
【機】 arch framing
arch; hump up; surround
【機】 arcade arch; arch
appear; body; compare; entity; form; look; shape
【醫】 appearance; morpho-; shape
frame; structure; composition; configuration; construction; fabric; mechanism
【計】 frame work
【醫】 constitution; formatio; formation; installation; structure; tcxture
拱形結構(Arch Structure)是一種利用曲線形态傳遞荷載的建築或工程結構形式,其核心特征是通過拱券的幾何形狀将垂直荷載轉化為側向推力,最終由支座(拱腳)承擔。以下是漢英對照的專業解釋:
拱形結構指由弧形構件(拱券)及其支撐體系組成的承重結構。其力學原理是通過拱身的曲線将上部荷載産生的壓力沿切線方向傳遞至兩側支座,形成向外的水平推力(側推力),使材料主要承受壓力而非彎矩,從而充分發揮石材、磚砌體或混凝土的抗壓強度。典型應用包括拱橋、拱頂、拱門等。
力學優勢
拱形結構的承載力公式可表示為:
$$ H = frac{wL}{8h} $$
其中 (H) 為水平推力,(w) 為均布荷載,(L) 為跨度,(h) 為矢高。該公式表明:增大拱高可顯著減小側推力,從而降低支座設計難度。
曆史演變
從古羅馬半圓形拱券(如加爾橋)到哥特式尖拱(如巴黎聖母院),拱形結構通過優化曲線形态(抛物線、懸鍊線)逐步提升跨度和穩定性。
現代應用
鋼筋混凝土拱橋(如悉尼港灣大橋)通過主動控制拱腳推力實現大跨度設計;薄殼拱頂(如國家大劇院)則利用曲面剛度減輕自重。
(注:因搜索結果未提供可驗證鍊接,參考資料僅标注名稱及标準號以符合權威性要求)
拱形結構是一種以曲線或折線形态為主的建築或工程結構形式,其核心特點是通過軸向壓力傳遞荷載,并依賴兩側的推力維持平衡。以下是詳細解釋:
拱形結構由拱圈(主體彎曲部分)和拱腳(兩側支撐點)組成。其形态可以是圓弧形、抛物線形或橢圓形,既可以是平面曲線,也可以是立體構造。
優點 | 缺點 |
---|---|
跨越能力大,節省材料 | 對地基要求高,需處理水平推力 |
耐久性強,維護成本低 | 多孔連續拱需額外結構措施 |
造型美觀,適用于多種風格 | 建築高度大可能影響周邊設計 |
如趙州橋(利用石拱結構實現大跨度)、悉尼海港大橋(鋼拱橋的力學與美學結合)等,均體現了拱形結構在工程實踐中的經典應用。
如需進一步了解具體案例或力學計算,可參考橋梁工程規範(來源2)或結構力學教材。
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