Abstract By using steel in load-bearing structures several opportunities due to its capacity are created, therefor large spans and slender cross-sections can be used. The approach of designing loadbearing structures has been simplified over time thanks to softwares and high-capacity computers. The purpose with this report was to investigate various methods to obtain structural stability in a structural system of steel with FEM-Design. The structure in question has recently been designed using timber construction and is placed in Örnsköldsvik with the size of 330 square meters. The structural stability methods that will be investigated are structural systems with hinged- and rigid columns. Furthermore, the hinged columns are mounted with trusses for stability aspects. Normally, hall buildings receive stability thanks to diaphragm action in the profiled plate mounted to the rafters. In this case, the structural system cannot assume this stabilizing action due to thermal affects. Thus, the structural systems require alternative solutions for obtaining structural stability. In combination with the asymmetric design of the buildingdifficulties may be revealed when modelling the frameworks with steel. The result of this report includes forces and chosen cross-sections for each structural system. Moreover, attachments are presented given by the forces that stresses connecting loadbearing members. Several structural elements were required to obtain global stability of thehinged-supported structure with relatively low utilization. The rigid-supported structure required columns with larger cross-sections that will generate difficulties while mounting attachments unto the foundation. Designed columns regarding each structural system wereselected for a HEA 280 of the rigid- respectively a HEA 200 of the hinged-supported structure. In summary, establishment of a hall building of steel is more advantageous if the structural system can be designed strategically according to optimal function and not according to a predetermined appearance. However, given the conditions set in this project, a hinged-supported structure is a better alternative with respect to construction, economy, and manufacturing. / Sammanfattning Användning av stål i konstruktioner öppnar nya möjligheter tack vare dess egenskaper som tillåter stora spännvidder och slanka tvärsnitt. Beräkningsgången vid dimensionering av stålkonstruktioner har över tid förenklats tack vare de datorstöd som kan användas vid kontroll av bärförmåga och stabilitet. Hallen som detta arbete baserats på har tidigare projekterats med trästomme och är beläget i Örnsköldsvik. Den 330 kvadratmeter stora, asymmetriska maskinhallen har utformats i stål med hjälp av olika metoder för stomstabilisering. I detta projekt har ledat infästa- samt fast inspända pelare jämförts som stomstabiliseringsmetod. Takkonstruktioner i hallbyggnader betraktas vanligtvis som en stabiliserande styv skiva som överför horisontalkrafter i konstruktioner. I detta projekt antogs takkonstruktionen istället vara ett kallt tak som inte uppnår skivverkan. För framtagning av dimensionerande krafter på respektive bärverk användes beräkningsprogrammet FEM-Design. Resultatet av projektet inkluderar utformning, dimensionerande krafter samt valda profiler för respektive stabiliseringsmetod. Vidare redovisas utformade infästningar efter dimensionerande krafter som beräknats vid datorberäkningarna. Av de förutsättningar som gavs i detta projekt visade det sig att flertalet stabiliserande stag respektive stora pelardimensioner krävdes för att uppnå en stabil och hållfast konstruktion som gestaltar det ursprungliga utförandet vid betraktande av de båda bärverken. En överslagsberäkning visar att det fast inspända bärverket erhöll en vikt 3,3 ton tyngre än det ledat infästa bärverket. Stora delar av viktpåslaget hade sin grund i att pelardimensioner valdes till HEA 280 som fast inspänd samt HEA 200 som ledat infäst. Slutsatsen kan sammanfattas i att användningen av stål är mer fördelaktigt när bärverket kan utformas strategiskt efter optimal funktion och inte efter ett förutbestämt, komplext utseende. Men, givet de förutsättningar som ställts i detta projekt blev följden att ett ledat infäst bärverk är ett bättre alternativ med avseende på konstruktion, tillverkning och ekonomi.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:umu-182350 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Larsson, Niclas |
| Publisher | Umeå universitet, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0015 seconds