We present a design methodology for tensegrity bridges, which is inspired by parametric design concepts, fractal geometry and mass minimization. This is a topology optimization problem using self-similar repetitions of minimal mass ideas from Michell [1904]. The optimized topology is parametrized by two different complexity parameters, and two aspect angles. An iterative optimization procedure is employed to obtain minimum mass shapes under yielding and buckling constraints. Several numerical results are presented, allowing us to explore the potential applications of the proposed design strategy. The given results show that the minimum mass complexity of the optimized bridge model has a multiscale character.

Si presenta una metodologia progettuale per strutture da ponte di tipo “tensegrity”, che è ispirata a criteri di progettazione parametrica, geometrie frattali e procedure di minimizzazione della massa strutturale. Si formula un problema di ottimizzazione topologica che utilizza forme ripetitive basate su idee di Michell [1904] riguardanti strutture reticolari a pieno sforzo. La topologia del ponte è parametrizzata in funzione di due parametri di complessità e due angoli di aspetto. Si impiega una procedura di ottimizzazione iterativa per ottenere forme di minima massa sotto vincoli di snervamento ed instabilità delle aste. Diversi risultati numerici mettono in luce le possibili applicazioni pratiche del metodo di progettazione proposto. I risultati forniti mostrano che la topologia di minima massa del modello di ponte tensegrity ha uno spiccato carattere multi-scala.

Progettazione parametrica di ponti tensegrity (Parametric design of tensegrity bridges, in Italian)

FRATERNALI, Fernando;CARPENTIERI, GERARDO;
2016

Abstract

Si presenta una metodologia progettuale per strutture da ponte di tipo “tensegrity”, che è ispirata a criteri di progettazione parametrica, geometrie frattali e procedure di minimizzazione della massa strutturale. Si formula un problema di ottimizzazione topologica che utilizza forme ripetitive basate su idee di Michell [1904] riguardanti strutture reticolari a pieno sforzo. La topologia del ponte è parametrizzata in funzione di due parametri di complessità e due angoli di aspetto. Si impiega una procedura di ottimizzazione iterativa per ottenere forme di minima massa sotto vincoli di snervamento ed instabilità delle aste. Diversi risultati numerici mettono in luce le possibili applicazioni pratiche del metodo di progettazione proposto. I risultati forniti mostrano che la topologia di minima massa del modello di ponte tensegrity ha uno spiccato carattere multi-scala.
We present a design methodology for tensegrity bridges, which is inspired by parametric design concepts, fractal geometry and mass minimization. This is a topology optimization problem using self-similar repetitions of minimal mass ideas from Michell [1904]. The optimized topology is parametrized by two different complexity parameters, and two aspect angles. An iterative optimization procedure is employed to obtain minimum mass shapes under yielding and buckling constraints. Several numerical results are presented, allowing us to explore the potential applications of the proposed design strategy. The given results show that the minimum mass complexity of the optimized bridge model has a multiscale character.
File in questo prodotto:
Non ci sono file associati a questo prodotto.

I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.

Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: http://hdl.handle.net/11386/4659591
 Attenzione

Attenzione! I dati visualizzati non sono stati sottoposti a validazione da parte dell'ateneo

Citazioni
  • ???jsp.display-item.citation.pmc??? ND
  • Scopus ND
  • ???jsp.display-item.citation.isi??? ND
social impact