Vid konstruktion av utomhusställverk behöver laster beräknas för dimensionering av fundament, stativ och grundbultar. Dessa beräkningar är tidskrävande och kräver god kunskap i standarder för ställverk. Utvecklandet av ett Exceldokument som beräknar krafterna som verkar på fundament, stativet och grundbultar, samt en ställverksmall med tillhörande stålritningar underlättar och försnabbar arbetet.  Beroende på vilken nätspänning ställverket är konstruerat för, förändras säkerhetsavståndet mellan apparater och till marken. Därför behövs det olika mallar för olika spänningar. Apparaterna som används blir tyngre och större vid högre spänningar därför måste stålet dimensioneras därefter. Dessa mallar är gjorda i Solidworks och består av sammanställning med alla stativ och apparater, samt en fundamentplan som alla delar är parade med för att enkelt kunna ändra utformningen av ställverket.  Standarder för mekanisk dimensionering av ställverkskonstruktion har följts för att göra ett exceldokument som beräknar dimensionerande laster på ställverkets stativ och fundament.  Genom att ange mått från ställverksritningen och teknisk information från beställaren i Exceldokumentet så beräknas böjspänning och vridskjuvspänning i stativen, normal- och skjuvspänning i bultar och hålkantstryck på fotplåten.  Exceldokumentet förväntas spara ca 12 timmar vid beräkning av spänningar i stativ och fundament. För ställverksmallen är förhoppningen att spara ca 80 timmar.  På grund av tidsbrist slutfördes endast en utav de nio påtänkta mallarna. Exceldokumentet skulle kunna vidareutvecklas till att beräkna vindlast på stativen och kortslutningskrafter men med minimal tidsbesparing. / During the construction of outdoor substation, loads need to be calculated to design the foundations, frames, and anchor bolts. These calculations are time-consuming and require a good understanding of standards for substations. The development of an Excel document that calculates the forces acting on the foundations, frames, and anchor bolts, along with a substation template and associated steel drawings, facilitates and speeds up the work. Depending on the voltage for which the substation is designed, the safety clearance between the equipment and the ground changes. Therefore, different templates are needed for different voltages. The equipment used becomes heavier and larger at higher voltages, so the steel must be dimensioned accordingly. These templates are created in Solidworks and consist of an assembly of all frames and equipment, as well as a foundation plan where all parts are paired to easily modify the design of the substation. Standards for the mechanical design of substation structures have been followed to create an Excel document that calculates the design loads on the substation frames and foundations. By entering some measurements from the substation drawings and some technical information from the client into the Excel document, the bending stress and shear stress in the frames, normal and shear stress in the bolts, and edge pressure on the base plate are calculated. The Excel document is expected to save approximately 12 hours when calculating stresses in the frames and foundations. For the substation template, the hope is to save around 80 hours. Due to time constraints, only one out of the planned nine templates was completed. The Excel document could be further developed to calculate wind loads on the frames and short-circuit forces, but with minimal time savings. / <p>Betygsdatum 2023-06-07</p>

Purpose: The horizontal stabilization of a building is of great importance in the design of its structural system. Insufficient counteraction of horizontal loads can lead to problems where columns and beams deflect more than the allowable margins. One common horizontal load arises from wind hitting an exterior wall. In this study, four bracing types were analyzed using software to evaluate and compare them, taking various factors into account. The building upon which the study is based is an industrial four-story structure located in Västerås. The building is designed with hinged column bases, which require a stabilization system to maintain its stability. This study aimed to determine the optimal solution for the stabilization system by comparing multiple proposals (X, V, inverted V, and diagonal) considering all factors that significantly influence stabilization. The different proposals were compared in terms of material usage, horizontal displacement, and the number of spans required for steel bracing. Method: Hand calculations were used in this report to design various structural components such as columns, beams, and bracing, which were compared with FEM (Finite Element Method) designs. Additionally, different perspectives were considered within the relevant subject framework, including steel properties, general loads, characteristics, and descriptions of the examined models. Results: After conducting the calculations, it was found that the optimal number of spans required for bracing the industrial steel structure was 32 diagonal braces, placed in the outermost bays on all sides of the building at each floor. This proposal resulted in reduced material usage with a secure horizontal displacement, ensuring stability and durability of the building. Conclusions: In conclusion, this report provides a deep understanding of the importance of stability in buildings, especially when it comes to the safety of occupants and the structural integrity of the building. Proposal 1 has likely met the requirements based on all the calculations and analyzed models that have been conducted, and therefore, diagonal bracing has been chosen as the optimized solution.

