on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel
Dynamische Tensegrity
Tensegrity-Strukturen sind räumliche
oder ebene Stabwer...
on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel
Tensegrity 2/26
Begriffsherleitung
Der Begriff leitet sich aus den beiden
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on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel
Tensegrity 3/26Definition
entspanntes dreigliedriges tensegrity Prisma
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on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel
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Es gilt: Σ+F
 Σ-F
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Tensegrity 6/26Prinzip
Qualitative Verformungsfigur, schlaffer
Normalkraftsta...
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Definitionen am Grundmodul mit gleichseitiger, n—ec...
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In Abhängigkeit vom Verdrehungswinkel ß vorspannbar...
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Tensegrity 10/26Geometrien
R. Buckminster Fuller (1895-1983) mit Tensegrity—S...
on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel
Tensegrity 11/26
TensegrityTurm – links/Stabstruktur
rechts/verspannt
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on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel
Tensegrity 12/26Anwendungsbereiche
Skulpturen
Im Rahmen der zeitlichen Ent-
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on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel
Tensegrity 13/26
Architektur
David Georges Emmerich (1925-1996),
zusammen mit...
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Tensegrity 14/26
Details: Messetrum Rostock
Messetrum Rostock, erbaut für die...
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Tensegrity 15/26
Biotensegrity
Forscher gehen davon aus,
dass auch der Körper...
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Tensegrity 16/26
Das Segelmast-Prinzip der
Wirbelsäule, medizinisch ge-
sehen...
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Dynamisches Modell eines humanoiden BeinesDynamisches Modell...
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Tensegrity 18/26
Detail eines tensegrity
Wirbelsäulenmodelles
Modell einer
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Tensegrity 19/26
Robotik
Die NASA entwickelt aktuell einen dyna-
mischen Robo...
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Tensegrity 20/26Produktbeispiele
Tensegrity bicycles
Das erste Tensegrity Fah...
on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel
Tensegrity 21/26Produktbeispiele
Querschnitt durch verschiedene Zeltformen üb...
on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel
Tensegrity 22/26Produktbeispiele
Tensegrity Mobiliar
Tensegrity –Stuhl und Ti...
on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel
Tensegrity 23/26Produktbeispiele
LED-Röhren Tensgrity Lampe des
Designstudios...
on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel
Tensegrity 24/26Produktbeispiele
Lampe by Ofir Yadan ohne Axen zwischen den T...
on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel
Tensegrity 25/26Quellen
• https://physiotherapeuten.de/das-tensegrity-modell-...
on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel
Tensegrity 26/26
• http://www.gat.st/news/schwebende-objekte
• https://www.na...
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  1. 1. on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel Dynamische Tensegrity Tensegrity-Strukturen sind räumliche oder ebene Stabwerke, deren Entwick- lung oft dem Designer Richard Buck- minster Fuller zugechrieben wird. Nach Kenneth Snelson(Bildhauer/Künstler[US]) ist Fuller aber lediglich der Namensgeber. 1949: Tensegrity – Black Mountain College, North Carolina
  2. 2. on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel Tensegrity 2/26 Begriffsherleitung Der Begriff leitet sich aus den beiden englischen Begriffen„tension“ und „integrity“ ab. tension – die Spannung integrity – die Intaktheit [techn.]das Wider- standsvermögen Definition einfaches dreigliedriges tensegrity Prisma
  3. 3. on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel Tensegrity 3/26Definition entspanntes dreigliedriges tensegrity Prisma Es gibt verschiedene Definitionen des Begriffes: > ein stabiles Stabwerk, in dem sich die Stäbe nicht untereinander berühren, le- diglich durch Zugelemente miteinander verbunden sind. [Wikipedia] Definitionen
  4. 4. on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel Tensegrity 4/26Definition early definition > A tensegrity system is established when a set of discontinuous compres- sion components interacts with a set of continuous tensile components to define a stable volume in space. [A. Pugh] shorter definition > Tensegrity systems are systems who- se rigidity is the result of a state of self- stressed equilibrium between cables unter tension ans compression elements and independent of all fields of action. [René Motro]
  5. 5. on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel Tensegrity 5/26Prinzip Es gilt: Σ+F Σ-F Eine tensile integrity Struktur besteht aus druck- schlaffen Stäben(1–4)und aus steifen Normalkraft- stäben (5–6). Druckstäbe, also Normalkraftstäbe, sind hierbei in ihren Kreuzungspunkten nicht mitei- nander Verbunden. Das System muss nicht gelagert sein, da die einzeln aufgebrachten Kräfte Gleichge- wichtsgruppen darstellen. Das Last–Verformungs- verhalten variiert mit seinen Steifigkeits–und Vor- spannverhältnissen. Grundprinzip oben: Horizontales Tensegrity–Kreuz unten: belastet durch Horizontallasten FH
  6. 6. on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel Tensegrity 6/26Prinzip Qualitative Verformungsfigur, schlaffer Normalkraftstab Qualititative Verformungsfigur, vorgespannte druckschlaffe Stäbe
  7. 7. on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel Tensegrity 7/26Prinzip Prüfschema einer gegebenen Struktur auf Tensegrity Eigenschaften Bestimmung eines Tensegrity Eine aufgebrachte Vorspan- nung verzögert das Ausfallen von Normalkraftstäben bei äußeren Belastungen bis zu einem gewissen Lastpunkt. Kommt es zu einem Stabaus- fall, wirkt die Struktur nicht mehr als ganzes. Sie hat dann einen„Makel“. Durch Vorspan- nung bleibt die Struktur in einem größeren Arbeitsbe- reich„makellos“. Sie behält die Integrität.
