Corso di dottorato

Basi di OTTIMIZZAZIONE STRUTTURALE

Docente: Prof. Ing. Franco Bontempi, Ordinario di Tecnica delle Costruzioni

Dipartimento di Ingegneria Strutturale e Geotecnica

Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale della Università degli Studi di Roma La Sapienza

franco.bontempi@uniroma1.it

Dettagli: Via Eudossiana 18, 00184 Roma – 6 luglio 2016, totale di 8 ore.

Il corso introduce i concetti e le idee di base dell’ottimizzazione strutturale e, più in generale, della

concezione strutturale. Questi aspetti sono quelli che guidano la progettazione e riguardano: requisiti

strutturali, comportamenti meccanici elementari, aspetti critici della modellazione strutturale,

impostazione della valutazione qualitativa e quantitativa delle prestazioni strutturali. Nelle ore del

presente modulo, sono esaminati gli aspetti più teorici, mentre nel corso di formazione collegato è

dato spazio a casi applicativi critici. Alla frequenza di entrambi i corsi, previo superamento di esame,

saranno rilasciati 5 CFU.

Modalità di iscrizione e quota di iscrizione sono quelle del collegato corso di formazione.

MACRO-LEVEL MESO-LEVEL MICRO-LEVEL

DESIGN

VARIABLES

PE

RF

OR

MA

NC

E

LE

VE

LS

MA

CR

O-L

EV

EL

ME

SO

-LE

VE

LM

ICR

O-L

EV

EL

Programma

Mercoledì 6 luglio 2016

09.30 10.15

Definizione formale delle attività di analisi e progettazione strutturali. Contesti evolutivi e innovativi

10.15 11.00

Definizione di sistema strutturale. Rappresentazione e scomposizione. Regioni diffusive e alla Bernoulli-Navier.

Intervallo

11.30 12.15

Requisiti strutturale. Percorso di equilibrio. Qualità elementari: rigidezza, resistenza, duttilità, stabilità. Qualità sistemiche: durabilità, robustezza, resilienza.

12.15 13.00

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.

Pausa

14.00 14.45

Problema di ottimo. Criteri di ottimalità. Robustezza della soluzione numerica. Soluzioni subottimali. Post-processing euristici.

14.45 15.30

Livelli di ottimizzazione. Ottimizzazione sul dimensionamento: sizing e full stressed design (FSO).

Intervallo

16.00 16.45

Ottimizzazione morfologica: tecniche evolutive e di ispirazione biologica (ESO). Ottimizzazione topologica. Implementazione dei diversi livelli con codici di calcolo automatico.

17.00 17.30

Applicazione ad edifici alti.

18.00 Conclusioni della giornata

Corso di formazione

LA PROGETTAZIONE STRUTTURALE ATTRAVERSO L’ANALISI DI CASI

CRITICI

Coordinatore: Prof. Ing. Franco Bontempi, Ordinario di Tecnica delle Costruzioni

Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale della Università degli Studi di Roma La Sapienza

franco.bontempi@uniroma1.it

Dettagli: Via Eudossiana 18, 00184 Roma - 7 e 8 luglio 2016, totale di 16 ore - quota iscrizione

290 euro.

Informazioni e iscrizioni: analisi-strutturale@uniroma1.it - tel. 0644585072

Il presente corso vuole illustrare i concetti, i metodi e gli strumenti della progettazione strutturale e

della ottimizzazione strutturale attraverso l’illustrazione di casi concreti e specifici. Troppo spesso,

infatti, si hanno rappresentazioni di metodologie in maniera asettica e avulsa dal reale contesto

applicativo, con il risultato che non si riescono, da una parte, a cogliere i limiti effettivi di applicabilità e,

dall’altra, ad apprezzare le concrete potenzialità presenti. Questo risulta in particolare evidente in una

certa tendenza dei corsi universitari delle facoltà di ingegneria, dove si assiste a una deriva verso

aspetti sempre più teorici ma effimeri nella pratica risoluzione dei problemi presenti. Un ulteriore

aspetto controverso risulta essere la focalizzazione sugli aspetti normativi prima che sulle vere

caratteristiche intrinseche del problema strutturale da affrontare. Infine, permane alle volte una

dicotomia tra simulazione numerica e sperimentazione fisica.

