STABILA HÖGHUS I TRÄ : En analys av infästningars inverkan på accelerationer och utböjningar i ett 15-våningshus av trä

• Main Authors: Blom, Henrik, Thored, Johan
• Format: Others
• Language: Swedish
• Published: Uppsala universitet, Byggteknik 2016
• Subjects: Timber construction; tall timber buildings; CLT; wind loads; accelerations; connections; FEM-Design 3D structure.; Höga träkonstruktioner; accelerationer; deformationer; vindlaster; infästningar; inspänningar; FEM-design 3D structure.
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-296929

In today’s society cities grow increasingly larger, not only on the ground but vertically as well. Utilizing height means taller buildings, which often are large steel- and concrete constructions. Why not construct tall buildings out of timber instead, a material by many believed to be far better from an environmental perspective than steel and concrete? The answer lies in the lack of knowledge regarding tall timber constructions and the stresses they need to withstand. The report was conducted at the construction consulting company Bjerking AB, Uppsala. The focus in this report was to examine accelerations and deformations as an effect of wind loads. The issue at hand was whether the connections between building elements affect the dynamic responses that occur. The chosen model was a 15 storey timber building whose walls and floors consisted mainly of cross laminated timber elements as the load bearing structure. As a large amount of the analyses were complex, the calculations were made in the computer program FEM-Design, which is a finite element program. After performing numerous calculations with different settings, a result emerged. Clear trends could be seen in the connections’ influence on accelerations and deformations. A stiffer connection makes the building more resistant to wind loads. This result has to be considered when constructing tall timber buildings to avoid problems with accelerations and deformations. However, merely adjusting the connections to meet requirements is not sufficient, other measures are also needed. === I dagens samhälle växer sig städer allt större, inte bara till ytan utan även på höjden. För att kunna exploatera på höjden krävs högre hus vilka ofta byggs av stora stål- och betongkonstruktioner. Men varför byggs inte höghus istället av trä som av många anses vara mycket bättre ur bland annat miljösynpunkt? Svaret ligger i kunskapsbristen som finns kring hur höga trähus ska konstrueras för att klara de olika påfrestningarna det utsätts för. Arbetet genomfördes i samarbete med konsultföretaget Bjerking AB, Uppsala. En del av de problemen som finns har undersökts, nämligen accelerationer och deformationer som en effekt av vindlaster. Frågeställningen är huruvida infästningarna och dess inspänningsgrad mellan olika byggnadselement påverkar de statiska respektive dynamiska effekterna som uppstår. Den valda modellen, ett 15-våningar högt trähus, bestod i huvudsak av CLT-element, Cross Laminated Timber, i både väggar och bjälklag som hade till uppgift att föra ner lasterna till grunden. Då analysen är komplex utfördes en stor del av beräkningarna i FEM-Design som är ett avancerat beräkningsprogram. För att säkerställa indata samt komplettera kunskapen inom området utfördes en bakgrundsstudie. Efter utförta beräkningar på den bestämda modellen fastslogs resultatet. En tydlig trend kunde följas vid beaktning av accelerationer och deformationer vid olika värden på inspänningen mellan byggnadselementen. Styvare förband gör byggnaden mer beständig gentemot vindlaster. Ett resultat som måste beaktas för att kunna lösa en del av de problem som uppstår med höga hus i trä. Dock räcker det inte att enbart justera inspänningsgraden för att klara gällande krav och normer, utan ytterligare åtgärder krävs.