Efterfrågan på höga byggnader ökar i städerna och eftersom hållbarhet är ett viktigt ämne i samhället har intresset för och användandet av trä i höga byggnader ökat de senaste åren. Träbyggnaders flexibilitet och låga vikt gör att svängningar orsakade av horisontella dynamiska vindlaster i bruksgränstillståndet kan uppfattas som störande av personer som vistas i byggnaden och därav bli styrande för dimensioneringen av byggnaden. I detta examensarbete studeras en hybridlösning som använder sig av en vertikalt bärande och horisontellt stabiliserande kärna av KL-trä samt byggs upp med lätta prefabricerade volymelement. Syftet med arbetet är att ta fram en lämplig uppbyggnad och studera dess dynamiska egenskaper samt studera hur förändringar av kärnans parametrar och uppbyggnad påverkar de dynamiska egenskaperna. Målet är att erhålla svar på maximalt antal våningar för respektive alternativ uppbyggnad samt utöka förståelsen på kärnans inverkan på byggnadens dynamiska respons. Byggnaden modelleras upp enligt fyra olika huvudstrukturer där Struktur 1 är byggnadens grundmodell enligt dess enklaste uppbyggnad, inom Struktur 2 varierar KL-träkärnans väggtjocklek, inom Struktur 3 varierar KL-träkärnans storlek och inom Struktur 4 adderas horisontalstabiliserande väggar till KL-träkärnan. I alla modeller antas volymelementen ej bidra till byggnadens globala stabilitet och därför modelleras de in som massor. De olika strukturerna modelleras upp i FEM-programvaran Robot Structural Analysis där en modalanalys utförs för att erhålla byggnadens egenfrekvenser och svängningsmoder. Därefter beräknas toppaccelerationen hos svängningarna, orsakade av dynamisk vind, på golvbjälklaget i byggnadens översta våning ut för hand för att jämföras mot komfortkrav i ISO 10137. Resultaten visar att byggnaden generellt sett har låga egenfrekvenser vilket beror på en förhållandevis hög massa och relativt låg styvhet hos strukturen. Struktur kan uppföras till 20 våningar under de förhållanden som använts i beräkningarna. Förändringar i kärnans tjocklek förstyvar byggnaden något vilket gör att Struktur 2 bör kunna uppföras ett par våningar högre. Förändringar i kärnans storlek visar sig ha en relativt stor påverkan på byggnadens styvhet och därför kan Struktur 3 uppföras till 24 våningar då kärnan är 25 % större i alla riktningar. För Struktur 1, 2 och 3 sker svängning först i y-led, sedan i x-led och sist som vridning kring z-axeln. För Struktur 4 visar sig styvheten påverkas mycket av att stabiliserande väggar adderas till kärnan, dock kan även svängningsriktningar för första och andra svängningsmod förändras och det bör kontrolleras så att problem med vridningssvängningar inte uppkommer. Om stabiliserande väggar läggs till i y-riktning, x-riktning samt del av fasad kan Struktur 4 uppföras hela 28 våningar, med förhållandevis god marginal. Som förslag på fortsatt arbete bör en statisk dimensionering utföras för att vidare utreda om uppbyggnaden är lämplig vad gäller bland annat tvärsnittstorlekar och infästningar. Dessutom bör det undersökas om och hur volymelementens styvhet kan användas för att bidra till strukturens globala stabilitet. Då kärnans storlek har en stor påverkan på byggnadens styvhet bör det utredas ifall lämpliga planlösningar kan arbetas fram med större eller till och med dubbel kärna för att sedan utföra en dynamisk dimensionering på strukturen. Då planlösningen enligt denna och andra studier bedöms ha potential för att bygga högt, vore en jämförelse av olika planlösningar intressant där förslagsvis byggnadens yttermått och form samt placering och antal stabiliserande KL-träkärnor varierar. / The demand on high-rise buildings grows in the cities and since sustainability is an important matter in today’s society, the interest for high-rise timber buildings has grown the past years. The flexibility and weight of timber buildings makes wind-induced vibrations in serviceability limit state an issue that can be deciding for the design of the building since people can find the vibrations disturbing. In this study, a building which uses a vertically load-bearing and horizontally stabilising CLT core and is built-up with light prefabricated volume elements. The objective of this study is to produce a suitable structure and study its dynamic properties and how changes of the core’s parameters and design may change the dynamic properties of the building. The goal is to find the maximum number of floors that can be built for each alternative structure and to expand the knowledge on how the CLT core impacts the dynamic response of the building. The building is modelled by four different main structures where Structure 1 is the building’s basic and most simple model, within Structure 2 the CLT core’s wall thickness varies, within Structure 3 the CLT core’s size varies and within Structure 4 horizontally stabilising walls are added to the core. In all of the models, the volume elements are assumed not to contribute to the global horizontal stability