Advanced

Horisontell styvhet hos höga träkonstruktioner

Malmkvist, Oliver LU and Sjögren, Philip LU (2019) In TVSM-4000 VBVL01 20191
Structural Mechanics
Department of Construction Sciences
Abstract (Swedish)
Traditionellt sett har höga byggnader uppförts med stomme av antingen betong eller stål. Trä som byggnadsmaterial har däremot använts till största del i mindre hus. I takt med att byggnadstekniker har utvecklats och byggnadssektorn letar efter mer miljövänliga alternativ börjar även höga träkonstruktioner bli mer eftertraktat. Ett problem med dessa konstruktioner är att trä är ett vekare och lättare material jämfört med betong och stål, vilket har lett till problem med svängningar och
horisontalstabilisering.

Syftet med detta arbete är att undersöka hur utformning och placering av horisontalstabiliserande delar påverkar styvheten i höga träkonstruktioner. För att undersöka detta har dels flera olika varianter av ett referenshus och... (More)
Traditionellt sett har höga byggnader uppförts med stomme av antingen betong eller stål. Trä som byggnadsmaterial har däremot använts till största del i mindre hus. I takt med att byggnadstekniker har utvecklats och byggnadssektorn letar efter mer miljövänliga alternativ börjar även höga träkonstruktioner bli mer eftertraktat. Ett problem med dessa konstruktioner är att trä är ett vekare och lättare material jämfört med betong och stål, vilket har lett till problem med svängningar och
horisontalstabilisering.

Syftet med detta arbete är att undersöka hur utformning och placering av horisontalstabiliserande delar påverkar styvheten i höga träkonstruktioner. För att undersöka detta har dels flera olika varianter av ett referenshus och dels några mindre testkonstruktioner använts. Dessa modeller och
testkonstruktioner har belastats och utvärderats genom FEM-analys.

De värden som har tagits fram i de gjorda beräkningarna är horisontell utböjning, använd materialmassa och rotationer i konstruktionen. Särskilt fokus har lagts på horisontella utböjningen med hänsyn till använd materialmassa.

Undersökningen för de mindre testkonstruktionerna visar att den bästa stomstabiliseringsprincipen sett till total horisontell utböjning är då skivor av KL-trä används. Med hänsyn till utböjning i relation till hur mycket materialmassa som används är dock vindkryss ett fördelaktigt val.

För en större byggnad och mer komplex stomme kan det konstateras att en centralt placerad stabiliseringsenhet inuti en byggnad är mest fördelaktigt. Detta ger en jämnare utböjning i de olika vindriktningarna som en byggnad kan utsättas för. Arbetet visar också att placeringen av de
styvaste byggnadsdelarna påverkar rotationen som kan uppstå i en byggnad, vilket kan leda till olika konsekvenser. (Less)
Popular Abstract
Traditionally, high buildings have been built with either concrete or steel. Wood as a building material, however, has mostly been used in smaller buildings. As building techniques have been developed and the construction sector are looking for more eco-friendly alternatives high wooden structures are more sought-after. One problem with these designs is that wood is a weaker and lighter materials compared to concrete and steel, which has led to problems with vibrations and horizontal stabilization.

The aim of this work is to examine how the design and position of horizontally stabilizing units affect the stiffness of tall wooden structures. To investigate this several different variations of a reference building and some other small... (More)
Traditionally, high buildings have been built with either concrete or steel. Wood as a building material, however, has mostly been used in smaller buildings. As building techniques have been developed and the construction sector are looking for more eco-friendly alternatives high wooden structures are more sought-after. One problem with these designs is that wood is a weaker and lighter materials compared to concrete and steel, which has led to problems with vibrations and horizontal stabilization.

The aim of this work is to examine how the design and position of horizontally stabilizing units affect the stiffness of tall wooden structures. To investigate this several different variations of a reference building and some other small test structures are used. These models and test structures have been evaluated by FEM-analysis.

The values that have been obtained in the calculations are the horizontal displacement, used material mass and rotation in the structure. Special focus has been put on the horizontal displacement with consideration to the used material mass.

The analysis of the test structures shows that the best principle for structural stability in terms of the total horizontal displacement is when shear walls made from CLT is used. However, regarding horizontal displacement in relation to how much material that is used the best choice is to use braced frames.

For a larger building and more complex structure, the conclusion can be made that a centrally placed stabilization inside a building is most beneficial. This provides a more even displacement in the various wind directions that a building may be exposed to. The work also shows that the
placement of the stiffest building elements affects the rotation that can occur in a building, which can lead to different consequences. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Malmkvist, Oliver LU and Sjögren, Philip LU
supervisor
organization
alternative title
Inverkan av placering och utformning av horisontalstabiliserande delar
course
VBVL01 20191
year
type
M2 - Bachelor Degree
subject
keywords
Horisontalstabilisering, Horisontell utböjning, Stomstabilisering, Höga träbyggnader, Styvhet
publication/series
TVSM-4000
report number
TVSM-4006
ISSN
0281-6679
language
Swedish
id
8987655
alternative location
http://www.byggmek.lth.se/english/publications/tvsm-4000-thid-5000/
date added to LUP
2020-02-14 08:56:25
date last changed
2020-02-14 08:56:25
@misc{8987655,
  abstract     = {Traditionellt sett har höga byggnader uppförts med stomme av antingen betong eller stål. Trä som byggnadsmaterial har däremot använts till största del i mindre hus. I takt med att byggnadstekniker har utvecklats och byggnadssektorn letar efter mer miljövänliga alternativ börjar även höga träkonstruktioner bli mer eftertraktat. Ett problem med dessa konstruktioner är att trä är ett vekare och lättare material jämfört med betong och stål, vilket har lett till problem med svängningar och
horisontalstabilisering.

Syftet med detta arbete är att undersöka hur utformning och placering av horisontalstabiliserande delar påverkar styvheten i höga träkonstruktioner. För att undersöka detta har dels flera olika varianter av ett referenshus och dels några mindre testkonstruktioner använts. Dessa modeller och
testkonstruktioner har belastats och utvärderats genom FEM-analys.

De värden som har tagits fram i de gjorda beräkningarna är horisontell utböjning, använd materialmassa och rotationer i konstruktionen. Särskilt fokus har lagts på horisontella utböjningen med hänsyn till använd materialmassa.

Undersökningen för de mindre testkonstruktionerna visar att den bästa stomstabiliseringsprincipen sett till total horisontell utböjning är då skivor av KL-trä används. Med hänsyn till utböjning i relation till hur mycket materialmassa som används är dock vindkryss ett fördelaktigt val.

För en större byggnad och mer komplex stomme kan det konstateras att en centralt placerad stabiliseringsenhet inuti en byggnad är mest fördelaktigt. Detta ger en jämnare utböjning i de olika vindriktningarna som en byggnad kan utsättas för. Arbetet visar också att placeringen av de
styvaste byggnadsdelarna påverkar rotationen som kan uppstå i en byggnad, vilket kan leda till olika konsekvenser.},
  author       = {Malmkvist, Oliver and Sjögren, Philip},
  issn         = {0281-6679},
  keyword      = {Horisontalstabilisering,Horisontell utböjning,Stomstabilisering,Höga träbyggnader,Styvhet},
  language     = {swe},
  note         = {Student Paper},
  series       = {TVSM-4000},
  title        = {Horisontell styvhet hos höga träkonstruktioner},
  year         = {2019},
}