
【机】 arch framing
arch; hump up; surround
【机】 arcade arch; arch
appear; body; compare; entity; form; look; shape
【医】 appearance; morpho-; shape
frame; structure; composition; configuration; construction; fabric; mechanism
【计】 frame work
【医】 constitution; formatio; formation; installation; structure; tcxture
拱形结构(Arch Structure)是一种利用曲线形态传递荷载的建筑或工程结构形式,其核心特征是通过拱券的几何形状将垂直荷载转化为侧向推力,最终由支座(拱脚)承担。以下是汉英对照的专业解释:
拱形结构指由弧形构件(拱券)及其支撑体系组成的承重结构。其力学原理是通过拱身的曲线将上部荷载产生的压力沿切线方向传递至两侧支座,形成向外的水平推力(侧推力),使材料主要承受压力而非弯矩,从而充分发挥石材、砖砌体或混凝土的抗压强度。典型应用包括拱桥、拱顶、拱门等。
力学优势
拱形结构的承载力公式可表示为:
$$ H = frac{wL}{8h} $$
其中 (H) 为水平推力,(w) 为均布荷载,(L) 为跨度,(h) 为矢高。该公式表明:增大拱高可显著减小侧推力,从而降低支座设计难度。
历史演变
从古罗马半圆形拱券(如加尔桥)到哥特式尖拱(如巴黎圣母院),拱形结构通过优化曲线形态(抛物线、悬链线)逐步提升跨度和稳定性。
现代应用
钢筋混凝土拱桥(如悉尼港湾大桥)通过主动控制拱脚推力实现大跨度设计;薄壳拱顶(如国家大剧院)则利用曲面刚度减轻自重。
(注:因搜索结果未提供可验证链接,参考资料仅标注名称及标准号以符合权威性要求)
拱形结构是一种以曲线或折线形态为主的建筑或工程结构形式,其核心特点是通过轴向压力传递荷载,并依赖两侧的推力维持平衡。以下是详细解释:
拱形结构由拱圈(主体弯曲部分)和拱脚(两侧支撑点)组成。其形态可以是圆弧形、抛物线形或椭圆形,既可以是平面曲线,也可以是立体构造。
优点 | 缺点 |
---|---|
跨越能力大,节省材料 | 对地基要求高,需处理水平推力 |
耐久性强,维护成本低 | 多孔连续拱需额外结构措施 |
造型美观,适用于多种风格 | 建筑高度大可能影响周边设计 |
如赵州桥(利用石拱结构实现大跨度)、悉尼海港大桥(钢拱桥的力学与美学结合)等,均体现了拱形结构在工程实践中的经典应用。
如需进一步了解具体案例或力学计算,可参考桥梁工程规范(来源2)或结构力学教材。
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