Il corso vuole introdurre in maniera semplice i concetti, i metodi, gli strumenti necessari all’ottimizzazione di una struttura in termini di capacità prestazionali e sicurezza. L’attenzione è focalizzata sulle idee e sulle applicazioni, nella convinzione che gran parte dei dettagli algoritmici, seppure fondamentali nelle applicazioni più sofisticate, possano essere rimandati a successivi approfondimenti: questo anche alla luce degli strumenti computazionali moderni che permettono di concentrarsi sulla progettazione concettuale dei sistemi strutturali nelle forme più attuali. Gli studenti potranno quindi essere capaci di impostare e comprendere i processi ideativi alla base delle moderne forme strutturali che si presentano per le coperture, i ponti e gli edifici alti.

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DOTTORATO DI RICERCA IN INGEGNERIA STRUTTURALE E GEOTECNICA
Corso di Dottorato:
INTRODUZIONE ALL’OTTIMIZZAZIONE STRUTTURALE
Docente: Franco Bontempi
franco.bontempi@uniroma1.it
2015 - aprile, 15-22-29, maggio, 6-20-27, ore 15-19, Aula Riunioni Dipartimento.
Obiettivo del corso.
Il corso vuole introdurre in maniera semplice i concetti, i metodi, gli strumenti necessari
all’ottimizzazione di una struttura in termini di capacità prestazionali e sicurezza.
L’attenzione è focalizzata sulle idee e sulle applicazioni, nella convinzione che gran
parte dei dettagli algoritmici, seppure fondamentali nelle applicazioni più sofisticate,
possano essere rimandati a successivi approfondimenti: questo anche alla luce degli
strumenti computazionali moderni che permettono di concentrarsi sulla progettazione
concettuale dei sistemi strutturali nelle forme più attuali. Gli studenti potranno quindi
essere capaci di impostare e comprendere i processi ideativi alla base delle moderne
forme strutturali che si presentano per le coperture, i ponti e gli edifici alti.

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Contenuti.
Parte I: aspetti generali
• Definizione formale delle attività di analisi e progettazione strutturali. Contesti
evolutivi e innovativi. Definizione di sistema strutturale. Rappresentazione e
scomposizione. Geometria parametrica, ricorsiva, frattale. Regioni diffusive e regioni
alla Bernulli-Navier. Aspetti costruttivi.
• Requisiti strutturali. Percorso di equilibrio. Qualità elementari: rigidezza, resistenza,
duttilità, stabilità. Qualità sistemiche: durabilità, robustezza, resilienza.
• Criteri di progetto. Comportamenti elementari: distribuzione delle aree per azione
assiale, per flessione, per shear-lag. Schemi resistenti elementari: per forma, per
azione vettoriale, per sezione, per superficie.
• Problema di ottimo. Criteri di ottimalità. Robustezza della soluzione numerica.
Soluzioni subottimali. Post-processing euristici.
• Livelli di ottimizzazione. Ottimizzazione sul dimensionamento: sizing e full stressed
design (FSD). Ottimizzazione morfologica: tecniche evolutive e di ispirazione biologica
(ESO). Ottimizzazione topologica. Implementazione dei diversi livelli con codici di
calcolo automatico.
Parte II: applicazioni
• Ottimizzazione di connessioni strutturali: collegamenti fra elementi prefabbricati.
• Ottimizzazione di strutture di supporto: il caso di sistemi in acciaio per il supporto di
turbine eoliche offshore.
• Individuazione e ottimizzazione dello schema resistente in edifici alti. Disposizione
dei sistemi di controventamento e loro configurazione. Sottostrutture di outrigger.
Sistemi diagrid.
• Identificazione e ottimizzazione di schemi resistenti nelle strutture in conglomerato
armato attraverso modelli S&T e SP.
• Procedimenti di anti-ottimizzazione per la caratterizzazione della risposta strutturale
e per le valutazioni di sicurezza e di performance.
• Procedimenti di anti-ottimizzazione per la caratterizzazione delle strutture in termini
di robustezza.
Riferimenti principali.
Herbert Simon, The Sciences of Artificial. - Peter W. Christensen, Anders Klarbring,
An Introduction to Structural Optimization. - Belegundu A. D., Chandupatrala T.R.,
Optimization Concepts and Applications in Engineering, - Engel, Structural Systems.
Daniel L. Schodek, Martin Bechthold, Structures. - W. McGuire, R.H. Gallagher,
R.D.ZIemian, Matrix Structural Analysis. - M. Sarkisian, Designing Tall Buildings.
Structure as Architecture.
Il corso fornisce 4 CFU ed è gratuito ma è necessario prenotarsi con un
messaggio alla Sig.ra Daniela Menozzi, Segretaria Dottorato di Ricerca in
Ingegneria Strutturale e Geotecnica, daniela.menozzi@uniroma1.it .