Progettazione strutturale parametrica di strutture a volta: il caso studio della moschea di Dakar - Senegal = Parametric structural design of vaulted structures: the case study of the mosque in Dakar - Senegal

Negli ultimi anni, lo sviluppo sempre maggiore di nuove tecniche di progettazione assistita da computer, come la modellazione parametrica, ha facilitato il disegno di superfici 3D a forma libera nelle strutture rendendo le architetture sempre più accattivanti, creative e raffinate superando i vincoli e i limiti geometrici. La progettazione di nuove forme strutturali complesse combinata con l’utilizzo di nuovi strumenti di calcolo permettono la costruzione delle strutture garantendo delle prestazioni ottimali di progetto con costi e tempi ridotti. È di fondamentale importanza, infatti, la collaborazione costante tra le due cose, mettendo in seguito davanti al progettista diverse soluzioni orientate alla ricerca di un comportamento ottimizzato delle strutture sotto diversi punti di vista. In altre parole si possono mettere a confronto diverse soluzioni individuando la configurazione progettuale ottimale che, soggetta a vincoli, soddisfi i requisiti fornendo le migliori prestazioni. Il caso studio di cui si occupa questa tesi è la copertura a doppia curvatura di una moschea progettata per la città di Dakar in Senegal dallo studio “Fragomeli+Partners” in collaborazione con la “Wafai Architecture”. L’obiettivo sarà quello di addentrarsi nel campo della progettazione parametrica per la modellazione della copertura impostando un algoritmo composto da parametri messi in relazione tra di loro e che possono essere variati in maniera precisa e veloce. Successivamente alla progettazione parametrica la copertura a gridshell in acciaio sarà modellata utilizzando metodologie di form-findig e di Multi- Body Rope Approach in quanto sfruttano la forma stessa della struttura per la ricerca della più efficiente. Nei primi capitoli sono analizzate diverse moschee, dalle più antiche (a partire da quella che viene definita la prima moschea costruita) alle più moderne, studiando quelli che sono gli elementi architettonici caratteristici che le compongono, quali sono le diverse tipologie di moschee e come variano in relazione ai luoghi in cui sono costruite. Sono identità complesse che permettono l’interazione e la coesistenza di diverse culture, tradizioni, arti e architetture internazionali e locali. Successivamente saranno analizzate le architetture più importanti e gli architetti che maggiormente hanno contribuito allo sviluppo delle seguenti tipologie di strutture: le concreteshells, le brickshells e le gridshells. Il fulcro della tesi è il quarto capitolo in cui ci si avvale dell’utilizzo di Grasshopper, plug-in di Rhino, uno degli strumenti di modellazione algoritmica più avanzati per la progettazione parametrica della copertura. Successivamente la copertura sarà modellata anche con metodo di form-finding (utilizzando il plug-in di Grasshopper Kangaroo) e con il Multi-Body Rope Approach (studio innovativo sul form-finding per le gridshell) ottenendo come risultato finale tre geometrie simili tra di loro. Infine sarà eseguita l’analisi strutturale mediante il plug-in di Grasshopper Karamba3D di tutte e tre le geometrie precedentemente modellate le quali saranno soggette a dei carichi permanenti strutturali e non e a carichi variabili che saranno calcolati e affrontati nel dettaglio.