Search

Tunnels and anthropogenic underground cavities are a very natural part of our everyday modern life. Especially in larger cities such as Stockholm where the infrastructure reaches far above ground level as well as deep below the surface. Metro, commuter train, cars along with many other ways of transportation have been moved below the surface the last century. Before then there were neither the technology nor the knowledge of how tunnels and underground cavities should be constructed so that the safety is not neglected. Several different forces are present in the bedrock below us, such as the weight of the overlying rock/strata and stresses due to tectonic, thermal, or hydrostatic forces among other. Knowledge of these forces and stresses are essential so that you will not get a piece of rock falling on your head on your way home from work with the metro. In most of the cases the roof of tunnels or underground cavities are shaped like an arch, and the stability of these arches depends on several aspects. At excavation of rock, there are natural arches in the bedrock. However, the stability of these arches depends on stresses, amount of overlying rock and the presence of rock joints and fractures (amount, directions and the characteristics of rock joints and fractures are important). These among other aspects determine the stability and the size of the arch. The natural arch in a manmade underground cavity or tunnel is seldom sufficient for it to be safe enough for humans to be in. There is a need for reinforcement of different kinds, where rock bolting is one of the most common. This bachelor’s thesis used a model to simulate arches in tunnels and cavities. The model which simulated an arch was an uplifted box (820x820x250 mm) with railroad macadam, pressure gauges and systematically placed bolts (threaded rods with nuts and washers at each end). The bottom part of the uplifted box could be removed. With a torque wrench the macadam was subjected to different torques, and the bolts were then removed according to a pattern to see at which torques and stresses the model held. The purpose of the thesis was to develop a refined method for bolt model so that controlled experiments could be done. The purpose was as well to determine how important the stresses in the rock is for the span of the arch. The thesis should also function as an instruction for future experiments at the university. According to the results of the experiments, both lower stresses and higher stresses gave rise to a large arch span. In many cases, an even stress distribution in the model resulted in a greater arch span, but in some cases not. More experiments would have to be done to reach a reliable result. Therefore, there is great potential for other students to continue these experiments. Tunnlar och bergrum är i modern tid så vanliga att många knappt märker att en befinner sig i ett bergrum i sin vardag. Inte minst i större städer såsom Stockholm där infrastrukturen sträcker sig högt över markytan såväl som långt ner i berggrunden. Tunnelbana, biltrafik, tågtrafik är några transportsätt som ofta har förflyttats under jord det senaste århundradet. Innan dess fanns varken tekniken eller kunskapen om hur tunnlar och bergrum ska konstrueras för att säkerheten ska vara tillräckligt hög. I berget under oss finns det flera krafter som verkar, däribland vikten från ovanliggande berg, spänningar av tektoniska, termala eller hydrostatiska ursprung. Kunskap om dessa spänningar är väsentliga för att du inte ska få ett bergblock i huvudet när åker hem från jobbet med tunnelbanan. I de allra flesta fall har bergrummet eller tunneln ett tak format som ett valv, och stabiliteten av dessa valv beror på flera aspekter. När berguttag sker finns det en naturlig valvverkan som existerar i berget. Höga spänningar, mängden överliggande berg och förekomsten av sprickor (mängd, riktningar och egenskaper hos sprickorna) är några faktorer som påverkar stabiliteten av valvet och hur stort valvet kan vara. Den naturliga valvverkan i en antropogen tunnel är sällan tillräcklig för att valvet ska hålla och vara säkert för människor ska vistas i. Det krävs bergförstärkning av olika typer, där bultförstärkning är vanligt förekommande. Arbetet gick ut på att simulera valv i berg med hjälp av en modell. Modellen efterliknar ett tunneltak och består av en upphöjd låda (820x820x250mm) med järnvägsmakadam, systematiskt placerade bultar (stänger med bricka och mutter i varje ände) och tryckmätare. Lådan har en avtagbar botten. Experimentet gick ut på att spänna upp makadammet med olika vridmoment, och se vid vilka moment det håller när bultarna succesivt tas bort i en viss ordning. Syftet med arbetet var att ta fram en förfinad metodik för bultmodell så att kontrollerade försök kan genomföras samt fastställa spänningars betydelse för spännvidd av valv. Uppsatsen ska även kunna användas som instruktion för framtida försök vid universitetet. Resultatet visade att en stor spännvidd uppstod vid både höga och låga spänningar. En jämnare spänningsfördelning gav i flera fall en större spännvidd, men i andra fall inte. Fler försök hade behövt göras för att säkerställa ett pålitligt resultat och det finns därmed stor potential att bygga vidare på experimenten som gjorts.

