Multivariabel studie av et høyt trehus

Abstract

Det er vekket stor interesse i høye trehus i nyere tid og vi er nå i en tid hvor høye trehus går fra teoretiske konsepter til virkelige bygg. Først kom Treet i Bergen som var rangert som verdens høyeste trehus helt til Mjøstårnet i Brumunddal ble reis med sine 84 meter over bakken. De teoretiske konseptene utledet i akademiske tekster er nå en realitet. Og lysten til å bygge enda høyere er fortsatt til stede. Treet i Bergen var et pilotprosjekt. Takket være Treet i Bergen har man fått dypere forståelse for de dynamiske parameterne som er så viktig for disse konstruksjonene.

Forskningen og de levende bevisene for hva som er mulig å bygge er utgangspunktet for problemstillingen i denne masteroppgaven. Målet med oppgaven var å se hvordan bæresystemet til Mjøstårnet presterer i en høyde på 100 meter med varierende dybde, bredde, massefordeling og forskjellige tverrsnitt med tanke på de dynamiske brukskravene.

For å se hvordan de forskjellige variablene ga innvirkning på de dynamiske brukskravene ble det konstruert et Python-program som itererte seg igjennom alle mulige sammensetninger av dybde, bredde, massefordeling og tverrsnitt. Begrensningen til fotavtrykket var med dybde mellom 14 og 25 meter, bredden mellom 14 og 35 meter og en massefordeling hvor det ble introdusert ett betongdekket i øverste etasje, de to øverste etasjene osv... Totalt ble det kalkulert 1 520 640 modeller, men det ble brukt 380 160 modeller til mer detaljert analyse. Datasettet med de 380 160 modellene ble analysert og diskutert for å finne underliggende sammenhenger mellom de gitte variablene.

Av de 380 160 modellen som ble analysert var det 373833 modeller som overholdte akselerasjonskravet for kontorbygg etter ISO 10137. I tillegg ble det registrert at byggets bredde hadde veldig liten innflytelse på utnyttelsen av akselerasjonskravet for kontorbygg. Det ble observert modeller som fikk en reduksjon i utnyttelse av akselerasjonskravet med økt bredde.

There is a great interest in high-rise timber buildngs. We are now in a time when highrise timber budilings has gone from theoretical concepts to real buildings. First we had Treet in Bergen which was ranked the world’s tallest high-rise timber building until Mjøstårnet in Brumunddal was built with its 84 meters. Theoretical concepts published in academic texts are now a reality, and the desire to build even higher is still present. Treet in Bergen was a pilot project. Thanks to Treet in Bergen, we have gained a deeper understanding of the dynamic parameters that are so important for these constructions.

The research and living evidence of what is possible to build was the starting point for this thesis. The aim of this thesis was to see how the structural system of Mjøstårnet performed at a height of 100 meters with varying depth, width, mass distribution and different cross sections in regard to the wind-induced vibrations.

To see how the different variables affected the dynamic requirements described in ISO 10137, a Python program was constructed to calculate all possible combinations of depth, width, mass distribution and cross-section defined in this thesis. The building depth was set between 14 and 25 meters. The width was set between 14 and 35 meters. And a mass distribution where a concrete deck was installed on the roof, the two top floors and so on. In total, 1 520 640 buildings were calculated, but only 380 160 models were used for further analysis. The dataset with 380 160 models was analyzed and discussed to find underlying relationships between the given variables.

Of the 380 160 buildings that were analyzed, there were 373 833 buildings that met the acceleration requirement for office buildings according to ISO 10137. In addition, it was noted that the width of the building had very little impact on the utilization of the acceleration requirement for office buildings. There were even buildings that got a reduction of the utilization of acceleration requirements with increased width.