Familiarizar o estudante com os processos de modelagem paramétrica e otimização estrutural, por meio de um conjunto de softwares de fácil acesso (Rhynoceros/Grashopper/Karamba /Galapagos). Capacitar o aluno para o emprego destas ferramentas ao projeto e análise paramétrica de sistemas estruturais, explorando temas associados à modelagem e análise de sistemas estruturais, como a morfologia estrutural, a busca da forma, a otimização paramétrica e os métodos algorítmicos de projeto (‘generative / evolutionary design’). Aplicar os conceitos e metodologias apreendidas em projetos de protótipos físicos de estruturas, utilizando os recursos de protptipagem rápida discponiveis no âmbito da EPUSP.
Introdução ao projeto e à análise paramétrica e à suíte de softwares composta por Rhyno3D (modelagem de entidades gráficas paramétricas), Grashopper (programação paramétrica em ambiente Rhyno3D), Karamba (análises simples por meio do Método dos Elementos Finitos) e Galapagos (otimização paramétrica por meio de algoritmos genéticos). Aplicação destas ferramentas para a produção de estrutura-protótipo, em pequena escala, usando materiais de baixo custo, livremente explorando temas associados à morfologia estrutural.
1. Introdução à Modelagem e Otimização Paramétrica. Conceitos Básicos. Exemplos de aplicações à estruturas de formas complexas. 2. Introdução ao Rhyno3D: configuração do ‘workspace’; comandos básicos, camadas, pontos de controle, linhas, superfícies e sólidos paramétricos; operações geométricas básicas, manipulação de propriedades, formatos de transferência de dados. 3. Conceitos básicos de geometria diferencial: curvas e superfícies paramétricas, sistemas intrínsecos de coordenadas, curvaturas principais, curvatura gaussiana, superfícies sinclásticas e anticlásticas. 4. Introdução ao Grashopper: interface com Rhyno3D, modelagem algorítmica, comandos básicos; componentes, compatibilidade de dados; recursos de visualização, pontos e malha; funções; operações booleanas; transformações, criação e manipulação de vetores, curvas e superfícies paramétricas, NURBS, geometria e topologia; espaço de parâmetros; deformações; modulação; paginação; sistemas de partículas; interface com equipamentos de prototipagem rápida, corte a laser e CNC. 5. Introdução ao Método dos Elementos Finitos ao plug-in Karamba. Decrição dos tipos de análise e tipos de elementos finitos disponíveis. Materiais. Carregamentos. Condições de Controno. Pós-processamento. 6. Introdução aos métodos de otimização via algoritmos genéticos e ao plug-in Galápagos. Interpretação dos parâmetros de projeto como genes artificiais. Funções objetivo. Seleção natural x seleção artifical. Mecanismos de seleção. Atratores. Retrocruzamento. Mutações. Coalescência. 7. Aplicação dos conceitos e das ferraments computacionais estudadas ao projeto, otimização e produção de uma estrutura-protótipo, em pequena escala, empregando materiais facilmente acessíveis e de baixo custo (papelão, isopor de alta densidade, MDF, tubos de PVC, cabos e tecidos). Livre exploração de temas associados à morfologia estrutural.
• Adriaenssens,Sigrid M. et. al., “Shell Structures for Architecture”, Routledge, 2014. • Shober, Hans, “Transparent Shells: Form, Topology, Structure”, Ernst & Sohn GmbH & Co., 2015. • Shodek, Daniel & Bechtold, Martin, "Structures", 7th Ed., Prentice Hall, 2014. • Mohamad Khabazi, Algorithmic Modelling with Grasshopper, 2009. Electronic book. • Arturo Tedeschi (Ed.), AAD Algorithms-Aided Design. Parametric strategies using Grasshopper, 1st Edition, Le Penseur, 2014.