Entistä lujempi kaarihalli on tarkan kehittämistyön tulos

Miten teräksinen kaarihalli voi olla vielä entistä varmempi, ympäristöystävällisempi ja parempi? Tämän kysymyksen äärellä Kaarirakenne on työskennellyt viime vuodet HAMK Techin kanssa. Tutkimushanketta rahoittavat Keski-Suomen ELY-keskus ja Euroopan Unionin Kestävää kasvua ja työtä -rakennerahasto-ohjelma.

Tutkitusti varmempaa kuormankantokykyä

Kaarirakenteen toimeksiannossa HAMK Tech testaa ja kehittää teräsprofiilien kuormankantokykyä kaarihalleissa. “Olemme teräskaarihallien johtava asiantuntija ja toimija Pohjois-Euroopassa, ja siksi tuotteemme jatkuva tutkimus ja kehitys ovat meille kunnia-asioita tässä toimintaympäristössä”, kertoo Kaarirakenteen toimitusjohtaja Jere Kujanpää.

Tällä hetkellä HAMK:n tutkimusyksikössä tarkastellaan SuperSpan-teräskaariprofiilien lujuus- ja jäykkyysarvoja. Tuloksia hyödynnetään Kaarirakenteen hallien suunnittelutyössä. Teräshallin ostajan kannalta tämä merkitsee esimerkiksi pienempiä materiaalikuluja sekä sitä, että valmiilla hallilla on pienin mahdollinen hiilijalanjälki.

HAMK:ssa teoria ja käytäntö hitsautuvat saumattomasti yhteen

Hanke koostuu kahdesta osa-alueesta, teoreettisesta laskennasta ja fyysisistä materiaalin testauksista laboratoriossa. Molemmissa testaustavoissa selvitetään teräskaariprofiilien kuormankantokykyä vaihtelemalla niiden kaarevuutta ja ainevahvuuksia. Tulokset nivotaan lopuksi yhteen.

Teoreettisiin laskelmiin perustuvassa FEM-mallinnuksessa (Finite Element Method) materiaalin kestävyyttä tutkitaan virtuaalisesti. Laskelmien simulaatioissa käytetään 3D-skannausta, joten luvuista johdettu geometria on äärimmäisen täsmällistä.

Teoreettiset laskelmat pääsevät tulikokeeseen laboratorio-olosuhteissa järjestetyissä fyysisissä tutkimuksissa, joissa teräsprofiilien käyttäytymisen pohjalta tutkitaan niiden taivutus- ja puristuslujuutta sekä jäykkyyksiä.

Tarkat kestävyysarvot = varmempi ja edullisempi kaarihalli

Kun tuloksia saadaan teoriasta ja käytännöstä, loppupäätelmät ovat merkittävästi varmempia kuin yksittäisellä testaustavalla tutkiessa. “Viemme tutkimustulokset käytäntöön, jotta asiakkaamme hyötyvät tarkoista laskelmista eli toisin sanoen kustannustehokkaasti suunnitellusta, kestävästä ja turvallisesta tuotteesta”, Kujanpää sanoo. Tuotekehityksessä saadaan ennennäkemättömän tarkkoja kestävyysarvoja, joita voidaan hyödyntää suunnittelussa, kun mietitään maksimijännevälejä ja optimaalisia kaarevuussäteitä.

Tutkimustuloksista kiittävät myös Kaarirakenteen asiakkaiden lompakot sekä luonto. Kun käytetyn teräksen määrä ja ominaisuudet ovat optimaalisia, valmistus- ja kuljetuskustannukset laskevat. Pitkäikäinen ja hyvin suunniteltu Kaarirakenteen teräshalli kestää siis jatkossakin ja entistä paremmin kovaa kuormitusta, vuosikymmenet eteenpäin. “Rakentamisen vastuullisuus, huolettomuus ja helppous asiakkaalle ovat tärkeitä tekijöitä nyt ja tulevaisuudessa. Yhteistyö HAMK Techin kanssa on sujunut loistavasti, ja aiomme kehittää hallituotettamme aktiivisesti myös tulevaisuudessa”, Kujanpää kertoo.