Automated formulation of optimisation models for steel beam structures

Over 70% of the total costs of an end product are consequences of decisions that are made during the design process. A search for optimal cross-sections will often have only a marginal effect on the amount of material used if the geometry of a structure is fixed and if the cross-sectional characteristics of its elements are property designed by conventional methods. In recent years, optimalgeometry has become a central area of research in the automated design of structures. It is generally accepted that no single optimisation algorithm is suitable for all engineering design problems. An appropriate algorithm, therefore, mustbe selected individually for each optimisation situation. Modelling is the mosttime consuming phase in the optimisation of steel and metal structures. In thisresearch, the goal was to develop a method and computer program, which reduces the modelling and optimisation time for structural design. The program needed anoptimisation algorithm that is suitable for various engineering design problems. Because Finite Element modelling is commonly used in the design of steel and metal structures, the interaction between a finite element tool and optimisation tool needed a practical solution. The developed method and computer programs were tested with standard optimisation tests and practical design optimisation cases. Three generations of computer programs are developed. The programs combine anoptimisation problem modelling tool and FE-modelling program using three alternate methdos. The modelling and optimisation was demonstrated in the design of a new boom construction and steel structures of flat and ridge roofs. This thesis demonstrates that the most time consuming modelling time is significantly reduced. Modelling errors are reduced and the results are more reliable. A new selection rule for the evolution algorithm, which eliminates the need for constraint weight factors is tested with optimisation cases of the steel structures that include hundreds of constraints. It is seen that the tested algorithm can be used nearly as a black box without parameter settings and penalty factors of the constraints.

Rakennukset ja rakentajat Raision Ihalassa rautakauden lopulla ja varhaisella keskiajalla

Turun yliopiston arkeologian oppiaine tutki Raision Ihalan historiallisella kylätontilla, ns. Mullin eduspellolla, asuinpaikan, josta löydettiin maamme oloissa harvinaisen hyvin säilyneitä rakennusten puuosien jäännöksiä. Löytö on ainutlaatuinen Suomen oloissa ja sillä on kansainvälistäkin merkitystä, koska hyvin säilyneet myöhemmän rautakauden ja varhaisen keskiajan maaseutuasuinpaikat, joista tavataan puujäännöksiä, ovat harvinaisia erityisesti itäisen Itämeren piirissä. Rakennukset on ennallistettu käyttäen tiukkaa paikallisen analogian (’Tight Local Analogy’) metodia, erityisesti suoraa historiallista analogista lähestymistapaa. Tätä tarkoitusta varten muodostettiin aluksi arkeologinen, historiallinen ja etnografinen lähdemalli. Tämä valittiin maantieteellisesti ja ajallisesti relevantista tutkimusaineistosta pohjoisen Itämeren piiristä. Tiedot lounaisen Suomen rakennuksista ja rakennusteknologiasta katsottiin olevan tärkein osa mallia johtuen historiallisesta ja spatiaalisesta jatkuvuudesta. Lähdemalli yhdistettiin sitten Mullin arkeologiseen aineistoon ja analyysin tuloksena saatiin rakennusten ennallistukset. Mullista on voitu ennallistaa ainakin kuusi eri rakennusta neljässä eri rakennuspaikassa. Rakennusteknologia perustui kattoa kannattaviin horisontaalisiin pitkiin seinähirsiin, jotka oli nurkissa yhdistetty joko salvoksella tai varhopatsaalla. Kaikissa rakennuksissa ulkoseinän pituus oli 5 – 7 metriä. Löydettiin lisäksi savi- ja puulattioita sekä kaksi tulisijaa, savikupoliuuni ja avoin liesi. Runsaan palaneen saven perusteella on mahdollista päätellä, että katto oli mitä todennäköisimmin kaksilappeinen vuoliaiskatto, joka oli katettu puulla ja/tai turpeella. Kaikki rakennukset olivat samaa tyyppiä ja ne käsittivät isomman huoneen ja kapean eteisen. Kaikki analysoitu puu oli mäntyä. Ulkoalueelta tavattiin lisäksi tunkioita, ojia, aitoja ja erilaisia varastokuoppia. Rakennukset on ajoitettu 900-luvun lopulta 1200-luvun lopulle (cal AD). Lopuksi tutkittiin rakennuksia yhteisöllisessä ympäristössään, niiden ajallista asemaa sekä asukkaiden erilaisia spatiaalisia kokemuksia ja yhteyksiä. Raision Ihalaa analysoidaan sosiaalisen identiteetin ja sen materiaalisten ilmenemismuotojen kautta. Nämä sosiaaliset identiteetit muodostuvat kommunikaatioverkostoista eri spatiaalisilla ja yhteisöllisillä ta¬soilla. Näitä eri tasoja ovat: 1) kotitalous arjen toimintoineen, perhe ja sukulaisuussuhteet traditioineen; 2) paikallinen identiteetti, rakennus, rakennuspaikka, asuinpaikan ympäristö ja sen käyttö, (maa)talo ja kylä; 3) Raision Ihalan kylä laajemmassa alueellisessa kontekstissaan pohjoisen Itämeren piirissä: kauppiaiden ja käsityöläisten kontaktiverkostot, uskonnollinen identiteetti ja sen muutokset.

Verkkokaupan logistiikkaratkaisu

Tässä työssä selvitetään miten peltikattoja ja niiden oheistarvikkeita verkkokaupoissa myyvä yritys voi alkaa myydä ristiin eri valmistajien kattoja ja sadevesijärjestelmiä. Työssä tarkastellaan niin tehokkaan logistiikan kuin verkkokaupan vaatimuksia, sekä sitä miksi näitä tuotteita kannattaa myydä verkkokaupassa eikä perinteiseen tapaan rautakaupoissa. Tehokkaan logistiikan mahdollistamiseksi tuotteiden kokoa on muutettava – pitkien tuotteiden kuljettaminen on aina kallista. On pyrittävä käyttämään standardikokoisia kuljetus- ja käsittely-yksiköitä, jolloin kuljetuskustannukset alenevat ja käsittely helpottuu ja nopeutuu. Runkokuljetuksissa keskusvarastoihin pyritään täysiin kuormiin, kun taas jakelukuljetuksissa asiakkaille on pyrittävä kustannustehokkuuteen ja kattavaan palveluverkostoon, jollaisen tarjoaa esimerkiksi Matkahuolto. Verkkokaupoissa sadevesijärjestelmiä myydään kahdella eri tavalla. Kattopaketti.fi -verkkokaupassa asiakas käyttää kattonsa mitoittamisessa pienoisohjelmaa, johon hän syöttää pyydetyt mitat. Peltikauppa.com toimii tavalliseen tapaan, jolloin asiakas valitsee haluamansa tuotteet valikoimasta. Rakennustarvikkeet ovat puuttuneet verkkokaupoista niiden hankalan logistiikan vuoksi. Tuotteet ovat isoja, kömpelöitä ja niitä tarvitaan määrällisesti paljon. Keskittymällä yhteen tuoteryhmään ja hiomalla sen logistiikka kuntoon, on verkkokaupan kuitenkin mahdollista pystyä kilpailemaan perinteisiä hankintakanavia vastaan.