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
Kiertotalous voi jäädä viherpesuksi rakentamisessa – väitöstutkimus paljastaa sääntelyn pullonkaulat3.9.2026 10:00:00 EEST | Tiedote
Rakennetun ympäristön kiertotalouden tavoitteet ovat kunnianhimoisia, mutta nykyinen sääntely ja paikalliset toimintamallit eivät tue riittävästi innovaatioita. Tuomo Joensuun väitöstutkimus Tampereen yliopistosta osoittaa, että kiertotalouteen siirtyminen vaatii merkittäviä uudistuksia rakentamisen ohjauksessa, ympäristövaikutusten arvioinnissa ja kaupunkikehityksen käytännöissä.
Työkoneen kuljettajasta valvojaksi – MIXER-hanke kehittää ihmisen ja koneen välistä vuorovaikutusta1.9.2026 08:45:00 EEST | Tiedote
Tampereen yliopiston tutkijat selvittävät yhdessä tutkimus- ja yrityskumppaneiden kanssa, miten liikkuvat työkoneet ja niiden kuljettajat työskentelevät yhdessä lähitulevaisuudessa. Työkoneiden nopea automaatiokehitys edellyttää uudenlaisia ratkaisuja ihmisen ja koneen väliseen vuorovaikutukseen.
Uutuusteos syventää ymmärrystä huono-osaisuudesta ja hyvinvoinnin edellytyksistä Suomessa31.8.2026 13:25:48 EEST | Tiedote
Tuore kokoomateos Huono-osaisin Suomi osoittaa, että vaikka Suomi on edelleen yksi maailman tasa-arvoisimmista maista ja yhteiskunta mahdollisti huono-osaisille koronapandemian aikana suhteellisen hyvän selviytymisen, erot koko väestöön suhteutettuina ovat säilyneet ja osin kasvaneetkin viime vuosina.
Uusi lääkeyhdistelmä tehosti keuhkosyövän hoitoa prekliinisissä tutkimusmalleissa24.8.2026 10:15:00 EEST | Tiedote
Uusi tutkimus osoitti, että HER3-DXd-lääkeaineen yhdistäminen olaparibiin tehostaa merkittävästi keuhkosyövän hoitovastetta. Yhdistelmä aiheuttaa korjaamattomia DNA-vaurioita syöpäsoluissa ja aktivoi samalla elimistön omaa immuunipuolustusta.
Kutsu medialle: Tampereen yliopiston lukuvuoden avajaiset 2. syyskuuta 202624.8.2026 09:00:00 EEST | Kutsu
Tampereen yliopiston lukuvuoden 2026–2027 avajaisia juhlistetaan keskiviikkona 2.9.2026 keskustakampuksen Päätalon juhlasalissa. Tervetuloa seuraamaan avajaisjuhlaa!
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