
voussoir
拱石(arch stone)是建築學術語,指構成拱形結構的楔形石材或砌塊,其核心功能是通過力學傳遞将荷載分散至兩側支撐結構。在漢英詞典中,該詞常譯為"voussoir"或"arch stone",源自拉丁語"volsus"(旋轉),體現其在弧形構件中的旋轉排布特性。
從結構工程角度,拱石需滿足三點特征:①楔形幾何設計,确保相鄰石塊通過重力自鎖;②抗壓強度高于常規砌體(通常≥25MPa);③頂部鎖石(keystone)需承受最大壓應力,古代中國趙州橋的鎖石厚度達1.03米,印證《營造法式》記載的"縱劵分節"工藝。
曆史文獻顯示,意大利建築師維特魯威在《建築十書》中首次系統描述拱石力學原理,而中國現存最早的拱石實證見于東漢永平六年(公元63年)的梁式石拱墓。現代建築中,預制混凝土拱石仍用于遺産修複工程,如英國巴斯修道院的拱頂修複便嚴格遵循曆史砌築參數。
“拱石”一詞在不同語境中有不同含義,需結合具體領域解釋如下:
拱石是修建拱形結構(如橋拱、拱牆)時使用的扇面形塊狀石材。其形狀經過特殊加工,通常呈楔形,便于在砌築時形成穩定的弧形承重結構。
橋梁工程
作為石拱橋的核心承重部件,拱石通過精确砌築形成拱圈,能将荷載傳遞至橋墩。古代大型石拱橋施工時,需采用分段法對稱砌築,并分層施工确保結構穩定。
牆體結構
在傳統拱牆中,拱石位于牆體頂部形成拱形支撐結構,可分散上方壓力,提升牆體承載力。常與基礎、牆身共同構成三部分體系。
美國猶他州拱石國家公園的“精緻拱石”屬于天然形成的砂岩拱形結構,由風化侵蝕作用形成,與人工建築中的拱石有本質區别。
提示:人工建築拱石與自然拱石的關鍵區别在于前者是經過人為加工的工程材料,後者屬于地質侵蝕形成的自然奇觀。
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