Progettazione assistita dall'ottimizzazione: Calcestruzzo armato

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Titolo originale:

Optimization Aided Design: Reinforced Concrete

Contenuto del libro:

Il calcestruzzo è il materiale da costruzione più utilizzato. Il suo componente principale, il cemento, rappresenta tuttavia, in relazione alla produzione, fino al 10% delle emissioni globali di CO2 ed è quindi uno dei principali responsabili del cambiamento climatico indotto dall'uomo. A causa della sua bassa resistenza alla trazione, il calcestruzzo deve essere ulteriormente migliorato in tensione con un'adeguata armatura, come l'acciaio. La produzione di quest'ultimo ha quindi un ulteriore impatto sull'ambiente. Di conseguenza, ridurre la quantità di materiale per la progettazione e la costruzione di strutture, diminuendo così le emissioni indotte dai materiali e dal trasporto, rappresenta un elemento chiave per la protezione del clima. In questo contesto, è indispensabile soddisfare i requisiti essenziali (sostenibilità, funzionalità e durata).

Il libro presenta metodi innovativi di progettazione assistita dall'ottimizzazione per le strutture in calcestruzzo. L'ottimizzazione matematica viene applicata ai problemi pratici del calcestruzzo strutturale a ogni livello: dall'esterno, all'identificazione della struttura interna, alla progettazione della sezione trasversale. Viene mostrato come progettare strutture efficienti dal punto di vista delle risorse seguendo il flusso delle forze, come adattare in modo ottimale la disposizione delle armature al flusso delle forze interne e come affrontare in modo efficiente i compiti di progettazione delle sezioni trasversali più impegnative, come la flessione biassiale.

I metodi di progettazione assistita dall'ottimizzazione sono discussi in dettaglio e descritti in modo vivace. Sono indipendenti dalle norme, dal materiale del calcestruzzo (da normale a ultra-alto) e dal tipo di armatura (da fibre d'acciaio a barre di carbonio), quindi universalmente applicabili. Il libro illustra i diversi approcci con numerose figure ed esempi di calcolo. Le applicazioni esistenti nell'ingegneria strutturale sono presentate per dimostrare il potenziale dei concetti di progettazione assistita dall'ottimizzazione, tra cui travi ibride ultraleggere, collettori solari in calcestruzzo sottile e layout di armatura migliorati per i segmenti di rivestimento delle gallerie.