ESPLORAZIONE DELLE GEOMETRIE FUNICOLARI E ANTIFUNICOLARI ATTRAVERSO LA STATICA GRAFICA INTERATTIVA = EXPLORATION OF AXIAL-ONLY GEOMETRIES THROUGH INTERACTIVE GRAPHIC STATICS

La statica grafica è stata la procedura più diffusa per definire la geometria strutturale dal 18° al 19° secolo. Contrariamente alle tradizionali tecniche di ottimizzazione strutturale, che sono in genere condotte manipolando la geometria della struttura, l'approccio presentato in questa tesi stabilisce una soluzione al problema per mezzo dell’utilizzo della statica grafica, dove l'ottimizzazione strutturale è condotta basandosi su reciproche relazioni grafiche tra geometria della struttura e forze. L'approccio proposto presenta diverse caratteristiche interessanti rispetto agli approcci tradizionali, infatti non è necessario calcolare le rigidità degli elementi. Inoltre lavorando sul diagramma delle forze, viene garantito l'equilibrio della soluzione e non sono necessari ulteriori metodi per far rispettare questa condizione.Il recente uso di metodi di ricerca di forme basati su approcci numerici ha portato alla scomparsa della statica grafica, diminuendo la comprensione del comportamento strutturale e modificando l’approccio alla progettazione. Tuttavia, oggi l'uso di elaboratori elettronici ci consente di facilitare gli studi nel campo della progettazione, percependo come le forze interne cambino attraverso il poligono delle forze, dando così all'utente la possibilità di esplorare diverse soluzioni equilibrate. Ciò fornisce una maggiore versatilità nel trovare nuove efficienti configurazioni strutturali durante le prime fasi di progettazione, colmando il divario tra la modellazione architettonica e l'analisi strutturale.Questa tesi presenta innanzitutto una panoramica del concetto di funicolarità e introduce le basi della statica grafica. Successivamente, viene descritto lo sviluppo di uno strumento orientato alla progettazione denominato “AEQUILIBRIUM”, che ha lo scopo di permettere l'esplorazione di una vasta gamma di soluzioni funicolari e antifunicolari per diversi vincoli e distribuzioni del carico. Tale software mostra come i momenti flettenti in una geometria bidimensionale possano essere eliminati, traducendosi in strutture prive di flessione che forniscono risposte innovative alle richieste combinate di versatilità e ottimizzazione dei materiali. Questo strumento viene implementato in un nuovo ambiente interattivo, in cui la modellazione geometrica e la valutazione strutturale sono mescolati per sfruttare il loro potenziale combinato. In seguito verranno illustrati diversi problemi di progettazione per dimostrare l'ampia gamma di applicazioni. Infine verrà presentato un caso di studio, la Scultura di Cristina Iglesias per la Fondazione Norman Foster di Madrid, dove è stato utilizzato il concetto di funicolarità per definire la struttura di supporto della scultura.In sintesi, questo lavoro amplia notevolmente la gamma di possibili geometrie strutturali che mostrano un comportamento privo di flessione e, di fatto, apre nuove possibilità per i progetti che combinano soluzioni ad alte prestazioni con la libertà architettonica.