Rakenteiden mekaniikka - Tampereen teknillinen yliopisto

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

Ylinen A, Marjamäki H, Mäkinen J (2014) "A hydraulic cylinder model for multibody simulations", Computers and Structures 138(1), pp. 62-72. DOI:10.1016/j.compstruc.2014.02.006

Saksala T, Hokka M, Kuokkala V-T, Mäkinen J (2013) "Numerical modeling and experimentation of dynamic Brazilian disc test on Kuru granite", International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences 59, pp. 128-138. DOI:10.1016/j.ijrmms.2012.12.018

Tuomala M, Calonius K, Kuutti J, Saarenheimo A, Välikangas P (2012) "Sensitivity Studies on a Punching Wall of IRIS_2010 Benchmark Exercise", Journal of Disaster Research 7(6), 775-785.

Saarenheimo A, Tuomala M, Välikangas P, Vepsä A (2012) "Sensitivity Studies on a Bending Wall of IRIS_2010 Benchmark Exercise", Journal of Disaster Research 7(5), 629-637.

Kouhia R, Tůma M, Mäkinen J, Fedoroff A, Marjamäki H (2012) ”Implementation of a Direct Procedure for Critical Point Computations Using Preconditioned Iterative Solvers”, Computers & Structures, 108-109, pp. 110-117, DOI:10.1016/j.compstruc.2012.02.009

Mäkinen J, Kouhia R, Fedoroff A, Marjamäki H (2012) "Direct computation of critical equilibrium states for spatial beams and frames", International Journal for Numerical Methods in Engineering, 89(2), pp. 135-153. DOI:10.1002/nme.3233 

Tuomala M, Calonius K, Saarenheimo A, Välikangas P (2010) "Hard missile impact on prestressed shear reinforced slab", Journal of Disaster Research 5(4), pp. 437-451.

Saarenheimo A, Calonius K, Tuomala M, Hakola I (2010) "Soft missile impact on shear reinforced concrete wall", Journal of Disaster Research 5(4), pp. 426-436.

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

apulaisprofessori Jari Mäkinen

professori emeritus Markku Tuomala

 

Päivittäjä: Jari Mäkinen, 07.01.2015 2:03.
Asiasanat: tiede ja tutkimus, palvelut ja yhteistyö, työssä tty:llä, tietoa tty:stä, näkyvyys ja viestintä