拱 - Wikiwand
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万里长城上的拱门
万里长城上的拱门

为常见建筑结构之一,型态定义为中央上半成圆弧曲线。拱早期经常运用于跨迳大的桥梁或门首。又可分为箱形拱、圆弧拱、双曲拱、肋拱、桁架拱、刚架拱等。近年来,各国于诸如拱桥的设计上,除了讲究安全实用外,也强调拱轴线优化,连拱计算、拱式建筑荷载横向分布,使各种形式拱式建筑于完善。

拱最早是出现在公元前二千年的美索不达米亚的砖建筑[1],不过一直到古罗马时期才开始有系统的将拱应用在许多建筑结构中。

基本概念

拱属于纯压力结构[2],可以在有大跨度的情形下,将受力转换为各元件的压应力,而不会有张应力。有时会称为“拱圈作用”(arch action)[3]。当拱结构的受力带到地面时.拱结构会对基地施下一往外的力,称为“拱推力”。当拱的高度下降时,其往外的拱推力也会变大[4]。为了维持拱圈作用,避免拱结构倒塌,需要抑制往外的拱推力,可能是利用内部的拉杆或是外部的支撑,例如桥台英语abutments[5]


优点

理论上,拱可以将所有结构荷重分解成压应力而减少消除结构内的拉应力。因此一些可以有效抵抗压力,但不能抵抗强大拉力、剪应力和扭力的材料,如石材和混凝土,用拱结构可以跨越很长的长度。

类型

  • 三角拱(Triangular arch)
    三角拱(Triangular arch)
  • 圆拱或半圆拱
    圆拱或半圆拱
  • 平圆拱(Segmental arch),拱的弧面小于半圆
    平圆拱(Segmental arch),拱的弧面小于半圆
  • 不等长圆拱
    不等长圆拱
  • 尖顶拱(锐尖拱)
    尖顶拱(锐尖拱)
  • 肩平拱(Shouldered flat arch),参见平拱(英语:Jack arch)
    肩平拱(Shouldered flat arch),参见平拱英语Jack arch
  • 三心花瓣拱(英语:Trefoil arch)
    三心花瓣拱英语Trefoil arch
  • 马蹄形拱(英语:Horseshoe arch)
    马蹄形拱英语Horseshoe arch
  • 三心拱(Three-centered arch)
    三心拱(Three-centered arch)
  • Inflexed arch
    Inflexed arch
  • 葱形拱(英语:Ogee)
    葱形拱英语Ogee
  • 反葱形拱(英语:Ogee)
    反葱形拱英语Ogee
  • 都铎式拱(英语:Four-centred arch)
    都铎式拱英语Four-centred arch

其他种类的拱

犹他州拱门国家公园的精致拱门,是一座天然形成的拱门
犹他州拱门国家公园的精致拱门,是一座天然形成的拱门

盲拱英语blind arch是指一个拱的内部已被填满,因此没有门、窗或通道的功能。

自然界石头也可能形成拱的形状。天然拱是指因侵蚀作用形成的拱,不是用人工挖掘或建筑而成,像美国犹他州的拱门国家公园中就有许多天然拱。

有一种特殊的拱称为凯旋门,其建造目的是在庆祝战争的胜利,例如法国巴黎的巴黎凯旋门即为一例。

相关条目

参考文献

  1. ^ Ancient Mesopotamia:Architecture. The Oriental Institute of the University of Chicago. [16 May 2012]. 
  2. ^ Dym, Clive L.; Harry E. Williams. Stress and Displacement Estimates for Arches (PDF). JOURNAL OF STRUCTURAL ENGINEERING. 2011, 49 [1 February 2013]. doi:10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0000267. (原始内容 (PDF)存档于2015年6月18日).  已忽略未知参数|month=(建议使用|date=) (帮助)
  3. ^ Vaidyanathan, R. Structural Analysis, Volume 2. USA: Laxmi Publications. 2004: 127. ISBN 81-7008-584-5. 
  4. ^ Ambrose, James. Building Structures. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc. 2012: 30. 
  5. ^ Ambrose, James. Building Structures. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc. 2012: 31. ISBN 978-0-470-54260-6. 
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