Väitös: Uusi suunnittelumenetelmä parantaa teräsrakenteiden luotettavuutta ja säästää materiaalia
16.10.2025 08:40:00 EEST | Tampereen yliopisto | Tiedote
Nykyiset rakennemitoituksen menetelmät eivät kuvaa riittävän tarkasti rakenteiden käyttäytymistä vauriotilanteissa. Tämä voi johtaa joko ylimitoitukseen ja materiaalihukkaan tai alimitoitukseen ja turvallisuusriskeihin. Diplomi-insinööri Lauri Jaamala kehitti väitöstutkimuksessaan uuden suunnittelumenetelmän, jonka avulla voidaan suunnitella entistä tasalaatuisempia ja materiaalitehokkaampia kantavia rakenteita eurooppalaisten rakentamismääräysten mukaisesti.

Rakenteiden suunnittelussa käytetään yleisesti tietokonepohjaista elementtimenetelmämallia, jonka avulla lasketaan, millaisia voimia yksittäisiin rakenneosiin kohdistuu. Malli olettaa materiaalin käyttäytyvän täysin joustavasti, eikä ota huomioon materiaalin pysyvää muovautumista tai kuormien uudelleenjakautumista rakenteen sisällä.
– Tällaista kuormien uudelleenjakautumista tapahtuu esimerkiksi jäällä kävellessä. Aluksi jää voi säröillä jalkojen alla, mutta silti kestää, kun rasitus jakautuu laajemmalle alueelle, Jaamala havainnollistaa.
Nykykäytännöt rajoittavat laskentamallien hyödyntämistä
Koska kuormien uudelleenjakautumista ei nykyisillä menetelmillä voida huomioida, mallia käytetään lähinnä yksittäisten rakenneosien, kuten palkkien ja pilareiden, kuormien arviointiin. Näistä lasketaan mitoitusvoimasuureet, jotka syötetään käsinlaskukaavoihin. Nämä kaavat sisältävät kuitenkin epätarkkuuksia, jotka voivat johtaa rakenteiden yli- tai alimitoittamiseen.
– Laskentamallin tekeminen on usein yksi suunnittelutyön työläimmistä vaiheista. Siksi on harmillista, että mallia hyödynnetään vain osittain. Se on hukkaan heitetty mahdollisuus, Jaamala toteaa.
Rakentaminen aiheuttaa merkittäviä päästöjä, joten materiaalitehokkuus ja rakenteiden luotettavuus ovat keskeisiä tavoitteita. Jaamalan mukaan nykyiset tietokoneet ja laskentaohjelmistot pystyisivät jo nyt analysoimaan rakenteiden käyttäytymistä tarkasti vaurioon asti – kunhan käytössä olisi siihen soveltuva mitoitusmenetelmä.
Uusi menetelmä hyödyntää koko rakenteen käyttäytymistä
Väitöstutkimuksessaan Jaamala kehitti eurooppalaiset rakentamismääräykset täyttävän mitoitusmenetelmän, joka ottaa huomioon epälineaarisen materiaalin plastisoitumisen (muovautumisen) ja kuormien uudelleenjakautumisen täysimääräisesti. Menetelmä pohjautuu Sydneyn yliopistossa kehitettyyn Direct Design Method -lähestymistapaan, jossa koko rakenteen mitoitus tehdään systeemitasolla. Kuormia kasvatetaan, kunnes rakenne murtuu, ja tämän perusteella määritetään rakenteen luotettavuus.
Jaamala määritti tutkimuksessaan systeemivarmuuskertoimen korkealujuusteräksestä valmistetuille rakenneputkiristikoille. Varmuuskerroin perustuu rakenteiden luotettavuusteoriaan ja tilastollisiin analyyseihin. Tulokset osoittavat, että uudella menetelmällä voidaan saavuttaa merkittäviä materiaalisäästöjä ilman, että rakenteen turvallisuus heikkenee.
Vantaalta kotoisin oleva Lauri Jaamala on työskennellyt vuodesta 2013 lähtien ydin- ja vesivoimalaitosten rakennesuunnittelun parissa. Nykyään hän työskentelee konsulttiyhtiö Swecossa Tampereella.