  8. 8. on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel Tensegrity 8/26Geometrien Definitionen am Grundmodul mit gleichseitiger, n—eckiger Grund— und Deckfläche Mit der Abbildung links gelingt es einen Tensegrity in Abhängigkeit der vier Para- meter n, h, r und ß zu beschreiben. Bei Geometrien ab n4 sind mehrere Mög- lichkeiten von Stabverknüpfungen einer Geometrie möglich.
  9. 9. on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel Tensegrity 9/26Geometrien In Abhängigkeit vom Verdrehungswinkel ß vorspannbare Tensegrity– Grundmodule, Draufsicht vorspannbare Tensegrity–Grundmodule, Perspektive
  10. 10. on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel Tensegrity 10/26Geometrien R. Buckminster Fuller (1895-1983) mit Tensegrity—Sphäre
  11. 11. on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel Tensegrity 11/26 TensegrityTurm – links/Stabstruktur rechts/verspannt komplexe Konstruktion Modularer Aufbau Durch das Aneinanderfügen von gleichen oder unterschiedlichen Grundmodulen lassen sich Tensegrity-Systeme Modular aufbauen. Dabei entstehen komplexe Strukturen für diverse Anwendungsbereiche. Kopplung verschiedener gleicher Grundmodule
  12. 12. on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel Tensegrity 12/26Anwendungsbereiche Skulpturen Im Rahmen der zeitlichen Ent- wicklung von Tensgrity Struk- turen beschäftigten sich damit vorallem Architekten, Desi- gner und Künster im zweiten drittel des 20. Jahrhunderts. In Form von Skulpturen wurden Tensgritys in die Öffentlichkeit getragen. Needletower, Kenneth Snelson (1968) „schwebende Objekte“, der Lehrveranstaltung„Experimenteller Hochbau“ Architektur Steiermark (2006)
  13. 13. on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel Tensegrity 13/26 Architektur David Georges Emmerich (1925-1996), zusammen mit Robert le Ricolais und R. Buckminster Fuller, begründeten mit ihren Versuchen in der Mitte des 20. Jahrhunderts die Architektur ohne Fun- dament. Auch wenn sich Ingenieure zu Beginn der 1990er Jahre verstärkt mit diesen Strukturen auseinander zu setzen begannen, steht eine breitere Anwen- dung dieser Strukturen in der Architektur noch aus. Kurilpa Brücke in Brisbane (Australien 2009) Länge: 470m Anwendungsbereiche
  14. 14. on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel Tensegrity 14/26 Details: Messetrum Rostock Messetrum Rostock, erbaut für die IGA 2003, Höhe 62,3m (der bisher höchste Turm) Anwendungsbereiche
  15. 15. on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel Tensegrity 15/26 Biotensegrity Forscher gehen davon aus, dass auch der Körper nach dem„Prinzip Tensegrity“ gebaut ist: Lange Muskel-Fas- zien-Ketten bilden zusammen mit den Knochen ein Span- nungsnetzwerk. Dieses Sys- tem reagiert bei Bewegungen sehr fein, es ist dynamisch: Muskeln arbeiten nicht iso- liert, sondern verbunden im körperweiten faszialen Netz. Schematischer Aufbau eines Hasenskellets mit Tense- grity Eigenschaften Aufbau eines humanoiden Muskelstrangs: Analog zu vorge- spannten druckschlaffen Stäben Anwendungsbereiche
  16. 16. on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel Tensegrity 16/26 Das Segelmast-Prinzip der Wirbelsäule, medizinisch ge- sehen: Im Rücken sind Bänder und Muskeln gespannt, sie halten die Wirbelsäule auf- recht. In der Mitte verläuft der breite Rückenaufrichtemuskel, alle anderen Strukturen sind quer verlaufende weitere Hal- temuskeln. Schema des Segelmast—Prinzip der Wirbelsäule Anwendungsbereiche
  17. 17. on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel Tensegrity 17/26 Dynamisches Modell eines humanoiden BeinesDynamisches Modell eines humanoiden Körpers Anwendungsbereiche
  18. 18. on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel Tensegrity 18/26 Detail eines tensegrity Wirbelsäulenmodelles Modell einer Wirbelsäule Modell eines humanoiden Brustkorbes Anwendungsbereiche Was den Körper aufrecht hält, sind die Faszien und Muskeln in einem dynamischen Span- nungsnetzwerk. Das bloße Aufrechtstehen erfordert eine ständige leichte Muskelan- spannung und ständiges un- bewusstes Balancieren.