Examensarbetet behandlar trä som byggnadsmaterial. I arbetet ingår en rapport med förklarande illustrationer samt framtagning av programhandlingar för ett bostadsprojekt. Byggbranschen står idag för en hög miljöbelastning där den största bidragande faktorn är materialproduktionen. Trots att trä är det enda koldioxidneutrala konstruktionsmaterialet byggs få flerbostadshus med trä som bärande stomme. Det råder brist på kunskap och erfarenhet inom träbyggnadsteknik av anledningen att en tidigare lagstiftning förbjöd byggnader över två våningar med trästomme. Studien har fördjupat sig i möjligheterna när det gäller lång spännvidd, konstruktionshöjd och arkitektonisk karaktär men även kraven för ljud och brand har styrt utformningen. Till en början förväntades trä ge upphov till en del begränsningar, främst gällande brand och akustik, men dessa kan till stor del lösas genom kompletteringar och noggrann projektering. Trä har många positiva egenskaper som hög hållfasthet, bra bärförmåga vid brand, bra värmeisoleringsförmåga samt att det ger ett bra inomhusklimat, vilket kan nyttjas i en byggnad. Fastigheten som valdes för projektet ligger i Rosenlundsparken på Södermalm i Stockholm. På platsen var det gynnsamt att bygga i trä på grund av bland annat dåliga markförhållanden. Studien har resulterat i en byggnad på 9 våningar, där den bärande stommen är helt utförd i trä. Stommen är uppbyggd av pelarbalksystem i entréplan och KL-trä på de resterande våningarna. Ett ribb-bjälklag har använts, som är en kombination av KL-trä och limträ. Resultatet visade att om tjocka bjälklag implementeras kan flerbostadshus med långa spännvidder uppföras, med en högre byggnadshöjd som följd. Långa spännvidder ger en frihet när det gäller att utforma planlösningar. Trä är ett flexibelt material vilket ger möjlighet till frihet i form. Träets naturliga karaktär ger en positiv effekt på människor och är estetiskt tilltalande. Byggnaden har böjda former vilket bidrar med kontrast till det befintliga stadsrummet. Fasaden är utförd i trä och även interiört är det synligt trä i stor utsträckning. The thesis is about wood as a building material. The work contains a report with explanatory illustrations and a project planning document for a residential. The building sector has a big impact on the climate, where the biggest contribution is the manufacturing of materials. Wood is the only material that is carbon oxide neutral, but still a small amount of the high apartment buildings is constructed with a wooden frame. The reason behind this is that a former law prevented wooden buildings higher than two floors and therefore there is a lack of knowledge and experience regarding wooden building technique. Wood has many positive qualities, which can be of advantage in a building. Such as a good load bearing capacity during a fire, good strength, good thermal conductivity, and it provides a healthy internal climate. There are also limitations with wooden constructions regarding fire and sound, but this can often be solved with supplements and thorough planning. This study examined the possibilities regarding span, height, and architecture. Additionally, sound- and fire conditions had an impact on the design. The project resulted in a long free span in consequent of a thick slab and therefore the building height increases. The property that was chosen for the project is located to Rosenlundsparken at Södermalm in Stockholm. The condition of the ground was not optimal to build on, because it consists of clay. But an advantage with a wooden construction it that it is light, which reduces the land work. This study resulted in a 9-floor high building where the frame is completely in wood. The frame is constructed with a column and beam system in the entrance floor and CLT walls on the other floors. A ribbed slab was chosen, which is a combination of CLT and glulam. The result showed that if thick slabs are implemented, residential buildings with long free span can be built and with a higher building height as a consequence. A long free span gives freedom when making floor plans. Furthermore, the wood offers flexibility, which makes different shapes possible. The building has round shapes which makes a contrast to the existing cityscape. Moreover, the woods natural character has a positive effect on humans and is aesthetically appealing. Wood is used as a cladding to the extent possible both interior and exterior.

