
【機】 arched beam
arch; hump up; surround
【機】 arcade arch; arch
appear; body; compare; entity; form; look; shape
【醫】 appearance; morpho-; shape
bridge; girder; roof beam
【機】 beam; girder
拱形梁(arch beam)是建築結構中兼具拱與梁雙重力學特性的承重構件。根據中國建築工業出版社《建築結構設計術語标準》(GB/T 50083-2021),其定義為"軸線呈曲線形,主要通過軸向壓力傳遞荷載的彎曲構件" 。美國土木工程師學會(ASCE)Structural Engineering Institute 将其解釋為"通過幾何曲率産生水平推力以平衡荷載的彎曲體系" 。
從結構力學角度分析,拱形梁遵循以下應力分布公式: $$ sigma = frac{My}{I} + frac{P}{A} $$ 其中$sigma$為截面應力,$M$為彎矩,$y$為截面高度方向坐标,$I$為截面慣性矩,$P$為軸向壓力,$A$為截面積。這種組合受力模式使其比直梁具有更大的跨越能力,古羅馬萬神殿的混凝土拱頂(直徑43米)即是經典案例 。
在當代工程中,拱形梁廣泛應用于橋梁工程(如悉尼港灣大橋)、體育場館(國家體育場"鳥巢")和航站樓建築(北京大興機場)。清華大學土木工程系實驗數據顯示,合理設計的鋼拱梁結構可提升30%的荷載效率 。
拱形梁是一種以弧形結構為核心承重構件的梁,其定義和特點可綜合以下内容解釋:
拱形梁通過弧形或抛物線形狀分散荷載,常見于橋梁、屋頂等大跨度結構。其核心特征是垂直方向存在弧度,需通過剖面圖或立面圖才能清晰标注标高差,與水平方向的弧形梁形成區别。
主要用于大跨度建築,如:
特征 | 拱形梁 | 弧形梁 |
---|---|---|
弧度方向 | 垂直方向(上下) | 水平方向 |
圖紙表達 | 需剖面/立面圖 | 平面圖即可顯示 |
主要受力 | 軸向壓力為主 | 可能承受彎矩 |
典型應用 | 橋梁、大跨度屋頂 | 裝飾性建築構件 |
(依據整理)
更多專業定義可參考建築結構設計規範或《材料力學》相關章節。
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