Connections in precast concrete structures – design for reassembly

Denna rapport fokuserar på att hitta hållbara lösningar inom byggindustrin med inriktning på återanvändning av prefabricerade betongelement. Betong är ett vanligt byggmaterial, men tillverkningen och användningen av betong medför höga kostnader och stor miljöpåverkan. För att minska dessa negativa effekter har användningen av prefabricerade betongelement som kan demonteras och återanvändas blivit allt vanligare. Detta steg mot en cirkulär och hållbar byggindustri har flera fördelar, inklusive minskade kostnader och minskad miljöpåverkan. En viktig aspekt när det gäller återanvändning av betongelement är anslutningarna mellan dessa element. Dessa anslutningar måste vara både starka och demonterbara för att möjliggöra enkel demontering. Genom att återanvända prefabricerade betongelement kan man uppnå besparingar i tid och pengar, eftersom det är enklare och snabbare att demontera och återmontera dessa element jämfört med att bygga nyproducerad varje gång. Denna rapport presenterar resultaten av en studie som undersöker olika typer av anslutningar mellan prefabricerade betongelement i byggnader med pelar-/balkstomme och bärande väggar/bjälklag. Målet är att klassificera anslutningarna baserat på deras demonterbarhet och återmonterbarhet. Studien inleds med en litteraturgenomgång för att undersöka befintliga metoder och tekniker för anslutningar i prefabricerade betongelement. Baserat på denna genomgång utarbetades en klassificering av anslutningarna utifrån förutsättningarna för demontering och återmontering. Klassificeringen framhöll att bultade anslutningar är de enklaste att demontera och återmontera, därvid sammangjutna anslutningar med genomgående armeringsjärn visade sig vara de mest utmanande när det kommer till demontering och återmontering. En byggnad valdes som fallstudie för att visa tillämpningen av anslutningar mellan prefabricerade betongelement. Med hjälp av den utvecklade klassificeringen anpassades och föreslogs nya anslutningar för den prefabricerade betongstommen i den valda byggnaden. För att säkerställa att de föreslagna anslutningarna klarade av byggnadens laster genomfördes kontrollberäkningar. I dessa beräkningar ingick en bedömning av anslutningarnas hållfasthet och stabilitet vid olika belastnings- och påfrestningsscenarion. Samtliga valda anslutningar klarade alla belastningar utmärkt. Avsikten med denna rapport är att bidra till en ökad förståelse för anslutningar i prefabricerade betongelement och ge förslag till praktisk tillämpning genom fallstudien. Den kan vara till nytta för ingenjörer, arkitekter och yrkesverksamma inom byggsektorn som är involverade i utformningen och konstruktionen av prefabricerade betongbyggnader, särskilt nu när miljörelaterade frågor har blivit allt viktigare.This report focuses on sustainable solutions in construction, emphasizing the reuse of prefabricated concrete elements. Making concrete has so many negative environmental impacts. One way of tackling these impacts is minimizing the production of concrete through the growing use of prefabricated elements that can be dismantled and reused, leading to cost reduction and environmental benefits. An important aspect concerning the reuse of concrete elements is the connections between these elements which should be both strong and detachable to enable easy disassembly. The reuse of elements saves both time and concrete. In this thesis, a comprehensive study has been made on different types of connections between precast concrete elements in buildings with column and beam structures, as well as load-bearing walls and floors. The study is then used to classify the connection types according to their ease and capability of disassembly. In order to implement the result of the classification, a building is selected, and connections are suggested between the load-bearing elements. The strength of the connections are then controlled with the help of detailed calculations to see if the suggested connection types can bear the load of the building. The primary aim of this report is to contribute to a better understanding of connections in prefabricated concrete elements and provide a practical example through the case study. It can be beneficial for engineers, architects, and professionals in the construction sector involved in the design and construction of prefabricated concrete buildings