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An einer Tensegrity-Struktur wurden experimentell-rechnerische Untersuchungen durchgeführt. Der Zoo Rostock plant den Bau einer neuen Voliere mit einer Tensegrity-Struktur. Die Form wurde von Dr. Veit Bayer, Bauhaus-Uni Weimar und Klaus Wagnener, PWP-Berlin entwickelt. Berechnungsalgorithmen nach Skelton wurden in der FE-Software SLang, Bauhaus-Uni Weimar von Dr. Veit Bayer implementiert. Mit diesen Algorithmen kann der Vorspannzustand von Tensegrity-Strukturen bestimmt werden und eine geometrisch nicht-lineare Berechnung erfolgen. Um die Berechnungen zu überprüfen, wurde ein 1:5 Modell der Voliere berechnet und erstellt. An diesem wurden Belastungsversuchen durchgeführt und Kräfte und Verformungen gemessen. Die Seilkräfte wurden mit Hilfe der ersten Eigenfrequenz gemessen, die Verformungen mit einem Tachymeter aufgezeichnet. Die Ergebnisse wurden zur Verfizierung der Berechnungsalgorithmen verwendet. Mit der Software SLang wurden Berechnungsmodelle erstellt, um das Versuchsmodell abzubilden. Die experimentellen Ergebnisse wurden mit berechneten Werten verglichen. Es konnte gezeigt werden, dass mit den implementierten Algorithmen eine Berechnung von Tensegrity-Strukturen möglich ist.
In displacement oriented methods of structural mechanics may static and dynamic equilibrium conditions lead to large coupled nonlinear systems of equations. In many cases they are solved iteratively utilizing derivatives of Newton's method. Alternatively, the equations may be expressed in terms of the Karush-Kuhn-Tucker conditions of an optimization problem and, therefore, may be solved using methods of mathematical programming. To begin with, the work deals with the fundamentals of the formulation as optimization problem. In particular, the requirements of material nonlinearity and contact situations are analyzed. Proximately, an algorithm is implemented which utilizes the usually sparse structure of the Hessian matrix, whereby particularly the convergence behaviour is analyzed and adjusted. The implementation was tested using examples from statics and dynamics of large systems. The results are verified considering the accuracy comparing alternative solutions (e.g. explicit methods). The potential areas of application is shown and the efficiency of the method is evaluated.