Strategia di Ottimizzazione Strutturale per Torri Radio Strallate basata sulla OAPI di SAP2000

In questa tesi viene eseguita una size-optimization di una torre strallata utilizzata per le radiocomunicazioni. Il caso studio analizzato rappresenta una soluzione di notevole interesse ingegneristico grazie all'evoluzione delle reti mobili 5G e 6G. Per questa ragione, questo particolare tipo di struttura è stato adottato come focus principale di questa tesi. La prima grande sfida è stata quella di gestire l'Application Programming Interface, o API, per creare il modello strutturale in un software FEM, partendo da una routine esterna gestita con Matlab®. Inoltre, il comportamento non lineare degli stralli è stato preso in considerazione durante l'analisi. Da un punto di vista strutturale, la struttura è stata studiata secondo le norme attuali vigenti, le NTC2018. Nonostante ciò, è importante notare che l'obiettivo di questo studio non è quello di condurre un'analisi strutturale troppo rigorosa, ma bensì di ottenere risultati rilevanti in termini di ottimizzazione strutturale. Tuttavia, l'analisi statica e dinamica è stata condotta con lo scopo di fornire scenari realistici durante la fase di verifica delle sezioni. D’altronde, proprio per evidenziare la coerenza di questo lavoro, l'azione del vento è stata valutata adottando norme tecniche più specifiche, secondo il Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR). La seconda sfida è stata quella di eseguire analisi multiple per trovare la soluzione ottimale utilizzando l'Algoritmo Genetico (GA). Il GA è stato incorporato nel codice API, e una volta eseguito, ad ogni iterazione, l'analisi strutturale è stata eseguita utilizzando SAP2000. A quel punto, la difficoltà principale era rappresentata dallo sforzo computazionale dell'intera procedura. Per ovviare al problema è stato possibile evitare l'apertura dell'interfaccia grafica di Sap2000 ottenendo uno script, utilizzato per il processo di ottimizzazione, più leggero e veloce. Nella sezione introduttiva, viene proposta una discussione teorica sulle membrature in acciaio compresse e la teoria della stabilità elastica. Sono inoltre forniti maggiori dettagli sulla stabilità elastica delle colonne con controventi elastici intermedi. Nel secondo capitolo, è riportata una panoramica sui principi dell’ottimizzazione strutturale, in cui vengono descritte le tecniche e le strategie di ottimizzazione più famose. Nel capitolo 5, la valutazione dei carichi gravanti sulla struttura e l'analisi statica e dinamica sono state condotte in conformità con le attuali normative tecniche. Nel capitolo 7 vengono analizzati diversi scenari di ottimizzazione con l'obiettivo di minimizzare il peso totale della struttura. E’ complessivamente eseguita una analisi di sensibilità al fine di indagare quali sono le variabili che influenzano il comportamento e l’analisi strutturale stessa. Dopodichè, segue una discussione preliminare sui risultati ottenuti. Infine, una volta che il caso studio è stato valutato e l'ottimizzazione strutturale è stata eseguita, si procede ad una discussione approfondita dedicata al confronto tra la struttura di partenza e quella ottimizzata ottenuta dai diversi scenari. Nel capitolo 8, dedicato alle conclusioni, vengono proposte alcune considerazioni relative agli sviluppi futuri della tesi.