La significatività dei casi presentati in questo corso, casi che ovviamente non esauriscono la enorme

varietà della realtà, è rappresentata dalla loro intrinseca criticità: sono situazioni di progetto in cui si

sono avuti forti condizionamenti e precisi vincoli relativamente a prestazioni da ottenere, condizioni

ambientali influenti durabilità, limiti dimensionali e complessità geometrica, peso e facilità costruttiva.

In tutti questi casi, partendo dai concetti teorici, si sono utilizzati strumenti di calcolo automatico e

prove sperimentali per inquadrare, affinare e definire la soluzione progettuale, con interazioni fra le

varie fasi che sono aspetti che il presente corso vuole puntualmente illustrare: proprio la discussione

di questi dettagli specifici della progettazione (concezione – modellazione – sperimentazione –

realizzazione), costituisce la specificità del corso.

Il corso è indirizzato sia a persone interessate alla ricerca, quali ricercatori e dottorandi, sia a persone

impegnate nel mondo del lavoro, quali professionisti e ingegneri impegnati nell’industria.

È prevista la distribuzione di materiale didattico e indicazione di letteratura tecnica e scientifica. Sarà

rilasciato a richiesta attestato di partecipazione ma non sono previsti CFP. Per i dottorandi, previo

superamento di esame, saranno rilasciati 5 CFU.

Programma

Giovedì 7 luglio 2016

Venerdì 8 luglio 2016

09.30 10.15

Natura del problema e criteri di progetto. – Franco Bontempi

Concetti essenziali di analisi strutturale in campo non lineare. – Chiara Crosti

10.15 11.00

Caso #1: Progetto di un elemento di supporto per travi in strutture intelaiate. – Franco Bontempi

Caso #4: Non linearità di materiale. Progetto ottimale di un supporto per orizzontamenti. – Franco Bontempi

Intervallo Intervallo

11.30 12.15

Modelli di progetto e di analisi / Modelli discreti e continui. – Franco Bontempi

Caso #5: Non linearità di contatto. Progetto di una connessione per centine. – Francesco Petrini

12.15 13.00

Concetti essenziali di modellazione numerica e ottimizzazione strutturale. – Franco Bontempi

Progettazione supportata da sperimentazione e modellazione numerica. – Chiara Crosti

Pausa Pausa

14.00 14.45

Caso #2: Progetto di una piastra di supporto in materiali innovativi e sostenibili. – Stefania Arangio

Caso #6: Ruolo delle non linearità di contatto nel progetto di barriere di ritenuta. – Alessandro Greco

14.45 15.30

Individuazione del materiale con riferimento a rigidezza, resistenza e durabilità attraverso prove sperimentali. – Stefania Arangio

Caso #7: Progetto e modellazione di connessioni di elementi in C.A. in zona sismica. – Franco Bontempi

Intervallo Intervallo

16.00 16.45

Caso #3: Progetto di un dispositivo per il recupero di energia da vibrazioni. – Francesco Petrini

La sperimentazione numerica e fisica come motore di conoscenza. – Konstantinos Gkoumas

16.45 17.30

Progettazione assistita da sperimentazione in galleria del vento. – Francesco Petrini

Sintesi del corso: concetti, metodi, strumenti. – Franco Bontempi

18.00 Conclusioni della giornata Saluti

Iscrizioni

L’iscrizione si intende perfezionata al momento del ricevimento della scheda di iscrizione e della

ricevuta del bonifico bancario, da inviare via posta elettronica all’indirizzo analisi-

strutturale@uniroma1.it. La scheda deve essere firmata e completa di tutti i dati (in particolare quelli

relativi alla fatturazione.) e dovrà pervenire entro il 20/06/2016. Eventuali revoche dell’iscrizione

saranno accolte solo se pervenute entro e non oltre il 30/06/2016. Trascorso questo termine, si

procederà alla fatturazione dell’iscrizione anche in caso di assenza.

Si sottolinea che le modalità di pagamento e fatturazione dipendono dalla provenienza del

partecipante (usare la scheda di iscrizione Mod. A per privati e quella Mod. B per i dottorandi,

ricercatori e dipendenti di pubblica amministrazione).

