The construction industry is moving towards an increasingly industrial production and one step towards this is to use prefabricated rebar cages. A new concept is being tested where tied rebar cages are produced on the construction site by industrial robots. The industrial robots produce the rebar cages based on a geometric model and when finished they are lifted to the casting site with the help of a crane. In order for this concept to become an efficient process, it must already be possible to evaluate the stability of the rebar cages in the early design phase to be able to efficiently determine whether it is possible to lift the rebar cages to the casting site after production. The scope of this thesis is to investigate what is required to create a numerical model with help of data from a geometric model in an efficient way in order to determine whether a rebar cage can be lifted. This thesis is limited to one specific rebar cage that has already been created in the CADprogram Tekla Structures by the contractor Skanska Sweden AB. The process of what is required when creating a numerical model with data from a geometric model is limited between the analysis software LUSAS Bridge and the CAD software Tekla Structures. To be able to determine what is required in order to create a numerical model with data from a geometric model in the analysis software LUSAS Bridge in an efficient way a survey was performed. The survey includes the necessary steps to create a numerical model of a tied rebar cage from a geometric model and the problems that occurs along the way to get an efficient process. In order to determine if the geometric model of the rebar cage is liftable a linear analysis was created in the analysis software LUSAS Bridge. The analysis was created with data from the geometric model created in Tekla Structures and with experimental results from a study where tied connection strength and stiffness were evaluated. The analysis was created to simulate a rebar cage for a bridge foundation in scale 1:2 that is lifted in four lifting points. The lifting points in this analysis is modeled as supports while the rebar cage is subjected to an acceleration force to simulate a lift. The analysis is performed in two parts, first when the tied connections have full stiffness capacity and the second part when the stiffness is decreased to be able to evaluate what happens to the stability of the rebar cage. In order to determine if the rebar cage is liftable two conditions are looked at, (1) stress in rebars and (2) forces in the joint elements. The results from the study show that in order to create a numerical model of a tied rebar cage in an efficient way some improvements must be done in the analysis software LUSAS Bridge. The most time-consuming process when creating a numerical model of a tied rebar cage are the connections. In order to create these tied connections in an efficient way some new functions must be created in LUSAS Bridge where the software can generate different types of tied connections. The results from the analysis show that the stress in the rebars at the lifting points is the criterion that is most critical when the rebar cage is lifted. The maximum stress reached 356 MPa with the utilization rate of 81,9% when the connection stiffness has full capacity. When the connection stiffness was adjusted, it was also shown here that the stress was the criterion that is most critical. The analysis for 50% connection stiffness capacity showed a maximum stress of 402 MPa with the utilization rate of 92,4%, this shows an increase of 10,5% of the utilization rate when the IV connection stiffness is decreased with 50%. Based on these results, it can be stated that the rebar cage can be lifted if four lifting points are used. It can also be seen from the results that the stiffness in the connections has a very small impact on the behavior of the cage and therefore the placement of the rebars contributes more to the stability. / Byggindustrin går mot ett allt mer industriellt byggande och ett steg på vägen är att använda sig av prefabricerade armeringskorgar. Ett nytt koncept håller på att undersökas där man vill framställa najade armeringskorgar på byggarbetsplatsen med hjälp av industrirobotar. Industrirobotarna bygger armeringskorgarna utifrån en geometrisk modell för att sedan lyftas till gjutplatsen med hjälp av en kran. För att detta koncept ska bli en effektiv process måste man redan i projekteringsfasen kunna utvärdera armeringskorgarnas lyftbarhet för att kunna avgöra om det går att lyfta armeringskorgarna till gjutplatsen efter att de är färdigmonterade. Examensarbetets syfte är att undersöka vad som krävs för att ska skapa en numerisk modell med hjälp av data från en geometrisk modell på ett effektivt sätt för att sedan kunna avgöra om en armeringskorg går att lyfta. Denna studie är avgränsad till enbart en typ av armeringskorg som redan är skapad i CADprogrammet Tekla Structures av entreprenören Skanska Sverige AB. Processen som krävs för att skapa en numerisk modell med hjälp av en geometrisk modell är begränsad till analysprogrammet LUSAS Bridge och CAD-programmet Tekla Structures. För att kunna avgöra vad som krävs för att skapa en numerisk modell med hjälp av en geometrisk modell i analysprogrammet LUSAS Bridge utfördes en kartläggning. Kartläggningen omfattar de steg som krävs för att skapa en numerisk modell av en najad armeringskorg från en geometrisk modell och de svårigheter som finns längs vägen. För att kunna avgöra om den geometriska modellen av armeringskorgen är lyftbar skapades en linjär Finita Element Analys i analysprogrammet LUSAS Bridge. Analysen är skapad med hjälp av data från den geometriska modellen från Tekla Structures samt testresultat från en tidigare studie där man har provat hållfastheten och styvheten hos najade knutpunkter. Analysen är skapad för att efterlikna en armeringskorg till ett brofundament i skala 1:2 som lyfts i fyra punkter. Lyftpunkterna i denna analys är simulerade som stöd medan armeringskorgen utsätts för en accelerationskraft för att efterlikna ett lyft. Analysen utförs i två delar, en när de najade knutpunkterna har full styvhet och den andra när styvhet för knutpunkterna minskar. Detta för att se hur styvheten i knutpunkterna påverkar stabiliteten i armeringskorgen. Armeringskorgens lyftbarhet bedöms av två olika kriterier (1) spänning i armeringsjärnen och (2) krafter i knutpunkterna. Resultaten från studien visar att för att kunna skapa en numeriskmodell av en najad armeringskorg på ett effektivt sätt måste en del förbättringar göras i analysprogrammet LUSAS Bridge. Den process som är mest tidskrävande är när man skapar de najade knutpunkterna för armeringskorgen. För att det ska gå att genomföra detta på ett effektivt sätt måste en ny funktion skapas i LUSAS Bridge där programmet kan generera olika typer av knutpunkter automatiskt. Resultaten från analysen visade att spänningen av armeringsjärnen vid lyftpunkterna är det kriterium som är mest kritisk när armeringskorgen utsätts för lyft. Den maximala spänningen uppgick till 356 MPa med en utnyttjandegrad på 81,9% för armeringskorgen med full styvhet. När styvheten justerades visades det även här att spänningen är det kriterium som är mest kritiskt. Analysen för 50% styvhet visade en maximal spänning på 402 MPa med en utnyttjande grad på 92,4%, detta visar en ökning på 10,5% av utnyttjandegraden när styvheten halveras. VI Utifrån dessa resultat kan man konstatera att armeringskorgen går att lyfta om man använder fyra lyftpunkter. Man kan även utifrån resultaten se att en minskning av styvheten i knutpunkterna har en liten påverkar på armeringskorgens lyftbarhet och istället är det placeringen av armeringsjärnen som har störst betydelse.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:ltu-84326 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Pettersson, Markus, Larsson, Andreas |
| Publisher | Luleå tekniska universitet, Institutionen för samhällsbyggnad och naturresurser, Luleå tekniska universitet, Institutionen för samhällsbyggnad och naturresurser |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0034 seconds