Throughout history, designers have tried to build systems that are optimal in any manner, but the concept of "optimal" has differed. Engineers are often confronted with the task of designing structural components that are both cost-effective and dependable while also performing their intended purpose. Buckling is one such design criterion that triggers a stability problem, and we are interested in seeing how the shape of structural elements influences their efficiency under buckling. As a consequence, optimization has been a vital component of the design process. The proposed study focuses on the buckling analysis and optimization of compressed member under buckling when acted upon by a central force. The case undertaken is the one where load being produced by the tension of a cable that always passes through a fixed-point, similar to loading resisted by pylons in single-plane cable-stayed bridge and guyed tower. Modelling and analysis software today is incredibly effective, allowing us to create and analyse practically every structural form. However, most software does not provide the designer the ability to incorporate structural efficiency. Since geometry has an impact on structural efficiency, we need to build computational techniques that enable us to design structures based on performance. A representative model is created and tested in Rhino-Grasshopper-Karamba, and the geometric variations to the structure and their influence are evaluated. A parametric study is conducted by means of optimization algorithms and it is pointed out how much the mass distribution along the pylon axis can enhance its buckling load under various loading conditions. The numerical outputs are compared with the results derived from an analytical energy-based formulation and results that are available in literature for the classical cases under concentrated parallel point load. The thesis inspects algorithm-aided structural design. The main aims of the study are to examine the possibilities of algorithm-aided structural engineering in buckling analysis and to examine the reliability of Karamba's components and Opossum’s Covariance matrix adaptation evolution strategy (CMA-ES) in structural design. Karamba is made for algorithm-aided design and is capable to use FEM and to design according to Eurocode 3 (2005).

Nel corso della storia, i progettisti hanno cercato di costruire sistemi ottimali in qualsiasi modo, ma il concetto di "ottimale" è stato diverso. Gli ingegneri sono spesso confrontati con il compito di progettare componenti strutturali che siano sia economici che affidabili, pur eseguendo lo scopo previsto. L'instabilità è uno di questi criteri di progettazione che innesca un problema di stabilità e siamo interessati a vedere come la forma degli elementi strutturali influenzi la loro efficienza sotto l'instabilità. Di conseguenza, l'ottimizzazione è stata una componente vitale del processo di progettazione. Lo studio proposto si concentra sull'analisi dell'instabilità e sull'ottimizzazione dell'elemento compresso sotto l'instabilità quando agisce su una forza centrale. Il caso intrapreso è quello in cui il carico è prodotto dalla tensione di un cavo che passa sempre per un punto fisso, simile al carico resistito da piloni in ponte strallato un piano e torre strallata. Il software di modellazione e analisi oggi è incredibilmente efficace, permettendoci di creare e analizzare praticamente ogni forma strutturale. Tuttavia, la maggior parte del software non fornisce al progettista la capacità di incorporare l'efficienza strutturale. Poiché la geometria ha un impatto sull'efficienza strutturale, abbiamo bisogno di costruire tecniche computazionali che ci permettano di progettare strutture basate sulle prestazioni. Un modello rappresentativo viene creato e testato in Rhino-Grasshopper-Karamba e vengono valutate le variazioni geometriche della struttura e la loro influenza. Viene condotto uno studio parametrico mediante algoritmi di ottimizzazione e viene evidenziato quanto la distribuzione della massa lungo l'asse del pilone possa aumentare il suo carico di punta in varie condizioni di carico. Gli output numerici vengono confrontati con i risultati derivati da una formulazione analitica basata sull'energia e con i risultati disponibili in letteratura per i casi classici sotto carico concentrato di punti paralleli. La tesi esamina la progettazione strutturale assistita da algoritmi. Gli obiettivi principali dello studio sono esaminare le possibilità dell'ingegneria strutturale assistita da algoritmi nell'analisi di instabilità e esaminare l'affidabilità dei componenti di Karamba e la strategia di evoluzione dell'adattamento della matrice di covarianza di Opossum (CMA-ES) nella progettazione strutturale. Karamba è progettato per la progettazione assistita da algoritmi ed è in grado di utilizzare FEM e di progettare secondo l'Eurocodice 3 (2005).