Arup 經典的懸浮樓板在結構受力上是如何實現的？

01-23

懸浮樓板是Arup非常經典的項目，作為結構工程師，我更好奇的是它的受力模型是什麼樣子，如何能實現如此大的懸挑。
圖片來源：The Penguin Pool at London Zoo
關於圖中倫敦動物園企鵝池的信息：跨越80年的懸浮樓板

同意 @王小磊的觀點，一上一下兩個懸挑板形成了空間結構體系，受力情況與懸挑完全不同了。

結構俯視是個U形曲面：

模仿這個形狀，建一個U形板，再建一個懸挑板，看看自重導致的受力和變形情況。模型和原結構略有不同，因為建空間曲面實在是太費時間了，我比較懶==

版寬1m，傾斜部分坡度1:4（1m:4m），兩個斜板用水平的扇形連接，扇形內徑0.5m，外徑1.5m。懸挑板寬1m，長5m。兩個版豎直方向厚度都取為120mm。計算時用線彈性模型，模量為C40混凝土的模量。

自重下的豎向位移如下圖所示，懸挑板端部位移56mm，U形空間板端部位移6.8mm，只有懸挑板的1/8左右：

自重下x方嚮應力如下圖所示，懸挑板最大為18.4MPa（拉）和20MPa（壓），U形空間板最大應力6.5MPa（拉）和8.0MPa（壓），還不到懸挑板的一半。（註：計算模型為彈性模型，沒有考慮混凝土開裂）

這個簡單的計算說明，這一U形的空間結構體系內力遠小於同樣尺寸的普通懸挑結構。

謝邀。

首先，「本文根據網路內容編輯整理，轉載務請註明「轉自《建築結構》雜誌微信」，違者必究。部份圖片來源於新浪微博@建築學1919」。嘖嘖嘖嘖，用別人的內容不註明出處，別人轉載他的就「務請註明，違者必究」。

建築遊記旋轉的動物園 ━ London Zoo 企鵝館這是人家2009年的博文，抄了人家這麼多，這也就算了，註明一個參考鏈接就這麼難么，還做新媒體呢，切。

其次，我不知道什麼叫「懸浮樓板」，我只知道《混凝土結構構造手冊》第八章第二節叫《懸挑式樓梯》，第八章第三節叫《螺旋板式樓梯》。

縱向配筋可以是這樣的：

橫向配筋類似這樣：

第三，奈爾維1932年就已經設計了旋轉懸挑樓梯了。

圖片來源：http://architecturefarm.wordpress.com/2012/06/16/stadio-comunale-firenze/最後，企鵝們每天在上面走，除了偶爾的檢修荷載之外，誰能告訴我企鵝坡道的均布活荷載取多少？

我感覺懸挑上部應為受拉，懸挑下部為受壓，形成類似於撐桿的模式，最重要的是承受的荷載小，

把這個懸浮板做個立面投影，就清楚了。

類似去掉斜撐的三角懸臂桁架，變相加大梁高。

抗壓穩定性肯定很差

從板的跨度和截面高度上看，我不認為設計師會把支座當作剛接處理，既然不是剛接就不能承擔彎矩，不能承擔彎矩就沒有懸挑這一說。所以我更傾向這個結構是近似於經典的三鉸兩桿的受力形式。

當然這個項目複雜的地方就是端頭的U型部位，這個也只能用有限元來模擬了。我只是瞎猜一下，這個U型端頭有很強的剛度，埋設有鋼板或者配筋很大，保證A，B兩點的變形盡量協調，形成左圖那種經典的受力形式，而且還要考慮空間受力比如扭矩的情況。還是很複雜，但是並不是懸挑的受力模式，至於懸浮那就是玄學範疇的事了。

Assume a new model (把扇形去掉，直接把兩段斜板搭在一起), 其變形和應力結果可能和鶴運得到的有扇形的很接近。

個人覺得這是一個力分解的問題，比如主要作用在結構上的荷載，豎向力，對於懸浮樓板，可以分解為軸向力，而結構受軸向力作用引起的變形不大；而對於懸臂板呢，豎向力與其垂直，最大限度轉化為彎矩，導致變形。

其實你也可以這麼理解，板水平著是變形最大時刻，板豎立著是變形最小的時候，而懸浮樓板正好處於期間。

僅供參考。

想多了，只是一個簡單的push-and-pull。

如果換steel或者composite來做就更完美了: 更纖細的構件，材料的拉壓特性都能得到進一步充分利用。

有點好奇底部受壓端會否有buckling的問題，還是因為荷載小，再加上是RC，不成問題？

當一種材料自重足夠輕、由其組成的構件某一個方向的受力性能好、符合有規則的幾何關係，就能實現各種各樣的結構形式。比如紙。

這個懸浮樓板基本是受拉和受扭，如果只是上幾隻企鵝的話做成這樣是完全可以的，可以不考慮安全係數，多加幾根鋼筋受力，保證混凝土不開裂就阿彌陀佛了

旋轉90度，像不像「大褲衩」。或者看成二力桿，受水平力，由於兩桿之間錯開一定距離，桿除了受軸力和彎矩外，還有較大的扭矩，所以按壓（拉）彎扭構件計算。還有一個難點就是板的穩定問題，很難手算估計，我能想到的只有建模進行雙非線性分析，或者乾脆做個實驗。後面一步（雙非或實驗）其實就能得到較滿意的結果，但前一步作為方案階段的估算是不錯的選擇。有更好的方法，請指教。