筱一尘关键词COMSOL张力完整性悬浮桌柔性连接“张力完整性”一词由工程师兼建筑师巴克敏斯特·富勒在 20 世纪 60 年代首次提出。张力完整性是基于单个刚性构件如管或梁和柔性构件(如电线或电缆)组成的系统建立的结构原理。刚性构件处于持续压缩状态它们不是通过互相接触连接而是被处于持续拉伸状态的柔性构件固定在一起形成一种能够自我支撑的内部稳定性结构从而无需预期的必要条件如地基、连接件或支柱。张拉整体结构使用的材料少因此质量轻、适应性强在环境友好型建筑设计中有应用潜力。张力桌或称为 “悬浮桌”是张力完整性原理最基本的应用一个固定部件在张力的作用下被一个柔性部件托起。【模型信息】上半部分桌面和一条向下延伸的弯曲桌腿和下半部分桌底和一条向上延伸的桌腿。两条腿之间用一根金属丝连接这样当重力将上半部分向下拉时金属丝的张力可以防止上半部分掉落地面。图1 悬浮桌示意图【边界条件设置】在本例中工况1是在桌面上施加不同大小的垂直向下的载荷。工况2是施加一个扭转力矩。使用线缆接口对施加的载荷和桌面重量进行模拟图2 边界设置【应力结果云图】提取结果云图。图3 工况1受力图示在桌面不发生倾斜时只有中心线缆承担所有张力周围的四条线缆处于不受力的状态。图4 工况2受力图示施加扭矩后弯矩也基本由中心线缆承担但此时外侧线缆也处于拉伸状态。通过探针提取线缆受力如下图。图5 线缆受力曲线【注】本次模型设置较为复杂如果想深入钢筋混凝土梁失效行为研究可以设置更加精细的模型以及更为确切的参数设置文中并未展示完全的技巧。