Väitöstilaisuus perjantaina 24. lokakuuta
Diplomi-insinööri Lauri Jaamalan rakennesuunnittelun alaan kuuluva väitöskirja System-level Design Method for High-strength Steel Hollow Section Structures, Eurocode-compliant approach tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston rakennetun ympäristön tiedekunnassa perjantaina 24.10.2025 kello 12 Hervannan kampuksella, Rakennustalon auditoriossa RG202 (Korkeakoulunkatu 5, Tampere). Väitöstä voi seurata myös etäyhteydellä (Zoom-linkki alla).
Vastaväittäjänä toimii professori Michal Jandera Prahan teknillisestä yliopistosta sekä professori Andreas Taras Zürichin ETH yliopistosta. Kustoksena toimii apulaisprofessori Kristo Mela Tampereen yliopiston rakennetun ympäristön tiedekunnasta.
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Lauri Jaamala, 050 379 3828, lauri.jaamala@sweco.fi
Kuvat

Linkit
Tampereen yliopisto kytkee yhteen tekniikan, terveyden ja yhteiskunnan tutkimuksen ja koulutuksen. Teemme kumppaniemme kanssa yhteistyötä, joka perustuu vahvuusalueillemme sekä uudenlaisille tieteenalojen yhdistelmille ja niiden soveltamisosaamiselle. Luomme ratkaisuja ilmastonmuutokseen, luontoympäristön turvaamiseen sekä yhteiskuntien hyvinvoinnin ja kestävyyden rakentamiseen. Yliopistossa on 22 000 opiskelijaa ja henkilöstöä yli 4 000. Rakennamme yhdessä kestävää maailmaa.
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Tampereen yliopisto
Tero Järvinen on Tampereen yliopiston Vuoden keksijä10.4.2026 10:35:00 EEST | Tiedote
Epidermolysis bullosa on vakava harvinainen ihosairaus, joka vaikeissa tautimuodoissa johtaa kuolemaan jo vauvana ja lievemmissäkin muodoissa aggressiivisiin ihosyöpiin. Tampereen yliopiston Vuoden keksijä, professori Tero Järvinen, on kehittänyt lääkemolekyylin, joka antaa uutta toivoa EB-potilaille Suomessa ja maailmalla. Järvisen innon ja motivaation juuret ovat syvällä perustutkimuksessa.
Uusia avauksia kestävän arjen ratkaisuihin – URBAN PROSUMERS -hankkeen kick-off Tampereella9.4.2026 13:10:20 EEST | Tiedote
Tule torstaina 16.4. kello 17.00–19.00 kuulemaan, miten paikallisia ratkaisuja voidaan luoda yhdessä kestävän ruoan, liikkumisen ja energian teemoissa! Tilaisuus järjestetään paikan päällä Nekalabissa.
Digiteknologia ei korvaa tilitoimistojen ihmistyötä8.4.2026 16:05:23 EEST | Tiedote
Tilitoimistoalalla on digitalisoitu työtä ja palveluita ripeään tahtiin. Tuoreen tutkimuksen mukaan odotukset tehokkuuden lisääntymisestä eivät ole aina täyttyneet, koska digiympäristöön liittyy hankaluuksia ja hidasteita.
Härmälänrannan taideraati toteuttaa julkista taidetta asukkaiden, kaupungin ja tutkimushankkeen kanssa8.4.2026 15:41:13 EEST | Tiedote
Arvioitaessa päätöksentekoa ja varojen käyttöä julkisen taiteen ostoissa on hyvä kääntää katsetta myös vaihtoehtoisiin malleihin. INNATURE-tutkimushankkeen aloitteesta asukkaat ovat Härmälänrannassa mukana julkisen taiteen toteuttamisessa alusta lähtien.
Liikkuva laboratorio paljasti lentokentän pienhiukkaspäästöjä yllättävän kaukaa – tarkka data parantaa ilmanlaadun seurantaa8.4.2026 08:45:50 EEST | Tiedote
Tampereen yliopiston tutkimuksen tulosten mukaan Helsinki-Vantaan lentoaseman ultrapienet hiukkaspäästöt leviävät tiedettyä laajemmalle alueelle: pitoisuudet ovat koholla jopa 15 kilometrin etäisyydellä kentästä. Ultrapienet hiukkaset jäävät usein perinteisiltä mittareilta piiloon, mutta uusilla menetelmillä niistä on nyt saatu tarkkaa dataa Suomessa. Tämä mahdollistaa ilmanlaadun entistä luotettavamman seurannan.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme