Size and shape optimization of a truss roof using BIM tools

openaccess, Vol. 646 (06) 2026 / czwartek, 25 czerwca, 2026

Optymalizacja kształtu i wymiarów kratowej konstrukcji dachowej z wykorzystaniem narzędzi BIM

(Open Access)

DOI: 10.15199/33.2026.06.09

citation/cytuj: Kysiak A. J., Grzywiński M. Size and shape optimization of a truss roof using BIM tools. Materiały Budowlane. 2026. Volume 646. Issue 06. Pages 81-89. DOI: 10.15199/33.2026.06.09

The article presents the optimization of a steel structural roof covering using BIM visual programming. Using a Dynamo script, parametric topology variants were generated and subsequently analyzed in Autodesk Robot Structural Analysis. The results confirm that the introduction of parametric curvature and circular hollow sections enables a reduction in structural weight of more than 38%, while simultaneously increasing stiffness compared to flat systems composed of square hollow sections.

W artykule zaprezentowano optymalizację stalowego przekrycia strukturalnego z użyciem programowania wizualnego BIM. Za pomocą skryptu Dynamo wygenerowano parametryczne warianty topologii, które poddano analizie w programie Robot Structural Analysis. Wyniki potwierdzają, że wprowadzenie parametrycznej krzywizny i rur okrągłych pozwala zredukować masę konstrukcji o ponad 38% przy jednoczesnym zwiększeniu jej sztywności w stosunku do płaskich układów z rur o przekroju kwadratowym.
parametric design; Dynamo BIM; structural optimization; visual algorithms.

projektowanie parametryczne; Dynamo BIM; optymalizacja struktury; algorytmy wizualne
  1. Ramaswamy GS, Eekhout M. Analysis, Design and Construction of Steel Space Frames. London, UK: Thomas Telford, 2002.
  2. Łubiński M, Żółtowski W. Konstrukcje metalowe, Obiekty budowlane, cz. II. Warsaw, Poland: Arkady, 2008.
  3. Eastman C, Eastman CM, Teicholz P, Sacks R. BIM Handbook: A Guide to Building Information Modeling for Owners, Managers, Designers, Engineers and Contractors. Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, 2011.
  4. Radzik Ł. „BIM w projektowaniu konstrukcji. Optymalizacja kratownicy przestrzennej,” Builder, 2017;21(4).
  5. Autodesk, „Dynamo Studio |Computational BIM Design”, Autodesk. [Online]. Available: http://www.autodesk.com/products/dynamo-studio/ overview. [Accessed: Jan. 15, 2026].
  6. Grzywiński M. Wybrane zadania optymalizacji konstrukcji. Częstochowa, Poland: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, 2023.
  7. Minkowska M. „Optymalizacja układu konstrukcyjnego hali widowiskowo- sportowej,” Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Budownictwo, 2001;93.
  8. Szmit R, Sędrowska E. „Analiza wybranych dwuwarstwowych stalowych przekryć walcowych,” Materiały Budowlane, 2017;10(542)38-40.
  9. Bendsøe MP, Sigmund O. Topology Optimization: Theory, Methods, and Applications. Berlin, Heidelberg: Springer, 2003.
  10. Adriaenssens S, Block P, Veenendaal D, Williams C. Shell Structures for Architecture: Form Finding and Optimization. London: Routledge, 2014.
  11. Veenendaal D, Block P. An overview and comparison of structural form finding methods for general networks, “International Journal of Solids and Structures”, 2012;49(26); 3741-3753.
  12. Bródka J. Przekrycia strukturalne. Warszawa: Arkady, 1985.
  13. Farkas J, Jármai K. Optimum Design of Steel Structures. Berlin, Heidelberg: Springer, 2013.
  14. Chyła T. „BIM w projektowaniu prefabrykowanych hal przemysłowych”. Materiały Budowlane, 2018;7.
mgr. inż. Adam J. Kysiak, Politechnika Częstochowska, Wydział Budownictwa
ORCID: 0000-0002-3393-4286
dr hab. inż. Maksym Grzywiński, prof. PCz, Politechnika Częstochowska, Wydział Budownictwa
ORCID: 0000-0003-4345-3897

mgr. inż. Adam J. Kysiak, Politechnika Częstochowska, Wydział Budownictwa
ORCID: 0000-0002-3393-4286

Correspondence address: adam.kysiak@pcz.pl

Full paper:

DOI: 10.15199/33.2026.06.09

Article in PDF file

Received: 26.01.2026 / Artykuł wpłynął do redakcji: 26.01.2026 r.
Revised: 09.03.2026 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 09.03.2026 r.
Published: 24.06.2026 / Opublikowano: 24.06.2026 r.