Design computazionale ed evolutivo per il predesign di edifici alti a telaio = Computational and Evolutionary Design for the Predesign of Tall Frame Structures

La tesi esplora il potenziale del design computazionale integrato con algoritmi evolutivi per il predesign di edifici alti con sistema strutturale a telaio. È stato sviluppato un codice in Rhino 8 e Grasshopper per la generazione del modello, con analisi FEM condotte in Karamba 3D. L’ottimizzazione è stata affidata al plug-in Galapagos, impiegato per individuare la disposizione e la tipologia dei controventi e per definire famiglie di sezioni univoche per travi, pilastri e controventi. Parallelamente è stato utilizzato il modulo Optimize Cross Section, sia in modalità vincolata, per raggruppare elementi in famiglie coerenti di sezioni, sia in modalità libera, per assegnare sezioni distinte a ciascun elemento. I risultati mostrano che la combinazione tra design computazionale e algoritmi genetici può produrre soluzioni leggere ed efficienti, soprattutto in strutture regolari e simmetriche. Tuttavia, in assenza di vincoli, l’ottimizzazione tende a ridurre la massa a scapito della fattibilità ingegneristica, mentre Optimize Cross Section, se lasciato libero, genera distribuzioni di sezioni difficilmente interpretabili. L’esperienza suggerisce quindi che questi strumenti non possano sostituire metodi consolidati di ottimizzazione, ma rappresentano un valido supporto nelle prime fasi di progetto, quando l’obiettivo è esplorare soluzioni alternative in modo rapido e flessibile, nel rispetto delle normative. La tesi si articola in cinque capitoli: un’introduzione con il quadro teorico e le principali tecniche di ottimizzazione, un approfondimento sugli edifici alti e sulle strutture a telaio, la descrizione del programma sviluppato, la fase di ottimizzazione con Galapagos e, infine, diversi casi studio che hanno permesso di valutare l’efficacia del metodo variando vincoli di simmetria, disposizione dei controventi e carichi applicati. L’elaborato si conclude con una sintesi dei risultati e con l’indicazione di possibili sviluppi futuri, tra cui l’estensione dell’approccio all’analisi sismica.