Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Design of Perimeter Walls in Tubed Mega Frame Structures
KTH, School of Architecture and the Built Environment (ABE), Civil and Architectural Engineering, Concrete Structures.
KTH, School of Architecture and the Built Environment (ABE), Civil and Architectural Engineering, Concrete Structures.
2014 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Dimensionering av omslutande tvärväggar i TMF-konstruktioner (Swedish)
Abstract [en]

The Tubed Mega Frame is a new concept for constructing high-rise buildings,based on the idea of moving the main bearing system to the perimeter of thebuilding by using a number of large hollow columns, mega tubes, connected byperimeter walls at certain levels. The concept is under development by Tyréns ABand has not yet been implemented in reality. This thesis is part of the ongoing workprocess and has the aim of shedding light on the issues and problems with the newconcept when it comes to the perimeter walls.

The perimeter walls are an essential part of the Tubed Mega Frame structure sincethey provide the main lateral stability of the structure by connecting the mega tubesand transferring lateral loads between them. It is therefore of big importance thatthe walls are designed and constructed to withstand all the loads they wouldpossibly be exposed to.In this thesis a perimeter wall in a prototype building of the Tubed Mega Framehave been analysed, designed and tested using non-linear FE-analysis in the pursuitof create a better understanding in how the perimeter walls works and should bedesigned.

To begin with, a global analysis was performed to obtain the forces acting on themost critical perimeter wall. The stresses in the wall were then analysed in order tocreate an appropriate strut-and-tie model used to determine the reinforcementdesign for the specified perimeter wall. The perimeter wall was designed for amaximum shear force of 14.5 MN and corresponding moment of 87 MNm usingstrut-and-tie model according to American standards, ACI 318-11.

The final step was to verify the design using the non-linear FE-analysis programATENA. A model of the reinforced wall was analysed with two different loadcases; one were the resistance was determined by unidirectional deformation untilfailure and one were the effects of cyclic loading was considered by initialdeformation corresponding to service loads prior to failure loading. The resistanceobtained from the first load case was 46.8 MN and for the second 19.1 MN usingmean values for material properties.

In order to obtain a design resistance of the wall in the non-linear analysis, a globalsafety factor was determined by using the ECOV method. The design resistance were 39.9 and 13.5 for the two load cases respectively.

Abstract [sv]

Tubed Mega Frame (TMF) är ett nytt koncept för att bygga höghus som bygger påidén om att flytta det bärande systemet till omkretsen av byggnaden med hjälp avett antal stora ihåliga pelare, megatuber, anslutna med omslutande tvärväggar påvissa våningsplan. Konceptet är under utveckling av Tyréns AB och har ännu integenomförts i verkligheten. Detta examensarbete är en del i den pågående processenoch målet är att belysa frågor och problem som finns med det nya konceptet närdet gäller de omslutande tvärväggarna.

De omslutande tvärväggarna är en vital del av Tubed Mega Frame eftersom debidrar till huvudsakliga sidostabiliteten i byggnaden genom att sammankopplamegatuberna och överföra horisontalkrafter mellan dem. Det är därför av stor viktatt väggarna är konstruerade och tillverkade för att stå emot alla de belastningarsom de skulle kunna vara utsatta för.

I detta examensarbete har en tvärvägg i en prototypbyggnad för Tubed MegaFrame analyserats, dimensionerats och testats med syftet att bidra till en bättreförståelse för hur tvärväggarna fungerar och bör utformas.

Till att börja med har en global analys utförts för att erhålla de krafter som verkarpå den mest kritiska tvärväggen. Spänningarna i väggen analyserades sedan för attskapa en lämplig fackverksmodell som sedan användes för att bestämmaarmeringsutformning för den specificerade tvärväggen. Väggen dimensioneradesför en maximal tvärkraft på 14,5 MN och ett motsvarande moment på 87 MNmgenom att använda fackverksmetoden enligt amerikanska standarder, ACI 318-11.

Det sista steget var att kontrollera konstruktionen med hjälp av det ickelinjära FE-analysprogrammet ATENA. En modell av den armerade väggen analyserades medtvå olika lastfall. I det första lastfallet genom att i en riktning deformera väggen tillbrott. I det andra lastfallet beaktades tidigare uppsprickning genom att först belastaväggen med en deformation motsvarande dess brukslast och sedan belasta väggen imotsatt riktning tills brott uppstod. Bärförmågan var 46,8 MN och 19,1 MN förrespektive lastfall, beräknat med medelvärden för materialegenskaper.

För att erhålla en dimensionerande bärförmåga för väggen ur den ickelinjäraanalysen bestämdes en global säkerhetsfaktor med hjälp av ECOV-metoden.Dimensionerande bärförmåga var 39,9 MN och 13,5 MN för respektive lastfall.

Place, publisher, year, edition, pages
2014. , 123 p.
Series
TRITA-BKN-Examensarbete, ISSN 1103-4297 ; 424
Keyword [en]
Concrete, Skyscrapers, Perimeter Walls, Tubed Mega Frame, non-linear FE-analysis
Keyword [sv]
Betong, Tvärväggar, Skyskrapor, TMF-konstruktioner, ickelinjär FE-analys
National Category
Civil Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-147242OAI: oai:DiVA.org:kth-147242DiVA: diva2:729198
Subject / course
Concrete Structures
Educational program
Master of Science in Engineering - Urban Management
Supervisors
Examiners
Available from: 2014-06-27 Created: 2014-06-25 Last updated: 2014-06-27Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Design of Perimeter Walls in Tubed Mega Frame Structures(3761 kB)957 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 3761 kBChecksum SHA-512
a495135fccd2974badeee8afcec08e97d2f47109241eb6adcd610c956da00ba2df366096e2737bd8e84bb3b404386babe33fd57312cdfc5535dd2b07c9953cf8
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Fall, NiklasHammar, Viktor
By organisation
Concrete Structures
Civil Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 957 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 455 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf