Οι εφελκυόμενες κατασκευές αποτελούν τη βέλτιστη και οικονομικότερη επιλογή για την ελεύθερη κάλυψη μεγάλων επιφανειών παρέχοντας ξεχωριστό αισθητικό αποτέλεσμα. Η χρήση των εφελκυόμενων κατασκευών διαδόθηκε ευρέως μετά τα μέσα του 20 αιώνα, όταν πλέον ερευνητές και μελετητές έχοντας στη διάθεσή τους τον υπολογιστή και τις νέες μεθόδους ανάλυσης, μπορούσαν να διερευνήσουν και να κατανοήσουν καλύτερα την ιδιαίτερη και περίπλοκη συμπεριφορά τους. Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι να παραθέσει τα σημαντικότερα χαρακτηριστικά της συμπεριφοράς, του σχεδιασμού και της ανάλυσης των εφελκυόμενων κατασκευών, εστιάζοντας στα εφελκυόμενα συστήματα καλωδίων και στην Μέθοδο Πυκνότητας Δύναμης.

Το περιεχόμενό της διαχωρίζεται σε δυο γενικά μέρη: στο ΜΕΡΟΣ Ι (Κεφάλαια 1 έως 5), στο οποίο περιγράφονται γενικά οι εφελκυόμενες κατασκευές, δίνοντας έμφαση στη συμπεριφορά τους και στις μεθόδους σχεδιασμού και ανάλυσής τους, και στο ΜΕΡΟΣ ΙΙ (Κεφάλαια 6 και 7), στο οποίο παρουσιάζεται ο σχεδιασμός, η ανάλυση και τα αποτελέσματά ενός απλού παραδείγματος εφελκυόμενης καλωδιωτής κατασκευής.

Στο Κεφάλαιο 1 παρουσιάζεται μια σύντομη ιστορική αναδρομή σχετικά με την εξέλιξη των εφελκυόμενων συστημάτων.

Στο Κεφάλαιο 2 εισάγεται το κύριο στοιχείο των εφελκυόμενων συστημάτων, το καλώδιο. Με αναφορά στη στατική επίλυση μεμονωμένων καλωδίων υπό τη δράση συγκεντρωμένου και ομοιόμορφου φορτίου περιγράφονται η συμπεριφορά του, η έννοια της γεωμετρικής μη γραμμικότητας, που χαρακτηρίζει τη συμπεριφορά του, και η επίδραση της προέντασης στην τελική απόκριση του.

Στο Κεφάλαιο 3 παρουσιάζονται οι εφελκυόμενες κατασκευές, εστιάζοντας στα εφελκυόμενα συστήματα με κύριο στοιχείο το καλώδιο. Περιγράφονται οι διάφοροι σχηματισμοί καλωδίων, οι οποίοι διακρίνονται σε επίπεδους (μεμονωμένα καλώδια και καλωδιωτές δοκοί) και χωρικούς (δίκτυα καλωδίων), και αναφέρονται τα βασικά χαρακτηριστικά τους.

Στο Κεφάλαιο 4 περιγράφεται ο σχεδιασμός και η ανάλυση των εφελκυόμενων συστημάτων. Το κεφάλαιο ξεκινά από το πρώτο και σημαντικότερο στάδιο, την εύρεση του αρχικού σχήματος ισορροπίας (form finding) για το οποίο μπορεί χρησιμοποιηθούν είτε φυσικά μοντέλα είτε αριθμητικές μέθοδοι. Οι αριθμητικές μέθοδοι εύρεσης σχήματος που περιγράφονται συνοπτικά, είναι η Φυσική Μέθοδος (Natural Shape Finding), η Μέθοδος της Δυναμικής Χαλάρωσης (Dynamic Relaxation Method) και η Μέθοδος Πυκνότητας Δύναμης (Force Density Method). Τέλος, παρουσιάζονται τα σημαντικότερα χαρακτηριστικά του επόμενου σταδίου, της στατικής και δυναμικής ανάλυσης.

Στο Κεφάλαιο 5 παρουσιάζεται αναλυτικά η Μέθοδος της Πυκνότητας Δύναμης, η οποία αποτελεί και το κύριο θέμα της παρούσας διπλωματικής εργασίας. Η μέθοδος χρησιμοποιήθηκε ευρέως τις τελευταίες δεκαετίες, για τον προσδιορισμό των πιθανών μορφών ισορροπίας ενός δικτύου εφελκυόμενων στοιχείων υπό τη δράση δυνάμεων προέντασης και αναφέρονται τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά της.

Στο Κεφάλαιο 6 περιγράφεται αναλυτικά ο σχεδιασμός ενός συστήματος αποτελούμενο από επίπεδες κατακόρυφες καλωδιοδοκούς και συνήθη μεταλλικά στοιχεία για την ελεύθερη στέγαση αίθουσας αθλοπαιδιών. Αναφέρονται οι βασικές αρχές σχεδιασμού βάσει του EN 1993-1-11, η μέθοδος ανάλυσης και τα φορτία που επιλέχθηκαν για την ανάλυση του συστήματος.

Στο Κεφάλαιο 7 παρουσιάζονται διεξοδικά η ανάλυση για το παραπάνω σύστημα (εύρεση σχήματος στατικής ισορροπίας υπό τη δράση της προέντασης της καλωδιοδοκού και ανάλυση του συνολικού φορέα), τα αποτελέσματα και ο έλεγχος επάρκειας των καλωδίων βάσει του EN 1993-1-11.

Στο Κεφάλαιο 8 παρουσιάζονται τα συμπεράσματα, ενώ στο ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Α παρουσιάζεται μια προσεγγιστική μέθοδος για την εκτίμησης της ελάχιστης απαιτουμένης αρχικής προέντασης για ένα σύστημα αποτελούμενο από δυο καλώδια αντίθετης καμπυλότητας.

Στο ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Β παρουσιάζεται το καλώδιο ως δομικό στοιχείο και περιγράφεται η δομή του, οι τύποι των διαφόρων καλωδίων που χρησιμοποιούνται στις εφελκυόμενες κατασκευές, οι βασικές ιδιότητές του και τα στοιχεία σύνδεσης μεταξύ των καλωδίων και αγκύρωσής τους.

Τέλος, στο ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Γ παρουσιάζονται τα βασικά χαρακτηριστικά του λογισμικού που χρησιμοποιήθηκε για το σχεδιασμό και την ανάλυση τους παραδείγματος στο ΜΕΡΟΣ ΙΙ της παρούσας διπλωματικής εργασίας.