A conclusione del corso di Edifici In Cemento Armato (Laurea Edile Magistrale), Universita' degli Studi di Napoli Federico II, la prof. ELENA MELE ha organizzato, lunedì 19 dicembre alle ore 13:30 a Piazzale Tecchio, il seminario Concezione e ottimizzazione di sistemi strutturali, che sarà tenuto dal prof. FRANCO BONTEMPI (Università di Roma La Sapienza). Sommario della lezione In questa lezione si presentano in maniera semplice e diretta i concetti che stanno alla base della concezione strutturale e le idee che possono permettere l’ottimizzazione di un sistema strutturale. Se è vero che gli aspetti che devono essere considerati in una progettazione sono i requisiti strutturali, i comportamenti meccanici elementari, gli aspetti critici della modellazione strutturale, l’impostazione della valutazione qualitativa e quantitativa delle prestazioni strutturali, questi temi devono essere amalgamati in una visione olistica, che presupponga prospettive di ordine superiore in cui entrano in gioco esperienza e conoscenza, per arrivare fino a indicazioni estetiche e interiori. Appare quindi essenziale avere concetti e idee chiare, anche semplici ma efficaci, capaci di affrontare direttamente i punti cruciali della progettazione di una struttura, vista come un sistema organico di parti ed elementi.

1. 1

2. CONCEZIONE E OTTIMIZZAZIONE
DI SISTEMI STRUTTURALI
Franco Bontempi
Ordinario di Tecnica delle Costruzioni
Facolta’ di Ingegneria Civile e Industriale
Sapienza Universita’ di Roma
franco.bontempi@uniroma1.it
2

3. 3

4. bio
0/5
4

5. 1983
5

6. 1993
6

7. 7
2003

8. 2013
8

9. progetto
1/5
9

10. Processo di analisi
e processo di sintesi (1)
DATI
CALCOLO
RISULTATI
START
END
START
END
MODIFICA
K=K+1
K=0
DATI
K
CALCOLO
RISULTATI
K
TEST
SI’ NO
Pre-processing
Post-processing
10

11. Processo di analisi
e processo di sintesi (2)
START
END
MODIFICA
K=K+1
K=0
DATI
K
CALCOLO
RISULTATI
K
TEST
SI’ NO
ANALISI
SINTESI
11

12. Hadamard
12

13. 13

14. S.L.E.
14

15. RESILIENCE
Time horizon
15

16. 16

17. 17

18. CONOSCENZA RICHIESTA
DA UN PROGETTO
EVOLUTIVO
CONOSCENZA
RICHESTA
DA UN PROGETTO
INNOVATIVO
BASE DI
CONOSCENZA
ATTUALE
La crescita di conoscenze
18

19. 19
Evolutive vs Innovative Design

20. Northrop YB-49
20

21. 21

22. 22

23. 23

24. 24
Horten Ho 229

25. Northrop Grumman B-2 Spirit
25

26. 26

27. Monoscocca
27

28. 28

29. Struttura tubulare
29

30. Flexibility
30

31. Integrazione / Specializzazione (1)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
33 34 35 36 37
41 42 43 44
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21 22 23 24 25
26 27 28 29
X
Z
L
h
31

32. F
F
F
F/5 F/5 F/5 F/5 F/5
32
Integrazione / Specializzazione (2)

33. http://www.slideshare.net/VinaySrivastava7/
shanghai-tower-
facadedesignprocess11102011
33

34. 34

35. 35

36. strutture
2/5
36

37. 37

38. CHARACTERISTICS
• Micro-level:
local size of the sections, i.e. thickness, area,
inertia, … (Detailed Geometry)
• Meso-level:
form of the structural element or structural part
(substructure), i.e. main longitudinal axis,
curvature, profile, … (Global Geometry)
• Macro-level:
connections of the different structural parts
(Load Path) 38

39. http://carat.st.bv.tum.de/caratuserswiki/index.php/Users:Structural_Optimization/General_Formulation
Design (Optimization) Levels
Micro-level:
local size of the sections,
i.e. thickness, area,
inertia, … (Detailed
Geometry)
Meso-level:
form of the structural
element or structural part
(substructure), i.e. main
longitudinal axis, curvature,
profile, … (Global Geometry)
Macro-level:
connections of the
different structural
parts (Load Path)
39

40. STRUCTURAL SYSTEM
40

41. ALTI
41

42. 42
42
raccolta trasmissione stabilizzazione

43. ES.
43

44. 44

45. 45

46. 46

47. 47

48. 48

49. LOAD PATH
49

50. 50
ES.

