelaktigt att behandla moduler på när det tidsbegränsade bygglovet löpt ut och en modul behövs på en annan plats, med eller utan en tilläggsisolering. Metod: För att uppnå målet med studien användes en kvantitativ undersökningsstrategi. Klimatpåverkan för fyra olika typer av livscykler simulerades i mjukvaruprogrammet Anavitor. Andra metoder som används för datainsamling var dokumentanalys, beräkningar av specifik energianvändning och transmissionsförluster genom vägg vid tilläggsisolering. Resultat: Det genererade resultatet presenterar vad som är fördelaktigt att välja efter att det tidsbegränsade bygglovet löpt ut och en ny modul behövs på en annan plats. Studien visar att det genererar mycket mindre koldioxidutsläpp att återanvända modulen än att kassera och bygga ny modul. En energibesparing kan ges som sänker den totala klimatpåverkan för modulerna som tilläggsisoleras. Konsekvenser: Slutsatsen av arbetet är att produktions och tillverkningsstadiet har så pass stor inverkan på den totala klimatpåverkan då utfallet att renovera och spara in på en tillverkningsfas är att föredra. För att göra valet av att tilläggsisolera eller inte krävs en LCA. Den koldioxidökningen som tillkommer på grund av volymökning av en tilläggsisolering får inte överskrida den minskning som genereras av energibesparing. Begränsningar: Studien är avgränsat till livscykelanalys gjord på modulens klimatskal då den invändiga och tekniska utrustningen är densamma för alla utfall, därför kan modulen även tillhöra en annan slags funktion. Resultatet blev till en början specifikt men med hjälp av beräkning av brytpunkt för oberoende transportsträckor kunde en generell giltighet ges.

På senare tid har intresset för och viljan att bygga flerbostadshus i trä ökat och medfört en trend att bygga allt högre hus med stomme av trä. En aktör är Lindbäcks Bygg som bygger flerbostadshusi trä med volymelement och lätt regelstomme. Idag begränsas dock möjligt antal våningar med regelstomme till 6 – 8 våningar. Ett relativt nytt material inom träbyggnadstekniken är korslimmat trä (KL-trä) vars användning gjort det möjligt att bygga högre byggnader i trä. Examensarbetets syfte är att studera olika lösningar för hur Lindbäcks regelstomme kan förstärkas med KL-trä, vilket kan göra det möjligt att bygga allt högre flerbostadshus i trä. Samt att jämföra denna lösning med den idag använda regelstommen utan KL-trä. Studien har avgränsats till att enbart behandla ytterväggar. För att uppskatta rimliga laster på ytterväggar i en flervåningsbyggnad togs en principbyggnad (ihopsatt av ett antal volymelement) fram. I beräkningar tillämpades ett antal olika ytterväggstyper, en med den idag användaregelstommen (referensvägg) samt fem med regelstomme i kombination med KL-skivor i olika tjocklekar. För principbyggnaden kontrollerades genom beräkningar hur högt det är möjligt att bygga vid tillämpning av vardera ytterväggstyp. De olika ytterväggstyperna med KL-trä jämfördes även med referensytterväggen utifrån U-värde samt kostnad. Idag används KL-trä ibland av Lindbäcks och då som stabiliserande väggar. I deras fabriker tillämpas en lösning där KL-träskivorna fälls in mellan syll och hammarband tillsammans med reglarna. Beräkningar har visat att det, för principbyggnaden, med denna lösning är möjligt att bygga maximalt 2 våningar högre jämfört med referensytterväggen, detta för den bästa av ytterväggstypernaförstärkta med KL-trä. Det som begränsar ett högre antal våningar är trycket vinkelrätt fiberriktningen på syllen under KL-skivorna. Beräkningar visar att det finns en potential att med regelstomme förstärkt med KL-trä kunna bygga ännu högre om en annan lösning används där KL-träskivorna placeras på utsidan av syll, hammarband och reglar istället för infälld mellan syll och hammarband. Med denna lösning undviks tryck vinkelrätt fiberriktningen på syll under KL-skivor och KL-skivans kapacitet kan utnyttjas effektivare då normalkraftskapaciteten för själva skivan blir den begränsande faktorn för hur högt det går att bygga. Enligt beräkningar är det, för principbyggnaden, med