Computational design: come ottimizzare un solaio di copertura di grandi dimensioni in legno lamellare

case in paglia
Casa prefabbricata legno e paglia in provincia di Mantova
1 Giugno 2020

DESCRIZIONE DEL PROGETTO
In questo progetto Studiofornale è stato incaricato di ricercare la soluzione strutturale ottimale per la realizzazione di un solaio di copertura.

Trattasi del solaio di copertura di un grande polo logistico di 25.000mq da realizzare in Sao Paolo, Brasile.

Il solaio di copertura sarà realizzato in legno lamellare GLT.

Lavorando su solai di queste dimensioni è importantissimo ottimizzare al meglio sia le strutture in legno che i relativi sistemi di connessione. Piccole differenze ed economie possono rivelarsi fondamentali nell'acquisizione o meno di importanti commesse.

Per l'ottimizzazione del solaio abbiamo scelto di avvalerci di strumenti di modellazione parametrica.

STRATEGIA APPLICATA
Il solaio di copertura è composto da 50 moduli di dimensioni 22x22,5mt.

Abbiamo testato differenti soluzioni in termini sia di schemi statici che di dimensioni degli stessi.

Uno tra i vincoli progettuali era la dimensione massima delle travi pari a 11,8mt a causa delle dimensioni dei container per il trasporto via mare.

L'obbiettivo è stato quello di trovare la soluzione piu conveniente in termini di costo del sistema legno/connessioni.

COMPUTATIONAL DESIGN
Abbiamo scelto di impiegare strumenti del design computazionale per automatizzare il processo di ottimizzazione della struttura.

Era infatti necessario poter valutare le soluzioni numeriche di deformata e peso della struttura al variare di numerosi parametri.

Abbiamo analizzato 3 scenari differenti: travi con nodo "moment resisting" in mezzeria (a causa delle dimensioni di trasporto via nave), travi reticolari e travi reticolari 3D. Il modello è stato discretizzato geometricamente per ogni configurazione impiegando il plug-in Grassopher, sviluppato in modalità FEM tramite il plug-in Karamba ed infine ottimizzato con il il plug-in Octopus.

 

RISULTATI
Per ogni schema statico sono state dimensionati i sistemi di connessioni e modellare le relative rigidezze.

Il processo iterativo si è concluso con l'ottimizzazione delle strutture in legno lamellare e del relativo sistema di connessione (decisivo in termini di rigidezza per la determinazione delle deformate).

Al termine del processo sono stati computati i costi associati al legno lamellare, ai sistemi di connessione e alle piastre in acciaio da interporre per realizzare le connessioni.