projektmedlemmar med moduler i labbhallen på Linnéuniversitetet

Projekt: Design av innovativa modulbaserade flervåningshus i trä

Byggande av flervåningshus i trä med lätta regelväggsmoduler är en ny och innovativ konstruktionsmetod, men samtidigt utmanande på grund av trämaterialets låga vikt. Projektets huvudfokus är att undersöka, bestämma, jämföra, optimera och simulera skjuvstyvhet samt bärförmåga hos olika regelväggsmoduler som används för flervåningsbyggande i trä.

Fakta om projektet

Projektnamn
Design av innovativa modulbaserade flervåningshus i trä baserad på avancerad modellering och fullskaleförsök
Projektledare

Sigurdur Ormarsson
Övriga projektmedlemmar
Marie Johansson, Johan Vessby och Le Kuai
Deltagande organisationer
Linnéuniversitetet, OBOS, Moelven Byggmodul, Derome och Vida Buildings
Finansiär
KK-stiftelsen
Tidsplan
1 jan 2018–30 juni 2021
Ämne
Byggteknik (Institutionen för byggteknik, Fakulteten för teknik)

Mer om projektet

I Sverige finns ett stort intresse av att utforska nya sätt att använda trä som lastbärande material i olika typer av flervåningsbyggnader. Att bygga med prefabricerade volymmoduler är en utbredd och innovativ konstruktionsmetod för låg- och medelstora träbyggnader.

Ett antal husproducenter som har levererat volymmoduler, främst för enfamiljshus, utökar nu sin produktion till att också omfatta flervåningsbyggnader upp till 6–8 våningar. Ur många aspekter är detta en fördelaktig produktionsmetod på grund av dess höga prefabriceringsnivå, snabba montage, ökade produktivitet, högre produktkvalitet, lägre kostnader, kortare byggtid, mindre miljöavtryck och mer hälsosamma arbetsmiljö. De fyra svenska husproducenter som stödjer och aktivt deltar i projektet är OBOS, Moelven Byggmodul, Derome och Vida Buildings.

Kort projektbeskrivning

Att bygga flervåningsbyggnader sammansatta av prefabricerade trämoduler är utmanande på grund av trämaterialets låga vikt. Horisontell stabilitet, lyft av moduler (med stora öppningar) och anslutningsdesign avseende glidning, lutning och stjälpning av hela byggnaden är några av de ämnen som studeras både numeriskt och experimentellt i detta projekt.

Det övergripande syftet med projektet är att förbättra förståelsen för kraftflöden i strukturen, i hopp om att kunna optimera vissa konstruktionsdelar utan att riskera byggnadens säkerhet. Målet är att undersöka, bestämma, jämföra och analysera styvhet och styrka hos olika moduler som används för flervåningsbyggnader. För att studera detta utvecklar vi en effektiv tredimensionell finit element-modell för att simulera det globala strukturella beteendet såväl som konstruktionsdetaljer hos speciella testmoduler. Dessa testmoduler tillverkas av medverkande hustillverkare och testas i en ny testanläggning vid Linnéuniversitetet.

När man simulerar komplexa 3D-strukturer blir de numeriska modellerna lätt för stora och beräkningsmässigt tunga. Därför används olika typer av förenklade element (fjädrar, balkar och skal) för att representera de verkliga elementen i modulerna. Huvudutmaningen är att modellera de olika typerna av mekaniska anslutningar effektivt men också med tillräcklig noggrannhet. För att effektivisera modellskapandet används en parameterbaserad finit element-modell, där geometri och mekaniska förbindare enkelt kan definieras utifrån relativt få ingångsparametrar.

Projektet är en del av forskningen i forskargruppen Träbyggnadsteknik.

Simulerade deformationer hos en testmodul belastad i skjuvning
Simulerade deformationer hos en testmodul belastad i skjuvning
Föregående bild Nästa bild
Experimentell uppställning av en testmodul belastad i skjuvning
Experimentell uppställning av en testmodul belastad i skjuvning
Föregående bild Nästa bild
Simulerade deformationer hos en fullskalig två-modulstruktur belastad i skjuvning
Simulerade deformationer hos en fullskalig två-modulstruktur belastad i skjuvning
Föregående bild Nästa bild
Sigurdur Ormarsson, ledare för projektet
Sigurdur Ormarsson, ledare för projektet
Föregående bild Nästa bild
Projektgruppen samt de åtta olika testmodulerna i projektet
Projektgruppen samt de åtta olika testmodulerna i projektet
Föregående bild Nästa bild

Medarbetare