| 類型 | 特徵 | 應用 |
|---|---|---|
| 三鉸拱 | 底部與頂部設鉸支承，可自由變形，靜定結構 | 中等跨距拱門，大型建築屋頂 |
| 兩鉸拱 | 底部設鉸支承，跨度較大 | 大跨距橋梁 |
| 固定拱 | 底部固定不設鉸支承，靜不定結構 | 鋼筋混凝土小跨距橋梁，隧道 |
| 拋物線拱 | 質量平均分佈，壓力呈拋物線形狀，橫向推力大 | 大跨距橋梁 |
| 圓拱（半圓拱） | 半圓形，推力較大 | 古代拱門，拱廊，哥特式建築 |
| 尖拱 | 頂部尖角形，推力較小 | 哥特式建築，出入口密集 |
| 箱形拱 | 內部掏空，類似方形 | 較新型拱式結構 |
| 圓弧拱 | 連續的弧形 | 常見於橋梁，教堂 |
| 雙曲拱 | 雙曲線形狀 | 形狀特殊，較少見 |
| 肋拱 | 拱腳收窄，中心擴張 | 增強剛性，中世紀教堂 |
| 桁架拱 | 桁架結構組成 | 輕量化拱式結構 |
| 剛架拱 | 鋼材組成，剛性大 | 現代拱橋常見類型 |
拱
拱作為一種常見的建築結構，具有半圓形狀，將壓力轉化為壓應力，避免了張應力。它起源於美索不達米亞，後經由古羅馬得到了廣泛應用。拱結構主要承受壓力，而外部支撐或內部拉桿則用於抑制拱推力。
拱的分類
拱按類型可分為：
- 三鉸拱：底部和頂部設有鉸支承，靜定結構。
- 兩鉸拱：底部設有鉸支承，跨度較大，仍然是靜不定結構。
- 固定拱：底部固定不設鉸支承，靜不定結構。
- 拋物線拱：質量平均分佈，壓力呈拋物線形狀，橫向推力大。
- 圓拱（半圓拱）：半圓形，推力較大。
- 尖拱：頂部尖角形，推力較小。
- 箱形拱：內部掏空，類似方形。
- 圓弧拱：連續的弧形。
- 雙曲拱：雙曲線形狀。
- 肋拱：拱腳收窄，中心擴張。
- 桁架拱：桁架結構組成。
- 剛架拱：鋼材組成，剛性大。
不同拱式結構適用於不同的跨度範圍和建築類型，滿足特定結構要求，展現出不同的建築美學風格。
拱形：建築與藝術中的時空之舞
引言
拱形，建築中的基石，藝術中的永恆印記。自古以來，拱形以其獨特的形狀和結構穩定性，在建築和藝術領域中扮演著至關重要的角色。從古老的羅馬水道到現代博物館，拱形以其優雅的身姿和非凡的實用性，點綴著人類文明的進程。
建築中的拱形
| 拱形類型 | 特徵 | 用途 |
|---|---|---|
| 圓拱 | 最基本且常見的拱形，呈半圓形 | 橋樑、門廊、地下室 |
| 尖拱 | 尖頂的拱形，起源於哥特式建築 | 教堂、大教堂、天花板 |
| 拋物拱 | 呈拋物線形狀的拱形，強度更高 | 橋樑、屋頂 |
| 馬蹄拱 | 呈馬蹄形狀的拱形，起源於伊斯蘭建築 | 清真寺、宮殿 |
| 四心拱 | 由四個圓心組成的複雜拱形，曲線更平滑 | 入口、窗户 |
藝術中的拱形
- 繪畫：拱形經常出現在繪畫中，作為構圖的框架或建築物的背景，增添空間感和縱深感。
- 雕塑：拱形也可以作為雕塑的元素，形成門廊或其他建築結構的框架。
- 裝飾藝術：拱形在裝飾藝術中也很常見，如陶瓷、金屬製品和織物上的裝飾圖案。
拱形的結構穩定性
拱形在結構上具有非凡的穩定性，主要歸功於以下原因：
- 楔形磚石：拱形是由楔形磚石組成的，每個磚石彼此楔合，共同支撐著拱形的重量。
- 力學原理：當力作用在拱形上時，磚石會沿著拱形曲線相互擠壓，將力分散到周圍的結構中。
- 自鎖性：與梁或柱不同，拱形具有自鎖性，意味著一旦組裝完成，它就會自我支撐，而不依賴外部約束。
拱形的歷史與影響
拱形最早出現在美索不達米亞文明中，大約在公元前3000年。羅馬人進一步發展了拱形技術，並廣泛應用於建築中，如橋樑、水道和鬥獸場。中世紀時期，拱形在哥特式建築中得到了高度的應用，並發展出了尖拱式樣。文藝復興時期，拱形繼續被應用於宮殿和教堂中，並出現了更複雜的拱形形式。
拱形在現代建築中的應用
在現代建築中，拱形仍然廣受歡迎，其形式和結構穩定性使其適用於各種建築類型，如：
- 橋樑：拋物拱和圓拱用於現代橋樑的設計，提供強度和耐久性。
- 博物館：拱形屋頂和入口創造了寬敞的展示空間和自然採光。
- 公共建築：拱形結構可用於設計機場、體育館和其他公共建築，創造壯觀的空間。
結論
拱形，建築與藝術中的永恆印記，以其優雅的身姿和非凡的實用性，見證了人類文明的輝煌。從古老的羅馬水道到現代博物館，拱形繼續激發著建築師和藝術家的靈感，豐富著我們的空間與感官體驗。
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