En byggnad belastas inte enbart av vertikala krafter utan även horisontella krafter. Horisontella krafter uppstår från exempelvis vindlast, jordbävningslast eller vertikala laster som verkar excentriskt. Vid dimensionering av en byggnad är det mycket viktigt att man konstruerar ett stabiliseringssystem som kan ta hand om dessa krafter. I denna studie undersöks de tre vanligaste metoderna att horisontalstabilisera en byggnad på, nämligen med diagonalstag, momentstyva knutpunkter eller med hjälp av skivverkan. Den byggnad som denna studie utgår ifrån är en stor hallbyggnad, avsedd för fotboll och är belägen i centrala Örnsköldsvik. Hallen är idag stabiliserad mot horisontella krafter dels genom profilerad plåt i taket, så kallad skivverkan, och genom diagonalstag i väggarna. Ofta användas kombinationer av de olika stabiliseringsmetoderna. I denna studie har det undersökts om det möjligt att horisontalstabilisera fotbollshallen med två andra stabiliseringssystem. Det ena systemet bestående av endast diagonalstag och det andra med endast momentstyva knutpunkter. Vidare har det även verifierats att den takplåt som sitter på byggnaden idag kan anses tillräcklig utifrån de dimensioneringskontroller som föreskrivs. De olika systemen jämförs sedan mot varandra med hänsyn till materialåtgång. Efter genomförda beräkningar påvisar resultatet att både ett horisontal-stabiliseringssystem bestående av diagonalstag och av momentstyva knutpunkter är möjligt att utföra i fotbollshallen. Även verifiering av takplåten visar att stabilisering av taket med den befintliga takplåten var tillräcklig. Det ska dock anmärkas att för alternativet med momentstyva knutpunkter krävs det väldigt grova pelardimensioner samt inspänningsbeslag till pelarfötterna i gavelsidan. Det gör att detta alternativ ej blir så praktiskt tillämpbart och därav är det orealistiskt att ett sådant horisontalstabiliseringssystem för just denna byggnad skulle utföras i verkligheten. Alternativet med diagonalstag har den största materialåtgången samt att det krävs väldigt många komponenter vilket gör det till ett komplext system att genomföra. Utifrån materialåtgång blir det mer realistiskt att göra en kombination av dessa system än att använda dem var för sig. I kombinationen används momentstyva knutpunkter längs långsidan och diagonalstag används för att ta krafter mot gavelsidan. Dock blir det mest materialeffektiva stabiliseringssystemet för denna byggnad det befintliga som utgörs av diagonalstag i väggar och styv plåt i taket. Slutsatsen som kan dras i en denna studie är att den mest fördelaktiga metod att horisontalstabilisera denna fotbollshall på är genom den metod som är använd i byggnaden idag. Det vill säga genom skivverkan i taket och diagonalstag i väggar. Att använda de alternativa utformningarna fungerar men innebär större materialåtgång. / A construction is not only exposed for vertical forces, but also horizontal forces occur and must be taken into consideration. Horizontal forces arise from, for example, wind loads, earthquake loads or vertical loads that act eccentrically. When dimensioning a building it is very important that you design a stabilization system that can handle these forces. This study examines the three most common stabilization methods for stabilizing a building against horizontal forces, namely with the use of stabilizing diagonals, rigid connections or through plane elements, also called diaphragmed action. The building that this study is based on is a large hall building located in Örnsköldsvik which is intended for football. The building is today stabilized against horizontal forces partly by corrugated sheet in the ceiling, so called diaphragmed action, and by stabilizing diagonals in the wall. It is common for buildings to use combinations of the various stabilization methods. In this study, we have investigated whether it is possible to horizontally stabilize the football hall with two other stabilization systems. One system consisting of only stabilizing diagonals and the other one with rigid connections only. Additionally, it has also been verified that the corrugated sheet, placed in the ceiling of the building today, can be considered sufficient based on the dimensioning controls that are prescribed. Based on material consumption the different stabilization systems are then compared. When the calculations were done, the result showed that the two options, the one with stabilizing diagonals and the other one with rigid connections, were both possible to execute as a horizontal stabilization system in the football hall. Also, verification of the corrugated sheet in the ceiling shows that stabilization of the ceiling with the existing roof sheet is sufficient. However, it should be noted that for the alternative with rigid connections, very coarse column dimensions and clamping fittings for the column feet are required in the gable side of the building. This means that this alternative does not become so practically applicable and therefore it is not realistic that this stabilization method would be implemented in reality for this particular building. The other alternative, the one with stabilizing diagonals has the largest material consumption and requires a lot of components which makes it a complex system to implement. Based on material consumption, it becomes more realistic to make a combination of these stabilization methods than to use them separately. In the combination, rigid connections are used along the long side and stabilizing diagonals are used to resist the forces against the gable side. But the most material-efficient stabilization system for this building will still be the existing one, consisting of stabilizing diagonals in the walls and a corrugated sheet in the ceiling The conclusion that can be drawn in this study is that the most advantageous method of horizontally stabilizing this football hall is through the method that is used in the building today, by diaphragmed action in the ceiling and stabilizing diagonals in the walls. Using the other two stabilization alternatives for this building works as well, but it results in a larger material consumption.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:umu-196547 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Westman, Rickard, Eklund, Johanna |
| Publisher | Umeå universitet, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0026 seconds