• Pattern
• Segmented shell
• Shell structure
• Tessellated shell
• Tessellation

Coniugando aspetti tipici dell’architettura e dell’ingegneria, questa tesi presenta un nuovo spunto per la progettazione automatizzata di gusci discreti a forma libera. L’innovativo concetto strutturale consiste nel discretizzare la superficie in elementi come pannelli rigidi piani e aste, esplorando così tutti i vantaggi derivanti dall’uso combinato di elementi monodimensionali e bidimensionali. La disposizione degli elementi lungo la superficie del guscio viene definita a partire da una generica tassellazione bidimensionale, motivo per il quale, un ulteriore obiettivo della tesi è quello di costruire una libreria ordinata e consultabile nella quale raccogliere tutte le configurazioni esplorate. Viene affrontato poi il tema dell’analisi strutturale, proponendo uno strumento in grado di offrire una valutazione statico-cinematica della costruzione; per una struttura che presenti meccanismi, viene mostrata quindi una tecnica di stabilizzazione.


Le strutture a guscio continuo sono apprezzate in architettura per la progettazione di superfici libere, ideali per coperture a grandi luci, facciate o padiglioni temporanei. Queste strutture sono riconosciute per la loro efficienza meccanica e l'uso minimo di materiali, grazie alla combinazione ottimale di forma e struttura.
All'inizio della tesi, si analizzano in dettaglio le strutture a guscio continuo e i gusci discreti. Viene esaminata l'evoluzione storica delle strutture a guscio, comprese quelle a singola e doppia curvatura, utilizzate fin dall'antichità per la loro elevata efficienza strutturale. Si introducono quindi i gusci discreti, che rappresentano un'innovazione significativa grazie alla loro costruzione modulare.

Come già detto, la disposizione degli elementi strutturali lungo la superficie del guscio segue l’andamento di una generica tassellazione piana. Per questo motivo nella parte successiva della tesi si discute il processo di generazione e analisi di un pattern bidimensionale, costruito a partire da tassellazioni di base più semplici per poi esplorare tutte le possibili configuraioni. Inoltre, viene costruita e interpretata una libreria di pattern per organizzare e utilizzare i diversi tipi di tassellazioni analizzate. Questo approccio consente di esplorare una vasta gamma di configurazioni strutturali, offrendo un'ampia flessibilità nella progettazione architettonica.

La terza parte della tesi si concentra sulle strutture tridimensionali a guscio tassellato. Viene descritto il processo di discretizzazione e mappatura di una superficie, insieme alla costruzione e analisi della matrice di equilibrio del modello di calcolo della struttura. Sono presentati alcuni esempi applicativi su superfici standard come la volta a botte, la volta a vela parabolica e il hypar, che illustrano l’applicabilità e la versatilità del metodo proposto. La sezione discute anche i risultati ottenuti e le implicazioni delle diverse configurazioni strutturali esaminate, evidenziando come le strutture tridimensionali possano migliorare ulteriormente l'efficienza e la robustezza delle strutture a guscio.

La quarta parte della tesi esplora l'applicazione del metodo sviluppato a superfici "non-standard". Vengono presentati ulteriori esempi applicativi e discusse le strategie di stabilizzazione per migliorare la robustezza e l'efficienza delle strutture tassellate. Questa sezione è cruciale per dimostrare la versatilità e l'adattabilità del metodo proposto a una varietà di contesti architettonici e ingegneristici. Le strategie di stabilizzazione coincidono sostanzialmente con l’aggiunta e l’opportuna disposizione di un numero di aste in grado di bloccare la struttura e renderla quindi rigida eliminando i meccanismi presenti.

La parte cinque offre una riflessione circa tutti gli aspetti da approfondire nella traduzione del modello tridimensionale di progetto in una struttura effettivamente costruibile. Vengono proposte soluzioni atte a semplificare l’intero processo e a ridurre i costi di realizzazione.
Viene poi offerta una panoramica delle più recenti tecnologie di costruzione nonché degli efficienti sistemi di fabbricazione digitale degli elementi strutturali, in grado di ottimizzare e velocizzare la procedura di produzione e assemblaggio.

Le conclusioni della tesi sintetizzano i risultati ottenuti e l'importanza delle strutture a guscio tassellato come soluzione innovativa nel campo dell'architettura e dell'ingegneria. Si sottolinea come la combinazione di aste e pannelli nei gusci discreti possa portare a nuove possibilità progettuali, migliorando l'efficienza strutturale e riducendo l'uso di materiali. Inoltre, vengono suggerite direzioni future per ulteriori ricerche e applicazioni pratiche del metodo sviluppato. Tra queste, si evidenzia la possibilità di esplorare nuove configurazioni strutturali e materiali innovativi che potrebbero ulteriormente migliorare le prestazioni delle strutture a guscio tassellato.
In sintesi, la tesi fornisce un'analisi approfondita delle strutture a guscio tassellato, proponendo un approccio innovativo che combina i vantaggi derivanti dall'uso combinato di aste e pannelli per migliorare l'efficienza strutturale e l'adattabilità a diverse applicazioni architettoniche.