Tensegrität
Eine Anleihe aus der Architektur (Artikel 1 von Thies Böttcher)
Tensegrität
Der Begriff Tensegrity kommt aus der Architektur und beschreibt eine bestimmte Art und Weise, wie sich eine Struktur trägt. In einem tensegralen System gibt es feste Druckstäbe - zum Beispiel Metallstangen - und Zugseile. Es gehört somit zu den Seil-Stab-Systemen innerhalb der Strukturmechanik und kann somit in die Mechanik eingeordnet werden.
Das gesamte System wird so aufgespannt, dass sich die Stangen niemals untereinander berühren. Es wird schnell klar: Die Seile würden allein zusammenfallen, genauso würden die Stangen allein nicht halten. Zusammen hingegen spannt sich das System auf und steht stabil, sofern eine Vorspannung besteht. > Bildersuche Google Tensegrity
Der Gegenentwurf
Das mechanische Tensegralsystem steht somit im Gegensatz zum klassischen mechanischen System, in welchem Hebelgesetze gelten und mit Kraftarmen und Lastarmen gearbeitet wird. Als Beispiel ist hier eine Wippe zu nennen, bei der eine Metallstange (Druckelement) direkt auf einem anderen Druckelement (dem Sockel) gelagert ist. In diesem Fall berühren sich die Druckelemente.
Einige Unterschiede
Dieser kleine Unterschied hat enorme Auswirkungen! Im Hebelsystem entstehen in den Kontaktpunkten der Druckelemente enorme Kräfte, welches im System Verschleiß generiert bzw. eine gute Wartung erfordert. Berechnet man hingegen die einwirkenden Kräfte am Ende des Stabes (also der Knotenpunkt zw. Druckstab und Zugseil), innerhalb eines tensegralen Systems, so ist das Ergebnis NULL. Innerhalb der Seilkonstruktionen gibt es Zugkräfte, in der Stäben Druckkräfte.
Ein weiterer eklatanter Unterschied liegt in der Flexibilität. Je nach Dehnfähigkeit der Zugseile kann sich das gesamte tensegrale System bei Last verformen (es fällt auf den Boden oder wird zusammengedrückt) und seine ursprüngliche Form wieder einnehmen, sobald die äußere Kraft weggenommen wird. Es hat die einwirkende Kraft aufgenommen, gespeichert, im gesamten System verteilt und wieder abgegeben. Diese Flexibilität macht das System deutlich widerstandsfähiger gegenüber äußeren Kräften (mit Ausnahme der ständig einwirkenden Schwerkraft) als das klassische Hebelsystem.
Kein Wunder, das dieses Konzept ganz neue Möglichkeiten in der Architektur eröffnet. Bisher wurden allerdings nur bestimmte Tragestrukturen (z. B. Brücken, Dachkonstruktionen) entsprechend gebaut, gesamte Bauwerke existieren unseres Wissens noch nicht. Die Verformbarkeit unter Last ist bei ganzen Bauwerken genau eines der Probleme. Die Verformung ist zu groß.
Der Ursprung:
Die Urheberschaft dieses Kontruktionssystems ist umstritten. Sehr bekannt sind die Werke von Kenneth Snelson und Buckminster Fuller, allerdings soll der lettische Künstler und Konstruktivist Karl Loganson Anfang des 20. Jahrhundert mit ähnlichen Konstruktionen experimentiert haben.