Informazioni e chiarimenti possono essere richiesti all’indirizzo analisi-strutturale@uniroma1.it o al

numero 0644585072.

Profili dei docenti

Prof. Franco Bontempi Laurea in ingegneria civile e dottorato di ricerca in ingegneria strutturale presso il Politecnico di Milano, dal 2000 è professore ordinario di Tecnica delle Costruzioni presso la facoltà di Ingegneria Civile e Industriale della Sapienza di Roma dove è titolare dei corsi di Tecnica delle costruzioni, Costruzioni metalliche, Progettazione strutturale antincendio. Si occupa di analisi strutturale e progettazione prestazionale di edifici alti e ponti, coordinando un gruppo di ricerca tra i più attivi nel settore del calcolo automatico e della modellazione strutturale. Ha partecipato alla redazione delle Norme Tecniche delle Costruzioni e allo sviluppo del progetto di strutture speciali quali il ponte sullo Stretto di Messina, strutture per turbine eoliche offshore. È consulente per procedimenti di Ingegneria Forense connessi a collassi strutturali.

Ing. Stefania Arangio Ingegnere civile, ha conseguito il dottorato di ricerca in Ingegneria delle strutture presso la Sapienza di Roma dove svolge attività di ricerca e didattica. Ha lavorato per il CNR e ha trascorso periodi di lavoro negli Stati Uniti (CalTech, City University of New York, NIST Washington). Si occupa di monitoraggio strutturale di edifici e ponti, progettazione di strutture in acciaio, analisi di vulnerabilità delle costruzioni esistenti. Dal 2005 è assistente del corso di Tecnica delle costruzioni presso la facoltà di Ingegneria Civile e Industriale della Sapienza ed è stata docente di Strutture prefabbricate e di Comportamento statico delle strutture. È autrice di due libri sulle strutture in acciaio e presidente della commissione Strutture Tipologiche dell’Odine degli Ingegneri della Provincia di Roma.

Ing. Chiara Crosti Ingegnere civile, ha conseguito il dottorato di ricerca in Ingegneria delle strutture presso la Sapienza di Roma dove svolge attività di ricerca e didattica. Dopo due anni negli Stati Uniti presso il National Institute of Standards and Technology (NIST) di Washington è adesso CEO dello spin off di ricerca StroNGER. Si occupa di modellazione numerica e valutazione della sicurezza strutturale di edifici e ponti. È consulente per la valutazione di capacità prestazionale di strutture e per la progettazione e l’adeguamento di costruzioni a rischio incendio. Dal 2008 è assistente del corso di Tecnica delle Costruzioni e dal 2013 del corso di Progettazione strutturale antincendio presso la facoltà di Ingegneria della Sapienza di Roma.

Ing. Francesco Petrini Ingegnere civile, ha conseguito il dottorato di ricerca in Ingegneria delle strutture presso la Sapienza di Roma dove svolge attività di ricerca e didattica. Ha partecipato a varie attività di ricerca in ambito nazionale e internazionale presso Louisiana State University (USA) e National Technical University of Athens (NTUA). Si occupa di modellazione numerica e progettazione prestazionale di strutture con specifico riguardo a vento e sisma. Svolge inoltre ricerca per lo sviluppo di dispositivi per il recupero energetico (Energy Harvesting). Dal 2005 è assistente del corso di Costruzioni metalliche ed è stato docente di Ingegneria delle strutture e Affidabilità strutturale.

Ing. Konstantinos Gkoumas Ingegnere civile, ha conseguito il dottorato di ricerca in Ingegneria delle infrastrutture e dei trasporti presso la Sapienza di Roma, dove svolge attività di ricerca e didattica. È registrato come ingegnere sia in Italia (Roma) che in Grecia, essendo consulente speciale per diverse opere di ingegneria. Dopo il dottorato, ha svolto attività di ricerca per l’ottimizzazione del trasporto collettivo e sulla robustezza strutturale. Ha trascorso diversi periodi di collaborazione scientifica all’estero presso Harbin Institute of Technology (Cina), Università dell’Illinois a Urbana Champaign (USA) e Lehigh University (USA). Nel 2009 è stato vincitore di una borsa di studio del DAAD per un periodo di ricerca presso l’Istituto di Matematica Numerica ed Applicata dell’Università di Gottinga (DE).