denna lösning möjligt att bygga uppemot 8 våningar högre än med referensytterväggen. När KL-trä används i stommen ökar energiförlusterna genom väggen, dvs. U-värdet ökar, då reglar med mellanliggande isolering ersätts av KL-trä med sämre värmeledningsförmåga. Enligt beräkningar uppskattas U-värdet öka jmf. med för referensyttervägg, detta med ca. 20 – 40 % beroende på ytterväggstyp. Ökningen kan dock begränsas till ca. 0,4 – 14 % genom införande av ett 45 mm installationsskikt med isolering på väggens insida. Även kostnaden för ytterväggstyper med regelstomme förstärkt med KL-trä uppskattas öka jmf. med uppskattad kostnad för referensyttervägg. Detta med uppskattningsvis 40 – 50 %, vilket till huvudsak är en följd av ökad materialkostnad för KL-skivor som delvis ersätter reglar med mellanliggande isolering. / Today there is an increased interest in building taller buildings with timber. Lindbäcks Bygg is one of companies that uses modular construction with light timber stud frames. However, a problem with light timber frames is that the building height is limited to roughly 6 - 8 stories. A relatively new product in timber engineering is cross laminated timber (CLT) and the use of this product have made it possible to build taller timber buildings. The purpose of this study is to investigate different solutions for how Lindbäcks can strengthen their stud frames by using CLT and thereby build taller buildings. The difference with respect to U-value and cost between the walls strengthened width CLT and the typical stud frame wall, that is used today, is also studied. The study has been limited to exterior walls only. A multi-storey building consisting of several modules/volume elements has been used to estimate reasonable loads on the exterior walls. Different wall types, one with the ordinary stud frame (the reference wall) and five types of stud walls strengthened with different thicknesses of CLT, have been investigated. The maximal number of storeys that can be build, the U-value and the cost were determined by calculations for each of the studied wall types and were compared with the results for the reference wall. Today, Lindbäcks Bygg sometimes uses CLT for stabilizing walls. In their factories, they use a solution in which the CLT-plate is placed between the top and bottom plate together with the studs. According to the calculations it is, with this solution, possible to build up to 2 storeys higher then with the reference wall. The limiting factor for how high it is possible to build, is compression perpendicular to the grain on the bottom plate underneath the CLT-plate. If a solution where the CLT-plate is placed on the outside of the frame (consisting of studs, top and bottom plate) is used instead of between the top and bottom plate does the calculations show that a higher number of storeys is possible. With this solution, the compression perpendicular to the grain underneath the CLT-plate is avoided and the limiting factor is instead the compression strength of the CLT-plate. This means that the CLT can be used more efficiently. Calculations show that it is possible to build up to 8 storeys higher with this solution compared to what is possible with the reference wall. With CLT increases the energy losses through the wall, i.e. increased U-value, since studs with insulation in between is partially replaced with CLT that has worse thermal conductivity. According to the calculations, the U-value is 20 – 40 % higher (depending on the wall type) compared to the reference wall. The increase in U-value can be limited to 0.4 – 14 % by adding an extra layer with 45 mm insulation on the inside of the CLT-plate. The cost for the wall types strengthened with CLT is also higher compared to the estimated cost for the reference wall. The main reason for this is increased cost of materials since the studs with insulation in between is partially replaced with the more expensive CLT, which is an engineered wood product. The increase in cost is estimated to roughly 40 – 50 % of the cost for the reference wall.

