Modelli di studio 3

In questo modello abbiamo cambiato l'approccio nella composizione progettuale. Infatti invece di coprire l'area con un unico telo, abbiamo pensato di lavorare su un singolo modulo. 

Il sistema costruttivo del modulo è basato un sistema di tiranti e puntoni (simulati in questo caso con dei pali di dimensioni maggiore).

Accostando alcuni di questi moduli abbiamo simulato efficacemente i puntoni.

Modelli di studio 1

La serie di plastici di studio che presentiamo assolvono la funzione di analizzare le possibilità costruttive e progettuali implicite nell'utilizzo delle membrane tese. 

Nel dettaglio, il primo modello è realizzato partendo da una forma regolare in pianta.
Dopo aver fissato alcuni punti, attraverso l'uso di viti di diverse altezza e diverse posizioni, abbiamo scelto una forma che ci soddisfacesse evitando di sottoporre ad eccessivo sforzo solo alcune parti delle membrana.

Caso di studio: Grande Arche

Il PTFE, materiale usato per la tensostruttura sita sotto le Grande Arche de La Défence, garantisce rispetto al tessuto in poliestere/PVC migliori prestazioni di durata (superando in genere i 25 anni)  e di inerzia chimica nei confronti degli agenti atmosferici e radiazione solare. 

La traslucenza delle fibre di vetro lo rendono adatto laddove siano necessari elevati livelli di illuminamento negli ambienti interni. Dato il costo maggiore (180 €/mq) rispetto il PVC o il vetro siliconato (rispettivamente 40€/mq e 80€/mq), è maggiormente indicato per coperture temporanee, come stadi o coperture fieristiche. 

Nemi

Dell'intero complesso di Nemi, ampio e variegato, proponiamo un primo intervento sull'area delle celle donarie. Data la conformazione planimetrica regolare, abbiamo in entrambe le ipotesi lavorato su un principio reiterazione di un medesimo elemento. 

Il primo esperimento prevede l'alternanza di archi in metallo, che tendono la copertura nella zona superiore delle celle; dei puntoni inclinati la tengono in tensione, in modo da individuare un percorso.

Il secondo esperimento ripropone i medesimi puntoni, anche se più radi. Tali puntoni assolvono il compito di sorreggere in tensione la copertura mantenendola nella configurazione desiderata. 

Lucus Feroniae III

Un interessante punto di vista, che prescinde dalla tradizionale percorrenza dell'area, è ad ovest del lotto, alle spalle dell'agglomerato urbano. Da qui si può vedere non solo l'impatto che avrebbe una tensostruttura su quest'area, ma anche quale siano le sue strategie costruttive. 

Ciò che risulta particolarmente chiaro la difformità di intenti tra la nostra proposta e la struttura precedente.  

Tensione aste

Per sintetizzare i risultati ottenuti nella prove eseguite con Rhino, abbiamo provato a dare una gradazione di colore a ciascuna asta della tensostruttura. In rosso abbiamo indicato le aste maggiormente sollecitate; la gradazione dal giallo al verde indica le aree con minore sforzo tesionale e le aree compresse.

Cotilia

L'area delle Terme di Vespasiano a Cotilia, nei pressi di Rieti, è, tra quelle visitate, la meno accessibile e con peggior stato di conservazione. Questo renderebbe un possibile intervento di rilievo e di progetto molto più complesso che negli altri casi proposti.

L'intervento che proponiamo è analogo alla prime sperimentazioni che abbiamo già adottato nell'area di Lucus Feroniae, ed ha quindi come vantaggio la possibilità di essere montato in breve tempo senza la necessità di dover installare ponteggi temporanei.

Lucus Feroniae II

Ci troviamo ancora al Lucus Feroniae, questa volta abbiamo provato ad assumere una diversa posizione, più centrale rispetto all'area. 

Lucus Feroniae I

L'area del Lucus Feroniae ha fin dall'inizio attirato più delle altre la nostra attenzione per la varietà degli spazi, la complessità delle percezioni, la diversità delle aree. Al momento ci siamo concentrati sulla zone dell'antico quartiere delle abitazioni; abbiamo fatto molti tentativi, due dei quali sono proposti qui di seguito. 

Caso di studio: Olympiapark Monaco

 

“Utopia è termine ambiguo, applicabile in senso rigoroso forse soltanto ad alcune scenografie dell’Archigram Group. Per il resto, si tratta di ipotesi concrete, riguardanti un domani paurosamente vicino che urge predisporre per evitare incalcolabili catastrofi”

                                                                                   Bruno Zevi "Storia dell'architettura moderna"     

Caso di studio: ponte sul Basento (1967-1976)

Il ponte sul Basento è stato progettato e costruito a partire dal 1967 dall'ingegnere Sergio Musmeci.