Detta examensarbete ger en kostnadsjämförelse mellan stomsystem utfört i stål samt limträ. På uppdrag av Wästbygg AB har en undersökning gjorts om vilket material som är mest lämplig vid uppförande av en hallbyggnad på 15,000 m2. Med utgångspunkt i Stockholmsområdet, jämförs stommarna med spännvidden 45 meter.Det finns många olika sätt att uppföra stomlösningar, med avseende på utformning och material vilket gör valet av stomme svårt. Beroende på vilka krav man har på stommen kan avgränsningar och beslut tas till vilket material eller stomsystem som lämpar sig bäst för stombygget. Med hjälp av litteraturstudier, intervjuer och diskussioner har ett förslag på konstruktionsdelar, material och utformning tagits fram. Utifrån mängden fackverk/takstolar och pelare som krävs för att utföra stomsystemen görs en kostnadsanalys för materialet och dess transport till arbetsplatsen. Resultatet för kostnaden av respektive material har gjorts genom kontakt med leverantör av materialen. Kostnadsanalysen visar en prisskillnad mellan stommarna på ungefär 1650000 kr till stålets fördel.Materialens egenskaper har sedan jämförts med varandra och en poängsammanställning har framställts som visar vilket material som är till fördel för bygget. De egenskaper som väljs till jämförelsen är de egenskaper som författarna tycker är väsentliga för stombygget. There are different methods of constructing frame systems. The choice of material has an influence on the final outcome of the frame system. This bachelor’s thesis includes a comparison on frame systems constructed in steel and glulam. Due to an assignment from Wästbygg AB an investigation has been made regarding which of the material is more suitable for an industrial building with an area of 15,000 m2. The building is to be constructed in Stockholm, and frame systems with a span of 45 meter will be compared to each other. The sizing and construction analysis for both frame systems in steel and glulam has been calculated according to Eurocode. Amount of construction parts needed to finish the build is compiled in a list, which is then used to make an appreciated cost summary for the construction. The cost of transportation to the site of the building is included in the cost. Results for the cost of the materials have been made with collaboration with the material suppliers. The cost summary shows that frame system in steel is economically better, with a lower cost of 1 650 000 kr less than glulam. Information about the different materials has been collected by litterateurs, web pages and interviews. The information is then compared to each other and a result by different characteristic qualities has been made. These qualities are then graded depended on how the materials match a sort of quality that is required in a frame system. Some qualities are more important than others, so there is a contention that some qualitys are better for frame system than others, for example if the material has solidity rather than being esthetic. Especially when constructing a large building as this. It is concluded that the choice of material depends on the type of building that is to be constructed.

