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Der Messeturm in Rostock - ein Tensegrityrekord

Schlaich, M.

Im Beitrag werden Geschichte, Konstruktion und Berechnung eines Tensegrity-Turm-Tragwerkes (hoch vorgespanntes leichtes Seiltragwerk) beschrieben. Der Begriff 'Tensegrity' setzt sich aus den Begriffen 'tensional' und 'integrity' zusammen. Tensegrity-Tragwerke bestehen aus einem kontinuierlichen System von Zugelementen und einem diskontinuierlichen Subsystem von Druckelementen. Der beschriebene Messeturm setzt sich aus sechs Twistelementen von jeweils 8,3 m Höhe zusammen. Jedes dieser Segmente besteht aus drei Druckstäben (Stahlrohre Durchmesser = 273 mm, t = 12 - 40 mm), drei Diagonalseilen (vollverschlossene galfanbeschichtete Seile, VVS3 Durchmesser = 50 und 75 mm) und drei dünneren Horizontalseilen (VVS2 Durchmesser = 30 bzw. VVS3 Durchmesser = 50 mm). Die Turmspitze bildet eine 15 m lange Edelstahlnadel, die 12,5 m über das oberste Element hinausragt. An jedem Knoten greifen zwei Druckstäbe und vier Seile an. Diese Stäbe sind biegesteif über horizontale Kopfplatten miteinander verschraubt. Die zwei maßgebenden Lastfälle für dieses Tragwerk sind die Vorspannung und der Wind. Die Berechnungen wurden mit einem dreidimensionalen Finite-Element-Modell unter Berücksichtigung geometrischer Nicht-Linearitäten und großer Verformungen vorgenommen. Rechnerisches Versagen des Turms stellt sich erst bei mehr als doppelter Windlast ein. Der Versagensfall 'Erreichen der Grenzzugkraft in den Seilen' ereignet sich bei allen Vorspannungszuständen bei gleicher Windlast, d.h., er ist unabhängig von der Vorspannung. In den vorgekrümmten und nach Theorie II. Ordnung berechneten starr miteinander verbundenen Druckstäben erhöhen sich aufgrund der großen Auslenkung des Tragwerks die Biegemomente stärker und die Streckgrenze wird damit früher erreicht als in den höher vorgespannten Systemen.