格構拱

《鐵道科學技術名詞》第一版。 2100433B

1997年，經(jīng)全國科學技術名詞審定委員會審定發(fā)布。

拱為常見建筑結構之一，型態(tài)定義為中央上半成圓弧曲線。拱早期經(jīng)常運用于跨逕大的橋梁或門首。又可分為箱形拱、圓弧拱、雙曲拱、肋拱、桁架拱、剛架拱等。近年來，各國于諸如拱橋的設計上，除了講究安全實用外，也強調(diào)拱軸線優(yōu)化，連拱計算、拱式建筑荷載橫向分布，使各種形式拱式建筑于完善。

拱最早是出現(xiàn)在公元前二千年的美索不達米亞的磚建筑，不過一直到古羅馬時期才開始有系統(tǒng)的將拱應用在許多建筑結構中。

工程中常用的拱有三鉸拱（圖1a）、兩鉸拱（圖1b）和無鉸拱（圖1c）三種。拱的軸線可以是圓弧、拋物線、懸鏈線等。在內(nèi)力分析中，三鉸拱屬于靜定結構；兩鉸拱屬于一次靜不定結構；無鉸拱屬于三次靜不定結構。后兩者可用力法進行分析。

在外載荷作用下，拱一般以受壓為主，因此，除內(nèi)力和變形外，還須作穩(wěn)定性分析。拱內(nèi)壓力大到一定限值后，原有形式的平衡狀態(tài)可能變?yōu)椴环€(wěn)定的。

拱結構是一種主要承受軸向壓力并由兩端推力維持平衡的曲線或折線形構件。拱結構比桁架結構具有更大的力學優(yōu)點。

在外荷作用下，拱主要產(chǎn)生壓力，使構件擺脫了彎曲變形。如用抗壓性能較好的材料（如磚石或鋼筋混凝土）去做拱，正好發(fā)揮材料的性能。不過拱結構支座（拱腳）會產(chǎn)生水平推力，跨度大時這個推力也大，要對付這個推力仍是一樁麻煩而又耗費材料之事。由于拱結構的這個缺點，在實際工程應用上，桁架還是比拱用得普遍。