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
Ruutuaikakeskustelu ei yksin riitä – teknologian tuettava nuorten toimijuutta22.9.2026 12:00:00 EEST | Tiedote
Väitöstutkimuksen mukaan teknologiat voivat sekä tukea että heikentää nuorten toimijuutta, kuten tiedonhakua, sosiaalisia suhteita, hyvinvointia ja osallisuutta. Tutkija Saaga Härkonen muistuttaa, että keskusteltaessa ruutuajasta ja rajoituksista tulisi pohtia, miten teknologia parhaiten tukee nuoren toimijuutta.
Tutkijat kehittävät rakenteellisia ratkaisuja sähköverkon kriittisten osien suojaamiseen ulkoisilta uhkilta22.9.2026 09:00:00 EEST | Tiedote
Valmiusrakentaminen on varautumisen osa-alue, jonka rooli on noussut yhä tärkeämmäksi globaalin turvallisuustilanteen heikennyttyä. Suomessakin kriittisen infrastruktuurin suojaamiseen on viime vuosina alettu kiinnittää yhä enemmän huomioita. Tampereen yliopistossa käynnistyneessä tutkimushankkeessa kehitetään tutkittuun tietoon perustuvia ja testattuja rakenteellisia suojausratkaisuja sähköverkon kriittisille kohteille esimerkiksi drooni-iskuja vastaan.
Kohtaaminen mukaan digihoitoon – digipalvelut eivät saa jäädä yksisuuntaisiksi tiedonvälityksen kanaviksi16.9.2026 08:45:09 EEST | Tiedote
Terveydenhuollon digipalvelut pitää nähdä alustoina, joilla potilas ja terveydenhuollon ammattilainen kohtaavat – ei vain paikkoina, joissa potilas vastaanottaa ja tuottaa tietoa. PROSHADE-tutkimuskonsortion politiikkasuositus kehottaa, että vuorovaikutus on säilytettävä myös digitaalisissa palveluissa.
Nuorten miesten huono fyysinen kunto on yhteydessä mielenterveyden häiriöihin15.9.2026 07:55:00 EEST | Tiedote
Tutkimuksen mukaan suomalaisten nuorten miesten kestävyys- ja lihaskunnon sekä mielenterveyden häiriöiden välillä on merkitsevä yhteys ja koronapandemian yhteydessä nuorten miesten lihavuus edelleen yleistyi. Vyötärölihavuuden ja -ylipainon lisääntyminen voivat kasvattaa esimerkiksi tyypin 2 diabeteksen ja sydän- ja verisuonisairauksien määrää. Varusmiespalveluksen kaltaiset ympäristöt voivat tehokkaasti parantaa erityisesti riskiryhmien terveyttä.
Paavo V. Suomisen rahastolta 500 000 euron lahjoitus kylmätekniikan opetukseen14.9.2026 09:00:00 EEST | Tiedote
50-vuotisjuhlavuottaan viettävä Paavo V. Suomisen rahasto lahjoittaa 500 000 euroa Tampereen yliopistolle kylmätekniikan opetuksen sekä matalan lämpötilan teknologioiden tutkimuksen ja kehittämisen tukemiseen. Lahjoitus tukee alan pitkäjänteistä kehittämistä ja vauhdittaa uusia tutkimusavauksia.
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