Mod. A

SCHEDA DI ISCRIZIONE PER PRIVATI, LIBERI PROFESSIONISTI E SOCIETA’ PRIVATE

Corso di formazione “La progettazione strutturale attraverso l’analisi di casi critici”

7-8 luglio 2016

Sapienza Università di Roma

Facoltà di Ingegneria – Via Eudossiana 18

(da inviare insieme a scansione della ricevuta del bonifico bancario via posta elettronica

all’indirizzo analisi-strutturale@uniroma1.it entro il 20/06/2016)

DATI DEL PARTECIPANTE

NOME E COGNOME

SOCIETA’ DI APPARTENENZA

INDIRIZZO

CAP

CITTA’

INDIRIZZO EMAIL

CELLULARE

DATI DI FATTURAZIONE

NOME E COGNOME/ RAGIONE SOCIALE

INDIRIZZO DI FATTURAZIONE

CAP

CITTA

CODICE FISCALE

PARTITA IVA

Il pagamento dovrà essere effettuato mediante bonifico bancario sul conto Unicredit intestato a

“DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA STRUTTURALE E GEOTECNICA – Università Roma La Sapienza” -

IBAN IT07U0200805227000400015582.

Nella causale si dovrà indicare il cognome del partecipante seguito dalla sigla del corso (Corso Progettazione

2016); per esempio: ROSSI Corso Progettazione 2016.

Trattamento dei dati personali

Ai sensi dell’art. 23 del D.Lgs 196/2003, autorizzo l’inserimento dei miei dati nei vostri archivi informatici, nel

rispetto di quanto previsto dalla legge sulla tutela dei dati personali. In ogni momento potrò comunque avere

accesso ai miei dati, chiederne la modifica o la cancellazione.

Data________________________ Firma___________________________________

Mod. B

SCHEDA DI ISCRIZIONE PER DOTTORANDI, RICERCATORI E DIPENDENTI DI

PUBBLICHE AMMINISTRAZIONI

Corso di formazione “La progettazione strutturale attraverso l’analisi di casi critici”

7-8 luglio 2016

Sapienza Università di Roma

Facoltà di Ingegneria – Via Eudossiana 18

(da inviare insieme a scansione della ricevuta del bonifico bancario via posta elettronica

all’indirizzo analisi-strutturale@uniroma1.it entro il 20/06/2016)

DATI DEL PARTECIPANTE

NOME E COGNOME

ENTE’ DI APPARTENENZA

INDIRIZZO

CAP

CITTA’

INDIRIZZO EMAIL

CELLULARE

DATI DI FATTURAZIONE

ENTE DI APPARTENENZA

INDIRIZZO AMMINISTRAZIONE

CAP

CITTA

CODICE FISCALE AMMINISTRAZIONE

PARTITA IVA AMMINISTRAZIONE

CODICE IPA

CODICE UNIVOCO UFFICIO

EVENTUALI ALTRI DATI (CIG, CODICE PROGETTO, BUONO D’ORDINE, ETC)

Se il pagamento viene effettuato dal partecipante dovrà essere eseguito mediante bonifico bancario sul conto

Unicredit intestato a “DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA STRUTTURALE E GEOTECNICA – Università Roma

La Sapienza” - IBAN IT07U0200805227000400015582.

Nella causale si dovrà indicare il cognome del partecipante seguito dalla sigla del corso (Corso Progettazione

2016); per esempio: ROSSI Corso Progettazione 2016.

Mod. B Se il pagamento verrà invece effettuato direttamente dall’Ente pubblico dovrà essere eseguito sul Conto

Tesoreria Unica della Banca di Italia n. 37162.

Nella causale si dovrà indicare il codice UE.048, seguito dal cognome del partecipante e dalla sigla del corso;

per esempio: UE.048 ROSSI Corso Progettazione 2016.

Trattamento dei dati personali

Ai sensi dell’art. 23 del D.Lgs 196/2003, autorizzo l’inserimento dei miei dati nei vostri archivi informatici, nel

rispetto di quanto previsto dalla legge sulla tutela dei dati personali. In ogni momento potrò comunque avere

accesso ai miei dati, chiederne la modifica o la cancellazione.

Data________________________ Firma___________________________________