Detta examensarbete ger en kostnadsjämförelse mellan stomsystem utfört i stål samt limträ. På uppdrag av Wästbygg AB har en undersökning gjorts om vilket material som är mest lämplig vid uppförande av en hallbyggnad på 15,000 m2. Med utgångspunkt i Stockholmsområdet, jämförs stommarna med spännvidden 45 meter.Det finns många olika sätt att uppföra stomlösningar, med avseende på utformning och material vilket gör valet av stomme svårt. Beroende på vilka krav man har på stommen kan avgränsningar och beslut tas till vilket material eller stomsystem som lämpar sig bäst för stombygget. Med hjälp av litteraturstudier, intervjuer och diskussioner har ett förslag på konstruktionsdelar, material och utformning tagits fram. Utifrån mängden fackverk/takstolar och pelare som krävs för att utföra stomsystemen görs en kostnadsanalys för materialet och dess transport till arbetsplatsen. Resultatet för kostnaden av respektive material har gjorts genom kontakt med leverantör av materialen. Kostnadsanalysen visar en prisskillnad mellan stommarna på ungefär 1650000 kr till stålets fördel.Materialens egenskaper har sedan jämförts med varandra och en poängsammanställning har framställts som visar vilket material som är till fördel för bygget. De egenskaper som väljs till jämförelsen är de egenskaper som författarna tycker är väsentliga för stombygget. There are different methods of constructing frame systems. The choice of material has an influence on the final outcome of the frame system. This bachelor’s thesis includes a comparison on frame systems constructed in steel and glulam. Due to an assignment from Wästbygg AB an investigation has been made regarding which of the material is more suitable for an industrial building with an area of 15,000 m2. The building is to be constructed in Stockholm, and frame systems with a span of 45 meter will be compared to each other. The sizing and construction analysis for both frame systems in steel and glulam has been calculated according to Eurocode. Amount of construction parts needed to finish the build is compiled in a list, which is then used to make an appreciated cost summary for the construction. The cost of transportation to the site of the building is included in the cost. Results for the cost of the materials have been made with collaboration with the material suppliers. The cost summary shows that frame system in steel is economically better, with a lower cost of 1 650 000 kr less than glulam. Information about the different materials has been collected by litterateurs, web pages and interviews. The information is then compared to each other and a result by different characteristic qualities has been made. These qualities are then graded depended on how the materials match a sort of quality that is required in a frame system. Some qualities are more important than others, so there is a contention that some qualitys are better for frame system than others, for example if the material has solidity rather than being esthetic. Especially when constructing a large building as this. It is concluded that the choice of material depends on the type of building that is to be constructed.

Utvecklingen för Sveriges jordbruk går mot färre och större gårdar runt om i landet. Jordbrukarnas växande verksamhet resulterar i ett ökat antal djur i boskapen. Detta ger ett större behov av stallbyggnader med öppna ytor och långa spännvidder. Länsstyrelsen har uppmärksammat stora variationer i de totala byggkostnaderna för stallbyggnader i landet. Tillsammans med Länsstyrelsen Gävleborg utvecklades en idé att undersöka hur materialkostnaderna påverkas av olika spännvidder och olika stomsystem. Målsättningen är att undersökningen ska resultera i ett beslutsunderlag för ny-, till- och ombyggnation av stallbyggnader. Tidigare forskning och teori undersöktes samt ett flertal platsbesök gjordes för att öka kunskaperna inom området och fastställa vilka spännvidder och stomsystem som skulle undersökas. En parametrisk studie på fyra olika typfall av stallbyggnader gjordes. Två typfall i undersökningen konstruerades av trä och två av stål. Den parametriska studien ska redovisa samband mellan stallbyggnaders spännvidd och kostnad samt vilket stomsystem som är mest ekonomiskt fördelaktigt. Kostnaderna i undersökningen innefattar enbart materialkostnader. Resultatet visar att kostnaderna ökar linjärt med den ökande spännvidden. De undersökta typfallens materialkostnader är relativt likvärdiga, men treledsramen i stål har den lägsta materialkostnaden för samtliga undersökta spännvidder. The Swedish agriculture is developing towards fewer and larger farms. The growing business for the farmers results in an increased number of animals in livestock. This provides a greater need for agricultural buildings with open spaces and long spans. Länsstyrelsen has noted large variations in total construction costs for agricultural buildings in the country. Along with Länsstyrelsen Gävleborg developed an idea to explore how material costs are affected by various spans and different frame systems. The objective is that the study will result in a decision-making basis for new construction and reconstruction of agricultural buildings. Previous research and theories were examined and a number of site visits were made to increase knowledge in the field and determine which spans and frame system to be investigated. Parametric studies of four different scenarios of the agricultural buildings were made. Two cases in the study were constructed of glulam and two of steel. The parametric study is to report relationship between agricultural building spans and costs as well as which building system that is most economically advantageous. The cost of the survey includes only material costs. The result shows that the cost increases linearly with the increasing span. The material costs of the four tested scenarios are relatively equal, but the tapered steel frame has the lowest material cost for all tested spans.