L'unicità dell'opera risiede nell'innovativa concezione progettuale che vede l'anteporre l'ottimizzazione della superficie e la massimizzazione dell'efficacia strutturale agli aspetti figurativi. 

La forma della struttura infatti non doveva essere definita a priori per poi verificarne i margini di sicurezza, ma doveva derivare da un processo di ottimizzazione del suo regime statico. 

Come sappiamo, data la superficie di un guscio sottile, attraverso le equazioni differenziali di equilibrio, è possibile in linea teorica trovare gli sforzi interni. Musmeci ribalta i termini della questione osservando che stesse equazioni consentirebbero di trovare, fissato un certo regime di sforzi,  la forma della superficie. 

<<Inoltre per sfruttare al meglio le proprietà meccaniche del calcestruzzo, impone che gli sforzi siano di compressione uniforme ed isotropa: una superficie a compressione uniforme, che è caratterizzata, tra l'altro, da curvature principali di uguale valore assoluto e di segno opposto, presenta uno sviluppo superficiale minimo per un contorno prefissato (superficie minima)>>[1]. 

L'ingegnere per la concretizzazione di un così ambizioso progetto segue, nei dieci hanno che lo tennero impegnato, molteplici approcci per verificare la validità delle sue ipotesi. Egli infatti alterna, in modo non sempre consequanziale, approcci empirici, attraverso lo studio del comportamento di modelli fisici, approcci matematici, approcci di statica grafica e di elementi finiti. 

                                                               

[1] Rinaldo Capomolla, "Il ponte sul Basento di Sergio Musceci". Il progetto della forma strutturale prima dell'avvento del calcolo automatico. http://www.aising.it/docs/atticonvegno/p1143-1152.pdf

Ottimizzazione di forma_GID

Analoghi risultati di ottimizzazione della forma posso essere ricavati anche con un simulatore numerico, GID.

  

dopo aver dichiarato al programma quale genere di analisi dovesse svolgere (Problem Type-> formfind), sono stati individuati i nodi e disegnata la superficie

creazione della mesh a partire dalla superficie e la suddivisione in triangoli

assegnazione degli spostamenti nodali

calcolo della forma ottimizzata










analisi dei risultati ottenuti grazie alla visualizzazione dello stato tensionale

Point displacement

Seguendo la stessa procedura del post precedente, abbiamo pensato che sarebbe stato interessante vedere come la superficie viene stressata se a partire da una configurazione iniziale spostiamo i punti di ancoraggio, facendo sì che la superficie tenda a tornare al suo stato non deformato.

In questo modo lo stato di tensione della mesh sarà determinato dallo spostamento dei punti di ancoraggio. 

Infine lo stato tensionale della superficie è rappresentato grazie all'uso di un gradiente.

                

Kangaroo - Mesh relaxation - Tutorial 2

                    Abbiamo avuto molte idee grazie anche alla ricerca di Daniel Piker!!
         
                    

Ottimizzazione forma I

Attraverso la combinazione di alcuni plug-in di Rhinoceros abbiamo tentato un primo approccio per l'ottimizzazione di forma. Con un plug-in parametrico, Grasshopper, ed un simulatore fisico, Kangaroo abbiamo disegnato una mesh ottimizzandone la forma. 

Dopo la scelta dei punti di ancoraggio e la determinazione della mesh, tramite alcuni comandi possiamo simulare una forza variabile di attrazione tra i vertici dei triangoli che compongono tale mesh ed ottenere quindi una minimizzazione della forma. 

Ipotizzando che al variare dell'area di ciascun triangolo se ne individui lo stato tensionale,  abbiamo rappresentato questo risultato con un gradiente. 

Infine, con un altro comando di Kangaroo abbiamo potuto applicare a ciascun punto una forza che, una volta individuatane intensità e verso, simuli la gravità.

                
   

Santuario Nemi

Riferimenti: Sergio Musmeci

"Non si può essere soddisfatti di un metodo progettuale che confini l'uso di strumenti razionali al solo processo di verifica, lasciando l'invenzione della forma ad atti progettuali gratuiti o assistiti solo dall'intuizione o dall'esperienza.
Abbiamo metodi di calcolo che possono avere qualsiasi grado di sofisticazione desiderabile per calcolare strutture già progettate, ma manca una teoria delle forme strutturali che aiuti a progettarle".

Sergio Musmeci "Le tensioni sono incognite"     

           

Ostia Antica

 

Terme Cotilia