
voussoir
拱石(arch stone)是建筑学术语,指构成拱形结构的楔形石材或砌块,其核心功能是通过力学传递将荷载分散至两侧支撑结构。在汉英词典中,该词常译为"voussoir"或"arch stone",源自拉丁语"volsus"(旋转),体现其在弧形构件中的旋转排布特性。
从结构工程角度,拱石需满足三点特征:①楔形几何设计,确保相邻石块通过重力自锁;②抗压强度高于常规砌体(通常≥25MPa);③顶部锁石(keystone)需承受最大压应力,古代中国赵州桥的锁石厚度达1.03米,印证《营造法式》记载的"纵劵分节"工艺。
历史文献显示,意大利建筑师维特鲁威在《建筑十书》中首次系统描述拱石力学原理,而中国现存最早的拱石实证见于东汉永平六年(公元63年)的梁式石拱墓。现代建筑中,预制混凝土拱石仍用于遗产修复工程,如英国巴斯修道院的拱顶修复便严格遵循历史砌筑参数。
“拱石”一词在不同语境中有不同含义,需结合具体领域解释如下:
拱石是修建拱形结构(如桥拱、拱墙)时使用的扇面形块状石材。其形状经过特殊加工,通常呈楔形,便于在砌筑时形成稳定的弧形承重结构。
桥梁工程
作为石拱桥的核心承重部件,拱石通过精确砌筑形成拱圈,能将荷载传递至桥墩。古代大型石拱桥施工时,需采用分段法对称砌筑,并分层施工确保结构稳定。
墙体结构
在传统拱墙中,拱石位于墙体顶部形成拱形支撑结构,可分散上方压力,提升墙体承载力。常与基础、墙身共同构成三部分体系。
美国犹他州拱石国家公园的“精致拱石”属于天然形成的砂岩拱形结构,由风化侵蚀作用形成,与人工建筑中的拱石有本质区别。
提示:人工建筑拱石与自然拱石的关键区别在于前者是经过人为加工的工程材料,后者属于地质侵蚀形成的自然奇观。
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