A dynamo-based parametric design for the structural optimization of industrial steel buildings

This thesis presents the development of an automated computational framework for the preliminary design and optimization of a single-storey industrial steel building using Building Information Modeling (BIM) and visual programming tools, specifically Revit and Dynamo. The proposed workflow integrates analytical formulations, structural verifications, cost and weight computations, and model generation into a unified system built within Autodesk Revit and Dynamo. The tool automatically determines the optimal combination of beam and column sections (IPE and HEA profiles) across multiple steel grades, ensuring compliance with both Serviceability and Ultimate Limit States as per Eurocode 3. The developed tool not only reduces design time and manual calculations but also enhances decision-making at early project stages, providing a foundation for future applications in multi-storey or composite steel–concrete systems. The research highlights the transformative role of computational design in structural engineering, contributing to a more efficient and data-driven design process for industrial steel structures.

Questa tesi presenta lo sviluppo di un framework computazionale automatizzato per la progettazione preliminare e l’ottimizzazione di un edificio industriale in acciaio a un solo piano, utilizzando il Building Information Modeling (BIM) e strumenti di programmazione visuale, in particolare Revit e Dynamo. Il flusso di lavoro proposto integra formulazioni analitiche, verifiche strutturali, calcoli di peso e costo e la generazione del modello in un sistema unificato sviluppato all’interno di Autodesk Revit e Dynamo. Lo strumento determina automaticamente la combinazione ottimale delle sezioni di travi e colonne (profili IPE e HEA) per diversi gradi di acciaio, garantendo la conformità agli Stati Limite di Esercizio e Ultimi secondo l’Eurocodice 3. Lo strumento sviluppato non solo riduce i tempi di progettazione e la necessità di calcoli manuali, ma migliora anche il processo decisionale nelle fasi iniziali del progetto, fornendo una base per future applicazioni in sistemi in acciaio multipiano o compositi acciaio–calcestruzzo. La ricerca evidenzia il ruolo trasformativo della progettazione computazionale nell’ingegneria strutturale, contribuendo a un processo di progettazione più efficiente e guidato dai dati per le strutture industriali in acciaio.