Det byggs i trä i Sverige som aldrig förr. Det blir alltmer populärt för varje år som går att ersätta prefabricerade element i betong samt pelare och balkar i stål med element med motsvarande funktion i antingen korslimmat trä eller limträ. Under tidsperioden 2010 till och med 2019 har andelen nyproducerade lägenheter i flerbostadshus, som byggts i trä, ökat med 122 %. Det kommer delvis som en följd att det först 1994 blev tillåtet att bygga flervåningshus i trä när funktionskrav infördes. Vid byggande i trä finns det olika sorters trämaterial att välja mellan, tre av dem är konstruktionsvirke, limträ och korslimmat trä. Konstruktionsvirke är ursågade delar av trädstammar och limträ samt korslimmat trä är sammansatta trämaterial av konstruktionsvirke i form av lameller och lim. Skillnaden mellan limträ och korslimmat trä är att lamellerna, lagren, är lagda i samma riktning i limträ och som namnet antyder, korsvis i korslimmat trä. Limträ har formen av pelare och balkar medan korslimmat trä bildar massiva skivelement. Eftersom trä är ett organiskt material kommer det vid hög temperatur att antända och förbrännas. Syftet med uppsatsen är att undersöka huruvida brandförloppet skiljer sig mellan konstruktionsvirke, limträ och korslimmat trä samt ta reda på om limmet påverkar brandförloppet eller inte i fallen med limträ och korslimmat trä. Uppsatsen är av det kvalitativa slaget, och analyserar därmed redan framtagen information snarare än tillföra egen. Informationen hämtas från intervjuer med personer med för uppsatsen relevanta kompetenser och från litteraturstudier. Eftersom alla tre i uppsatsen analyserade material består av eller är konstruktionsvirke kommer brandförloppen i stora drag vara jämförbara. Lamelleringseffekten i limträ och korslimmat trä kommer göra brandförloppen i de materialen mer gynnsamma. Den stora skillnaden i brandförlopp kommer bero på huruvida det ingående limmet i limträ och korslimmat trä delaminerar vid upphettning. Det finns flera olika sorters lim tillåtna för ändamålet, där vissa sorter delaminerar och andra inte. Uppsatsens slutsats är att materialen som tidigare nämnts i stort genomgår samma brandförlopp och att valet av lim kommer ha påverkan på brandförloppet då eventuell delaminering är ogynnsamt för konstruktionen. / In Sweden, building with wood have never been so popular as now and to exchange prefabricated elements in concrete and pillars and beams in steel with corresponding elements in either cross-laminated timber and or glued-laminated timber becomes increasingly more popular on a yearly basis. During the timeframe from 2010 through 2019 the share of newly produced flats in multi-storey buildings have risen with 122 %. In part, it can be explained by the introduction of function-based design in Sweden 1994, before that, wooden multi-storey buildings were not allowed. When building with wood, there are several wooden materials to choose from, three of which are dimensional lumber, glued-laminated timber, and cross-laminated timber. Dimensional lumber is sawed parts of logs and glued-laminated timber and cross-laminated timber are engineered wood composed by dimensional lumber in form of laminating stock and adhesives. The difference between glued-laminated timber and cross-laminated timber are that the laminating stock, the layers, are oriented the same way in glued-laminating lumber and as the name suggests, crossed, perpendicular to each other in cross-laminated timber. Glued-laminated timber is used as pillars and beams while cross-laminated timber is used as massive wooden panels. Since wood is an organic material, it will ignite and combust at high temperatures. The purpose of the thesis is to examinate whether the fire course differs in dimensional lumber, glued-laminated timber, and cross-laminated timber. The thesis is qualitative, and therefore analyses already researched information rather than providing new. The information is provided by interviews with people with relevant functions according to the thesis and from literary studies. As all three materials analysed in the thesis are composed of or are dimensional lumber the fire course will broadly be comparable, however, the in glued-laminated timber and cross-laminated timber inherent laminating effect will make these materials fire course more advantageous. The main divergence in fire course will depend on whether the in glued-laminated timber and cross-laminated timber inherent adhesive will delaminate when heated or not. There are several different types of adhesives allowed for the purpose where some types will delaminate and other will not when heated. The conclusion of the thesis is that the earlier mentioned materials broadly experience the same fire course, and that the choice of adhesive will have effect on the fire course due to eventual delamination being disadvantageous for the construction. / <p>Betyg 2021-06-04</p>

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.

