Tensegrity-Strukturen sind innovative, stabile Systems aus nicht berührenden Druck- und Zugelementen, die aufgrund ihres selbstgespannten Gleichgewichts eine einzigartige geometrische und mechanische Eigenschaften aufweisen. Ursprünglich von Richard Buckminster Fuller populär gemacht, finden sie Anwendung in Architektur, Robotik und Design, wobei sie durch ihre modulare Bauweise und Flexibilität charakterisiert sind. Die Prinzipien der Tensegrity werden auch in biologischen Systemen wie dem menschlichen Körper und der Entwicklung komplexer Strukturen genutzt.

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. 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. 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. 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. 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. on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel
Tensegrity 6/26Prinzip
Qualitative Verformungsfigur, schlaffer
Normalkraftstab
Qualititative Verformungsfigur,
vorgespannte druckschlaffe Stäbe

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. 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. on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel
Tensegrity 9/26Geometrien
In Abhängigkeit vom Verdrehungswinkel ß vorspannbare Tensegrity–
Grundmodule, Draufsicht
vorspannbare Tensegrity–Grundmodule, Perspektive

10. on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel
Tensegrity 10/26Geometrien
R. Buckminster Fuller (1895-1983) mit Tensegrity—Sphäre

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. 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. 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. 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. 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. 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. on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel
Tensegrity 17/26
Dynamisches Modell eines humanoiden BeinesDynamisches Modell eines humanoiden Körpers
Anwendungsbereiche

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. 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. 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. 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. 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. on/off – Objekte mit kalkuliertem Formwandel
Tensegrity 23/26Produktbeispiele
LED-Röhren Tensgrity Lampe des
Designstudios Archichoas
Tensegrity Coffee Table von Robby Cuthbert

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. 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. 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