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
Uusi mobiili luontopeli auttaa suojelemaan erittäin uhanalaista perhosta Tampereella12.6.2026 10:00:00 EEST | Tiedote
Tampereen Nekalan alueella alkaa kesäkuun puolivälissä uusi luontopeli, jonka tarkoitus on kartoittaa metsäapilan esiintymispaikkoja. Metsäapila on erittäin uhanalaisen mäkihiilikoi-perhosen ravintokasvi, ja sen esiintymien vahvistaminen tukee myös perhoslajin mahdollisuuksia selviytyä alueella. Peli on osa Tampereen yliopiston koordinoimaa useita Euroopan maita yhdistävää luontopohjaisten ratkaisujen INNATURE-tutkimushanketta.
Hankintasääntely ristiriidassa työntekijöiden työehto- ja työsuojelusääntelyn kanssa12.6.2026 09:00:00 EEST | Tiedote
Uusi tutkimus osoittaa vakavan ristiriidan hankintasääntelyn ja työntekijöiden työehtojen muodostumisen ja työsuojelunäkökohtien välillä. Tutkijat painottavat, että hankinnoissa tulisi kilpailla muilla tekijöillä kuin työvoimakustannuksilla.
Rasvamaksan riskitekijät voivat alkaa muotoutua jo sikiöaikana ja varhaislapsuudessa9.6.2026 08:40:00 EEST | Tiedote
Maksan rasvoittuminen ei ole seurausta vain perimän ja aikuisiän elämäntapatekijöiden yhteisvaikutuksesta. Uusi Tampereen ja Itä-Suomen yliopiston tutkimus osoittaa, että äidin raskaudenaikaisella terveydellä sekä lapsuuden aikaisilla ruokavaliovalinnoilla voi olla on pitkäaikaisia vaikutuksia lapsen maksaterveyteen.
Space Nordic käynnistyy vahvistamaan pohjoismaista avaruusalan yhteistyötä1.6.2026 11:50:00 EEST | Tiedote
Uusi Space Nordic -hanke yhdistää hajanaiset Pohjoismaiden avaruusalan toimijat, jotta alue voi kilpailla tehokkaammin kansainvälisillä markkinoilla.
Harri Nieminen Tampereen yliopiston työelämäprofessoriksi liikkuvien työkoneiden alalle1.6.2026 10:00:00 EEST | Tiedote
Automaatioalan asiantuntija ja yhteistyön tekijä Harri Nieminen on nimitetty työelämäprofessoriksi Tampereen yliopiston tekniikan ja luonnontieteiden tiedekuntaan. Uuden viisivuotisen professuurin myötä on tarkoitus terävöittää yliopiston kansainvälistä asemaa liikkuvien työkoneiden alalla sekä vahvistaa siltaa tutkimuksen ja teollisuuden välillä. VTT:stä yliopistoon siirtyvä Nieminen aloittaa uudessa roolissaan 1. kesäkuuta 2026.
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