Increasing awareness of sustainable building materials has led to interest in enhancing the structural performance of engineered wood products. Wood is a sustainable, renewable material, and the increasing use of wood in construction contributes to its sustainability. Multi-layer wooden panels are one type of engineered wood product used in construction. There are various techniques to assemble multi-layer wooden panels into prefabricated, load-bearing construction elements. Assembly techniques considered in the earliest stages of this research work were laminating, nailing, stapling, screwing, stress laminating, doweling, dovetailing, and wood welding. Cross-laminated timber (CLT) was found to offer some advantages over these other techniques. It is cost-effective, not patented, offers freedom of choice regarding the visibility of surfaces, provides the possibility of using different timber quality in the same panel at different points of its thickness, and is the most well-established assembly technique currently used in the industrial market. Building upon that foundational work, the operational capabilities of CLT were further evaluated by creating panels with different layer orientations. The mechanical properties of CLT panels constructed with layers angled in an alternative configuration produced on a modified industrial CLT production line were evaluated. Timber lamellae were adhesively bonded in a single-step press procedure to form CLT panels. Transverse layers were laid at a 45° angle instead of the conventional 90° angle with respect to the longitudinal layers’ 0° angle. Tests were carried out on 40 five-layered CLT panels, each with either a ±45° or a 90° configuration. Half of these panels were evaluated under bending: out-of-plane loading was applied in the principal orientation of the panels via four-point bending. The other twenty were evaluated under compression: an in-plane uniaxial compressive loading was applied in the principal orientation of the panels. Quasi-static loading conditions were used for both in- and out-of-plane testing to determine the extent to which the load-bearing capacity of such panels could be enhanced under the current load case. Modified CLT showed higher stiffness, strength, and fifth-percentile characteristics, values that indicate the load-bearing capacity of these panels as a construction material. Failure modes under in- and out-of-plane loading for each panel type were also assessed. Data from out-of-plane loading were further analysed. A non-contact full-field measurement and analysis technique based on digital image correlation (DIC) was utilised for analysis at global and local scales. DIC evaluation of 100 CLT layers showed that a considerable part of the stiffness of conventional CLT is reduced by the shear resistance of its transverse layers. The presence of heterogeneous features, such as knots, has the desirable effect of reducing the propagation of shear fraction along the layers. These results call into question the current grading criteria in the CLT standard. It is suggested that the lower timber grading limit be adjusted for increased value-yield. The overall experimental results suggest the use of CLT panels with a ±45°-layered configuration for construction. They also motivate the use of alternatively angled layered panels for more construction design freedom, especially in areas that demand shear resistance. In addition, the design possibility that such 45°-configured CLT can carry a given load while using less material than conventional CLT suggests the potential to use such panels in a wider range of structural applications. The results of test production revealed that 45°-configured CLT can be industrially produced without using more material than is required for construction of conventional 90°-configured panels. Based on these results, CLT should be further explored as a suitable product for use in more wooden-panel construction. / <p>External cooperation: Martinson Group AB and Research Institutes of Sweden (RISE)</p>