of the building which is why they are modelled as masses. The different structures are modelled into the FEM software Robot Structural Analysis where a modal analysis is being carried out to find the building’s natural eigenfrequencies and modes of vibrations. Subsequently, the top acceleration of the wind-induced vibrations is calculated on the floor slab of the top floor by hand to be compared to comfort limits in ISO 10137. The results show that the building has low eigenfrequencies in general, which is due to the structure’s relatively high mass and low stiffness. Structure 1 can be built up to 20 floors under the conditions used in the calculations. Changes of the core’s wall thickness stiffen the building which means that Structure 2 should be able to build a couple of floors higher. Changes in the size of the core have a relatively large impact on the rigidity of the building and therefore Structure 3 can be built up to 24 floors when the core is 25 % larger in all directions. For Structure 1, 2 and 3, swaying occurs first in the y-direction, second in the x-direction and third as twist around the z-axis. For Structure 4, the rigidity is greatly influenced when stabilising walls are added to the core. However, the direction of the first and second modes of vibration can change and it should be verified that problems with twisting oscillation does not occur. If stabilising walls are added in the y-direction, x-direction and part of the façade, Structure 4 can be built up to 28 floors with a relatively good margin. As a proposal for further work, a static design should be performed to further investigate whether the structure is suitable for e.g. cross-sectional sizes and connections. It should also be examined if and how the rigidity of the volumes can be used to contribute to the global stability of the structure. As the size of the core has a major impact on the rigidity of the building, it should be investigated if a suitable floor layout can be arranged with larger or even double cores and then perform a dynamic design on the structure. As the floor layout, according to this and other studies, is considered to have great potential when building high, a comparison of different floor plans would be interesting where e.g. the external dimensions and shape of the building, as well as the placement of the CLT core and number of cores can vary.

Antal installerade solcellsanläggningar har ökat drastiskt de senaste åren i Sverige, och utsikten för ökad mängd solel i Sverige är mycket god, med prognoser på kraftig tillväxt av installerade solcellsanläggningar de kommande åren. Detta med bakgrund att utvecklingen av solcellspaneler har gjort att priset har sjunkit, samt politiska beslut har gjort det lönsamt att investera i solcellsanläggningar i Sverige. Dessa förutsättningar har lagt grunden för en ny växande bransch, solcellsinstallationer. Risken vid en ny och snabbt växande bransch är att kunskapen inom ämnet för de som är verksamma inom branschen kan vara bristfällig samt oseriösa företag kan lockas av att tjäna snabba pengar på en lukrativ marknad. Efter en omfattande litteraturstudie visades att någon större kvalitésundersökning av solcellsinstallationer i Sverige, med avseende på hållfasthet ej har gjorts tidigare. Detta motiverade att denna undersökning var av hög relevans. Syftet med denna studie var att ta reda på om solcellsanläggningar monteras tillräckligt hållfast i Gävle-Dalaregionen med avseende på snö- och vindlast. Fjorton anläggningar har besökts för att samla in data. Data har sedan utvärderats i tre kategorier per anläggning. För att en anläggning skall bedömas som en godkänd skall alla dessa tre kategorier vara godkända. Bedömningen av solcellsanläggningarna gjordes i de tre kategorierna: 1. montagesystemets antal infästningar, 2. mått mellan infästningarna, 3. placering av solcellspanelerna i förhållande till montagesystemet. Resultatet visade att ingen av dessa anläggningar var godkända i samtliga tre kategorier. Vissa anläggningar var godkända i två av tre kategorier, medan två anläggningar var ej godkänd i någon kategori. Vid en summering av bedömningsresultatet för alla anläggningar i de tre montagekategorierna, visades att ca 20% ej gick att fastställa (pga. bristande information) ca 40% var godkända och ca 40% var ej godkända. Bedömningar har gjorts utifrån beräkningsprogram och anvisningar tillhandahållna av tillverkarna av de montagesystem och solcellspaneler som har använts i anläggningarna. Att ingen anläggning var godkänd i samtliga tre kategorier som undersöktes indikerar att solcellsmontage på tegeltak byggs ej tillräckligt hållfast i Gävle-Dalaregionen. Detta kan dock inte generaliseras för solcellsanläggningar på tegeltak i hela Sverige då mängden undersökta anläggningar var relativt liten och endast fördelade på två län i landet. Då det antas att installatörer avser att bygga korrekta anläggningar visar denna studie att kunskap om solcellsmontage med avseende på hållfasthet är bristfällig. Detta kan vara en följd av den stora efterfrågan på solcellsinstallationer, som kan medföra att stort fokus ligger på att installera anläggningar snabbt, och inhämtning av kunskap ej blir prioriterat. / The number of installed PV-systems (Photovoltaic systems) has increased rapidly in Sweden the last years, and the forecast for even more installations shows an increase for the coming years. Due to the price for PV-panels har dropped and political decisions for subventions of PV-systems has made it more profitable to invest in PV-installations in Sweden. These reasons have paved the road for a new growing branch, PV-installations. The risk of a new profitable, fast growing branch is that there might be short of knowledge for new installers, and the possibility that dishonest companies just want to take the advantage of the situation to make quick money, which can lead to installations poorly made.   After a search of published literature in strength of mounting for PV-panels there the result was that this is a rather unexplored subject, which motivated this investigation.   The aim of this study was to find out if PV-panels on tiled roofs were installed correct due to the snow load and wind load in the region Dalarna and Gävleborg in Sweden.   Fourteen PV-systems has been studied and evaluated. When the evaluation of the PV-systems were made the following criteria were considered: number of fixing attached to the roof of the mounting, distance between mounting fixings and how the PV-panels were installed relative the construction of the mounting. A PV-system had to be installed correctly for all three criterias to be considered approved. The result of this work shows that none of the evaluated systems were installed correctly. Some systems were approved in two of the criteria, while two systems were not approved in any of the criteria. The evaluation was made due to calculation programs and instructions from the manufacturers of mounting and PV-panels.   The fact that none of the PV-systems were approved for all three criteria implies that the installations of PV-systems are not made strong enough. This result is not stated for all installations in Sweden because the number of studied PV-systems were not big enough, and the area of the studied installations were rather small. Basis of snow load and wind load variates quite much in Sweden depending on region. It is assumed that designers and constructors attempt to install PV-systems correct, therefor shows this work that there’s a lack of knowledge for construct installations strong enough. This may be a result of the fast increase of PV-installations, where the priority lays in installing many PV-systems, not in education and search of knowledge.

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.

Vi har valt att undersöka vilka möjligheter och eventuella risker det finns att bygga högt i Stockholm. Undersökningen utgick på att jämföra olika byggtekniska lösningar för stomsystem. Hur tar stomsystemen hand om vertikala och horisontella laster? Vilket stomsystemen är lämpligast vid en viss höjd? Dessa är några av de frågor som besvaras i arbetet. De vertikala och horisontella lasterna är de faktorer som främst försvårar höghusbyggandet. Med en större belastning av laster ju högre det byggs måste stomsystemen dimensioneras med allt större noggrannhet för att lasterna ska nedföras till grundläggningen på ett säkert sätt. Stomsystemen måste även dimensioneras för de svajningar och stabilitetsproblem som uppstår av de transversella lasterna. Genom inläsning av litteratur och intervjuer angående ämnet så har vi kommit fram till att den största orsaken att det finns så få höghus i Sverige beror på den politiska inställningen i landet och efter Turning Torsos kostnad dubblerades så har många dragit sig undan höghusprojekt. Byggtekniskt har vi i Sverige erfarenheter att bygga upp till 100-150m. / We have in this thesis decided to examine the possibilities and the possible hazards of high-rise buildings in Stockholm. We compared the different structural systems to determine how the systems handle the vertical and transversal loads and which system is to recommend to a certain height. The vertical and transversal loads are the main factors that make high-rise buildings harder to dimension than normal buildings. The higher the building is the more vertical and transversal loads that needs to be accounted in the dimensioning of the structural systems. This needs to be done accurately to secure the safety of the building. The sway and stability problems that occurs from the transversal loads need to be taking into account when designing the structural system. By reading literature and conducting interviews about the subject we can come to the conclusion that the reason why Sweden is behind with recent high-rise development is because of political reasons rather than lack of knowledge. We in Sweden have the experience to successfully build high-rise buildings up to 100-150m.