Rakenteiden mekaniikka

Rakenteiden mekaniikan opetus- ja tutkimusalaan kuuluu erilaisten ja eri materiaaleista valmistettujen rakenteiden ja rakennejärjestelmien jännitys- ja muodonmuutostilan, kantokyvyn ja stabiiliuden analysointi sekä tietokoneavusteinen rakennesuunnittelu.

Rakenteiden mekaniikka koostuu rakenteiden toimintaa kuvaavista teorioista ja niihin liittyvistä ratkaisumenetelmistä. Rakenteen käyttäytymistä voidaan tutkia kokeellisilla ja teoreettisilla menetelmillä. Rakenteen toimintaa kuvaavat mallit voivat vaihdella yksinkertaisista analyyttisistä menetelmistä laajoihin numeerisiin malleihin, joiden avulla asiantunteva käyttäjä saa entistä tarkempaa ja yksityiskohtaisempaa tietoa rakenteen toiminnasta. Nykyisin tietokoneiden käyttöön perustuvilla simulointimalleilla voidaan osittain korvata kalliita kokeita. Rakenteiden analysointi on olennainen osa turvallisten, toimintakelpoisten ja taloudellisten rakenteiden suunnittelua. Tietotekniikka ja kehittyneet numeeriset menetelmät mahdollistavat teoreettisten tutkimustulosten soveltamisen välittömästi tuotekehitykseen ja vaativiin käytännön suunnittelutehtäviin.

Rakenteiden mekaniikka vastaa rakennetekniikan ammatillisen pätevyyden ja ammattiopintojen kannalta keskeisen ja tärkeän sekä tarjonnaltaan laajahkon perusopintojen opetuskokonaisuuden suunnittelusta ja toteutuksesta. Hyvä peruskoulutus on myös järkiperäisten jatko-opintojen edellytys. Alan opetustarjonta pyritään saamaan kansainvälisesti vertailukelpoiselle tasolle laadun, laajuuden ja vaatimustason suhteen. Osa kursseista pidetään vuorovuosin. Oppimista helpottamaan on valmistettu kattavia ja yhtenäisiä opetusmonisteita. Käsittelyn pääpaino on esimerkeissä.

Tutkimusalueella on tutkittu mm. elementtirakenteiden kosketusongelmia ja halkeilua, teräsrakenteita, tietotekniikan soveltamista teräsrakenteiden suunnitteluun, kantavia puurakenteita ja rakenteiden epälineaarisia numeerisia analysointimenetelmiä. Viime aikoina on tutkittu erityisesti teräsbetonirakenteiden käyttäytymistä voimakkaissa lyhytaikaisissa kuormissa. Tutkimusalueella tehdään myös olemassa olevien tai suunniteltujen rakenteiden analysointia tietokonemalleilla.

Julkaisuja

Saarenheimo, A., Tuomala, M., Calonius, K., Hakola, I., Hostikka, S. & Silde, A. 2009. Experimental and numerical studies on projectile impacts. Rakenteiden Mekaniikka (Journal of Structural Mechanics) 42(1), pp. 1–37.

Calonius, K., Hakola, I., Hostikka, S., Kuutti, J., Lastunen, A., Martikainen, H., Saarenheimo, A., Silde, A., Tuomala, M. and Kankkunen, A. 2009. IMPACT2010 (IMPACT) and structures under soft impact (SUSI). In: Puska, E. K. (eds) SAFIR2010 The Finnish Research Programme on Nuclear Power Plant Safety 2007-2010. Interim Report 2466, pp. 446–471.

Miettinen, A. & Parland, H. 2002. On the stiffness characteristics of nonmonolithic elastic structures.Part II.Applications and examples. International Journal of Solids and Structures 39(6), s. 1701–1728.

Parland, H. & Miettinen, A. 2002. On the stiffness characteristics of nonmonolithic elastic structures.Part I.Theory. International Journal of Solids and Structures 39(6), s. 1673–1699.

Aalto, A., Tuomala, M., Mäki-Marttunen, M. and Heinisuo, M. 2000. Spherical Dome of Laminated Birch Plywood,Finland. Structural Engineering International 10(3), pp. 164–166.

Pajunen, S. and Tuomala, M. 2000. Branch Switching from Coincident Bifurcation Points. Mechanics of Structures and Machines 28(4), pp. 339–353.

Laine, M. and Tuomala, M. 1999. Testing and design of gravity-loaded steel purlins restrained by sheeting. Journal of Constructional Steel Research 49(2), pp. 129–138.

Tutkimusalueen vastaavat tutkijat

Tekn. lis. professori Markku Tuomala

Tekn. toht. yliopisto-opettaja Jari Mäkinen