Ökad användning av byggtekniken massivträ kan ge ett positivt bidrag till hållbart byggande. Utvecklingen inom datornavigerad bearbetning ger massivträ möjligheten att rationalisera byggproduktionen inom trä. Tekniken ligger rätt i tiden och kommer att värderas allt högre då den tillvaratar materialets karaktäristiska egenskaper. Utvecklingen av massivträ har resulterat i teknikvarianter av hur virke kan sammanfogas till solida element. Ett behov har funnits av en marknadsjämförelse mellan befintliga principer där studien förtydligar grundläggande skillnader för intresserade byggaktörer. Problemfrågan för denna studie har varit: vilka principer för sammanfogning av trä till plattelement inom massivträ är mest fördelaktiga? Detta sett utifrån faktorerna produktionskostnad, hållfasthet och ekologiska övervägningar. För att förtydliga den undersökta byggmetodens nytta i ett vidare perspektiv har det presenterats en allmän beskrivning av massivträ. Studien är jämförande och grundar sig på en litteraturstudie samt företagskontakter med 27 företag i 6 länder. Följande tekniker för tillverkning av plattelement i massivträ har behandlats i rapporten:  Limning  Spikning  Klamring  Skruvning  Tvärspänning  Dymling: vertikal-, horisontal- och diagonalgående samt med skruvar i trä  Laskning  Träsvetsning Studien visar att teknikerna inom massivträ skiljer sig åt. Högst bedömning får korslimmat trä (CLT) när det gäller kostnad och hållfasthet. Med hänsyn till ekologin värderas laskat trä högst. Vid en sammanvägning av hållfasthet och ekologi är den skruvformade trädymlingen fördelaktigast. Dessa alternativ ger valfrihet i synlig yta samt ett effektivt resursutnyttjande av lågvärdigare virkeskvalitéer och lämpar sig inom bostadsbyggnation. CLT är mest kostnadseffektivt, inte patentskyddat samt det mest etablerade alternativet på marknaden dock är utvecklingen av ett sunt lim fortfarande under arbete. I pågående forskning finns ett annat alternativ där tekniken träsvetsning visat ge en starkare fog än lim. Ur ekologisk synpunkt är plattelement genomgående i trä är att föredra, då det ger en sund konstruktion i full skala, eftersom inga kemikalier eller lagerresurser används. Forskning har visat att massivträ har en positiv och hälsofrämjande effekt på de boende i motsats till effekterna av icke naturliga material. / The increasing use of solid wood construction methods can have a positive impact on the sustainability of constructions. The development of computer-controlled processing techniques enables the solid wood timber industry to rationalize the construction of buildings. The solid wood techniques come at time and will be higher valued in the future due to the natural characteristics of this material. The improvement of solid wood methods has resulted in various techniques to join wood into solid prefabricated parts. There is a need for a comparative market study of the different principles of solid wood construction to widen the knowledge and to explain interested builders the viability of these techniques. The key question for this study is: Which techniques of combining solid wood elements to whole boards are the most favorable ones concerning wood construction buildings – leaving apart questions of production costs, durability and ecological considerations? To point out the utility of these construction techniques and give them a broader understanding a general study of solid wood construction has been presented. The comparative study is based as well on studies of literature as on reviews of 27 companies in 6 countries. The following techniques for the production of boards made of solid timber elements are considered in this report:  Laminating  Nailing  Stapling  Screwing  Stress laminating  Doweling: vertically, horizontally, diagonally and with wooden screws  Dovetailing techniques  Wood welding techniques The study shows that the techniques of solid wood construction are very different in itself. CLT of cross-laminated timber scores highest in terms of cost and durability, but if one considers ecological factors, dovetailing is best. Taking into account both durability and ecological considerations, doweling is best. These alternatives give some freedom of choice regarding the visibility of surfaces and the efficient use of lower qualities of timber and they are therefore suitable for residential construction buildings. CLT is the most cost-effective, not patented and well established option in the market; the development of more health-friendly adhesives is still going on. Current researches demonstrate an alternative: Wood welding joins the parts better together than gluing them. Considered from the ecological viewpoint, boards made exclusively of wood, are preferable since no chemicals or not renewable resources are used. Recent researches show, that solid wood constructions have positive effects on the health of the residents of these buildings in comparison of buildings using non-natural materials. / <p>ORCID-id: 0000-0001-7091-6696</p>