51. 51

52. ES.
52

53. 53

54. Multi-load path structure
54

55. 55

56. 56
56
Load Path

57. FORMA
57

58. VETTORE
58

59. FLESSIONE
59

60. SUPERFICIE
60

61. regolare/singolare
3/5
61

62. TRAVE DI DE SAINT VENANT
L
D
d
H x
62

63. 63
Drucker Beam Model

64. 64

65. Principio di Saint Venant:
trave a sezione compatta
A
B
C
b
F
F
C = F• b
F
F
2 • F
x
x
x
65

66. B-/D- Regions
A
B
C
D E
F
G
H
66

67. ES.
67

68. 68

69. 69

70. http://www.lemessurier.com/citigroup_center
70

71. 71

72. 72

73. criteri
4/5
73

74. 74

75. Criteria for traction
1
75

76. 76

77. 77

78. Connections
78

79. Criteria for compression
2
79

80. 80

81. 81

82. 82

83. 83

84. 84

85. 85

86. 86

87. 87

88. 88

89. 89

90. 90

91. 91

92. 92
Deformability
D

93. In vs. Out of plane
93

94. 94

95. 95

96. 96

97. 97

98. 98

99. 99
99

100. 100

101. http://carat.st.bv.tum.de/caratuserswiki/index.php/Users:Structural_Optimization/General_Formulation
Optimization Levels
Micro-level:
local size of the sections,
i.e. thickness, area,
inertia, … (Detailed
Geometry)
Meso-level:
form of the structural
element or structural part
(substructure), i.e. main
longitudinal axis, curvature,
profile, … (Global Geometry)
Macro-level:
connections of the
different structural
parts (Load Path)
101

102. 102
micro

103. 103

104. 104
104

105. 105
macro
topology
sizing

106. ES.
106

107. 107

108. 108

109. 109

110. 110
DIAGRID systems

111. The Bow
111

112. 112

113. 113

114. 114
Leadenhall Building

115. 115

116. 116

117. Criteria for flexion
3
117

118. 118

119. 119
ES.

120. flexural truss
120

121. 121
lama di controventamento

122. 122

123. Evolutive vs Innovative Design
123

124. Flexion basic
124

125. 125

126. 126

127. 127

128. 128

129. One location
129

130. The nature of optimum (1)
130

131. The nature of optimum (2)
A sub-optimal
solution
to a problem is one
that is less than
perfect.
Slack situation: loose and not pulled
tight.
131

132. Two location
132

133. http://en.wikipedia.org/wiki/Mechanical_floor
133

134. 134
D-region

135. Shear type
4
135

136. Shear type
136

137. Couplings
137

138. 138
More Couplings

139. 139

140. 140

141. Shear lag (1)
141

142. 142

143. 143
ES.

144. 144

145. wtc-hat-truss
145

146. Shear lag (2)
146

147. 147

148. 148

149. Tubes
149

150. 150

151. 151

152. Material distribution
F
152

153. Ribs
153

154. 154

155. 155

156. Toward mega
156

157. 157
ES.

158. 158
ES.

159. micro
159

160. macro
160

161. 161
ES.

162. 162
TheChinaInternationalTrustandInvestmentCompany(CITIC)Plaza,1997

163. conclusioni
5/5
163

164. 164

165. 165
Grumman X 29

166. 166

167. 167

168. 168

169. 169

170. 170

171. 171

172. 172

173. 173

174. • A conclusione del corso di Edifici In Cemento Armato (Laurea Edile
Magistrale), la prof. ELENA MELE ha organizzato, lunedì 19 dicembre alle ore
13:30 a Piazzale Tecchio, il seminario Concezione e ottimizzazione di sistemi
strutturali, che sarà tenuto dal prof. FRANCO BONTEMPI (Università di Roma
La Sapienza).
• Sommario della lezione
• In questa lezione si presentano in maniera semplice e diretta i concetti che
stanno alla base della concezione strutturale e le idee che possono
permettere l’ottimizzazione di un sistema strutturale.
• Se è vero che gli aspetti che devono essere considerati in una progettazione
sono i requisiti strutturali, i comportamenti meccanici elementari, gli aspetti
critici della modellazione strutturale, l’impostazione della valutazione
qualitativa e quantitativa delle prestazioni strutturali, questi temi devono
essere amalgamati in una visione olistica, che presupponga prospettive di
ordine superiore in cui entrano in gioco esperienza e conoscenza, per
arrivare fino a indicazioni estetiche e interiori.
• Appare quindi essenziale avere concetti e idee chiare, anche semplici ma
efficaci, capaci di affrontare direttamente i punti cruciali della progettazione
di una struttura, vista come un sistema organico di parti ed elementi.
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175. CONCEZIONE E OTTIMIZZAZIONE
DI SISTEMI STRUTTURALI
Franco Bontempi
Ordinario di Tecnica delle Costruzioni
Facolta’ di Ingegneria Civile e Industriale
Sapienza Universita’ di Roma
franco.bontempi@uniroma1.it
175

176. https://www.youtube.com/c/FrancoBontempi

177. 177