  19. 19. on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel Tensegrity 19/26 Robotik Die NASA entwickelt aktuell einen dyna- mischen Roboter, der nach den Prin- zipien des Tensgrity arbeitet. Es handelt sich um einen Landungsroboter für extraterrestrische Expeditionen, der sich die impulsabsorbierenden Eigenschaf- ten einer Tensegrity Sphäre zu Nutze macht. Der Roboter ist innerhalb sei- ner Druckstäbe mit einer steuerbaren Hydraulik ausgestattet und wird dadurch manövierfähig. SUPERball, an„Autonomous Tensegrity Robot“ submitted to ICRA2015 Nasa 360º Logo Anwendungsbereiche
  20. 20. on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel Tensegrity 20/26Produktbeispiele Tensegrity bicycles Das erste Tensegrity Fahrrad wurde im Jahre 1926 gebaut. Es war sehr unstabil und besaß keine funktionale Steuerung. Mit dem Fahrrad von Preduscos, kann man lenken und es benötigt keine solide befestigng zwischen Lenk- und Sattel- stange. Diese Bauform ist sehr leicht. Tensegrity Fahrrad von dem romänischen Industriedesigner Ionut PredescuProjektarbeit eines Studenten aus Kassel (2006)
  21. 21. on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel Tensegrity 21/26Produktbeispiele Querschnitt durch verschiedene Zeltformen über die Jahre Tensegrity basiertes Zelt des Herstellers„Sierra Designs“ Tensegrity Zelte Bei diesem Zelt werden die Trekkingstö- cke als Teil des Zeltgestänges integriert. Das Zelt ist oben breiter als unten, was ein komfortables sitzen, bei geringerem Gewicht, ermöglicht.
  22. 22. on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel Tensegrity 22/26Produktbeispiele Tensegrity Mobiliar Tensegrity –Stuhl und Tisch von dem bulgarischem Designer Konstatin Ackov Möbel die auf dem Prinzip Tensegrity basieren, könnten so gestaltet werden, das sie sich im entspannten Zustand sehr platzsparend transportieren lassen. Außerdem sind sie wie auch Skulpturen sehr gute Mediatoren zwischen Designer und Verbraucher.
  23. 23. on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel Tensegrity 23/26Produktbeispiele LED-Röhren Tensgrity Lampe des Designstudios Archichoas Tensegrity Coffee Table von Robby Cuthbert
  24. 24. on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel Tensegrity 24/26Produktbeispiele Lampe by Ofir Yadan ohne Axen zwischen den Trägern DIY Table—kann mit jeder Art von Deckplatte ausgestattet werden Tensegrity Stuhl eines holländischen Herstellers
  25. 25. on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel Tensegrity 25/26Quellen • https://physiotherapeuten.de/das-tensegrity-modell-ein-neues-bild-vom-koerper/#.VRflmLF- HiSo • http://intensiondesigns.com/ • https://aehistory.wordpress.com/1949/01/01/1949-tensegrity-black-mountain-college-north- carolina/tensegrity/ • Pugh, A.: An Indroduction to Tensegrity. University of California Press, Berkeley, 1976 • Montro, R.: Tensegrity Systems: The State of the Art. In: International Journal of space struc- tures 7 (1992), Nr.2 • Drieseberg, Tobias: Ein Beitrag zur Formfindung von Tensegrity—Systemen mit der Kraftdich- temethode, Kassel university press GmbH (2007) • Chassagnoux, A.; Chomarat,A; Savel J.: A Study of Morphological Characteristics of Tensegrity Structures . In: International Journal of Space Structures 7 (1992, Nr.2
  26. 26. on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel Tensegrity 26/26 • http://www.gat.st/news/schwebende-objekte • https://www.nasa.gov/content/nasa-360-talks-super-ball-bot/#.VRj8prFHiSo • http://www.tensegriteit.nl/legestoel.html • http://catincatilea.com/diy-table/ • http://tensegritywiki.blogspot.de/2014/01/tensegrity-coffee-table-by-robby.html • http://www.archichaos.be/projects/thomas/studio-furniture/ • http://www.coroflot.com/ofir_y/tensegrity-lamps • http://de.wikipedia.org/wiki/Tensegrity_%28Architektur%29 Quellen

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