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萬里長城上的拱門

為常見建築结构之一,型態定義為中央上半成圓弧曲線。拱早期經常運用於跨逕大的橋樑或門首。又可分為箱形拱、圆弧拱、雙曲拱、肋拱、桁架拱、剛架拱等。近年來,各國於諸如拱橋的設計上,除了講究安全實用外,也強調拱軸線優化,連拱計算、拱式建築荷載橫向分佈,使各種形式拱式建築於完善。

拱最早是出現在公元前二千年的美索不达米亚的磚建築[1],不過一直到古羅馬時期才開始有系統的將拱應用在許多建築結構中。

基本概念[编辑]

拱屬於純壓力結構[2],可以在有大跨度的情形下,將受力轉換為各元件的壓應力,而不會有張應力。有時會稱為「拱圈作用」(arch action)[3]。當拱結構的受力帶到地面時.拱結構會對基地施下一往外的力,稱為「拱推力」。當拱的高度下降時,其往外的拱推力也會變大[4]。為了維持拱圈作用,避免拱結構倒塌,需要抑制往外的拱推力,可能是利用內部的拉桿或是外部的支撐,例如桥台英语abutments[5]


優點[编辑]

理論上,拱可以將所有結構荷重分解成壓應力而減少消除結構內的拉應力。因此一些可以有效抵抗壓力,但不能抵抗強大拉力、剪應力和扭力的材料,如石材和混凝土,用拱結構可以跨越很長的長度。

類型[编辑]

其他種類的拱[编辑]

猶他州拱門國家公園的精緻拱門,是一座天然形成的拱門

盲拱英语blind arch是指一個拱的內部已被填滿,因此沒有門、窗或通道的功能。

自然界石頭也可能形成拱的形狀。天然拱是指因侵蚀作用形成的拱,不是用人工挖掘或建築而成,像美國猶他州的拱門國家公園中就有許多天然拱。

有一種特殊的拱稱為凱旋門,其建造目的是在慶祝戰爭的勝利,例如法國巴黎的巴黎凯旋门即為一例。

相關條目[编辑]

參考文獻[编辑]

  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. JOURNAL OF STRUCTURAL ENGINEERING. 2011.JANUARY, 49 [1 February 2013]. doi:10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0000267. 
  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.