Università di Roma La Sapienza – Facoltà di Ingegneria Civile

Capitolo 1 – Tecniche moderne di rappresentazione orientate all’analisi strutturale e relativi vincoli

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1.5 Un Esempio di Studio: Serpentine Gallery (2002)

Toyo Ito & Associates, Architects

Cecil Balmond (Arup) Questa realizzazione di Toyo Ito in collaborazione con l' AGU (Advanced geometry Unit at Arup) rappresenta un caso interessante. Infatti l'intera geometria si basa sull'applicazione di un "algoritmo" ad una regola semplice al fine di creare una struttura da un aspetto caotico basato su principi geometrici che ne rendano possibile la realizzazione in breve tempo.

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1.5.1. Genesi geometrica Il punto di partenza è rappresentato da una pianta (della copertura) quadrata e dalle possibili, arbitrarie suddivisioni geometriche possibili. Come afferma Cecil Balmond:

"Our approach is very often to start from an arbitrary point and critically examine the multiple outcomes that yield from modifying the starting rule."

In questo caso si parte da una pianta quadrata e la si suddivide connettendo il punto ad L/2 con il punto a L/3 del lato adiacente in modo da ottenere un quadrilatero troncato inscritto in quello di partenza.

Figure 1-4 Alcune possibili suddivisioni del quadrato:

L/2 lati opposti;L/2 lati consecutivi;L/2 e L/3 lati consecutivi

Mediante un processo ricorsivo si ripete la procedura sette volte fino ad ottenere una spirale di quadrilateri troncati. Successivamente si estendono tutte le linee ottenuto fino a formare un pattern che ricopre il piano. Al fine di mantenere continuità tra la copertura e le pareti laterali il pattern viene ripiegato chiudendo in modo da completare il padiglione.

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1.5.2. L'algoritmo generativo in Grasshopper

Figure 1-4 Workflow in Rhinoceros/Grasshopper

Per valutare le potenzialità offerte dagli strumenti di generazione delle forme di Grasshopper si è riprodotto l'algoritmo per la costruzione geometrica del Serpentine Gallery Pavilion. Contemporaneamente si è realizzata una parametrizzazione della geometria. In questo modo è possibile ottenere una famiglia di strutture tutte basate su principi geometrici simili. Si sono scelti quattro parametri, che potrebbero essere delle ipotetiche variabili di progetto, e più precisamente: • Altezza del padiglione (3 m < H < 10 m) • Larghezza (3 m < L < 20 m) • La posizione del punto a L/2 (0,5*L < X1 < 0,9*L) • La posizione del punto a L/3 (0,1*L < X2 < 0,33*L) Con un approccio di questo tipo è possibile valutare rapidamente l'impatto che una variazione sui vari parametri ha sulla geometria.

Figure 1-5 Alcune strutture generate variando i parametri di input

Contemporaneamente è possibile ottenere un modello della geometria semplificato (punti e linee) che può essere passato rapidamente ad un programma CAE per l'analisi FEM con elementi beam.

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Figure 1-6 Import del modello a "frame" in SAP 2000 V12

In conclusione il GH si presenta come uno strumento versatile e di facile utilizzo. L'approccio per la generazione di geometrie (siano esse linee, superfici o solidi) mediante la costruzione di un albero di comandi (command history) rappresenta certamente il suo punto di forza. Tuttavia va ricordato che in ogni caso che l'ambiente di lavoro di base è il Rhino 3d, quindi un ambiente puramente geometrico.

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Figure 1-7 Schema dell’algoritmo generativo