拱 arch

在荷载作用下主要承受轴向压力，有时也承受弯矩而有支座推力的曲线或折线的杆形结构。拱结构有数千年发展历史，是土木工程中重要的承载结构形式。古罗马人在高架输水渠、桥梁和大型建筑上广泛使用拱结构。

由李春主持修建的赵州桥（公元595~605年）是世界上现存最早的石拱桥。

拱由拱圈及其支座组成。支座可做成能承受垂直力、水平推力以及弯矩的支墩；也可用墙、柱或基础承受垂直力而用拉杆承受水平推力。拱圈主要承受轴向压力，较同跨度梁的弯矩和剪力为小，能节省材料、提高刚度、跨越较大空间，可作为礼堂、展览馆、体育馆、火车站、飞机库等的大跨屋盖承重结构；同时有利于使用砖、石、混凝土等抗压强度高、抗拉强度低的廉价建筑材料。一般的屋盖、吊车梁、过梁、挡土墙、散装材料库等承重结构以及地下建筑、桥梁、水坝、码头等的承重结构，均可采用拱。

1. 类型

按采用材料分：土拱、木拱、砖石拱、混凝士拱、钢筋混凝士拱、钢拱等；按受力特点分：三铰拱、双铰拱、无铰拱等（图1）；按采用拱轴的线型分：圆孤拱、抛物线拱、悬链线拱等（图2）；按拱圈截面形式分：实体拱、箱形拱、桁架拱等。

2. 受力特点

矢跨比为拱的基本几何特征，直接影响支座水平反力的大小。在工程结构中，矢跨比在1~1/10之间，甚至可更小一些。

无铰拱为三次超静定结构，整体性好，拱图构造简单，但对支座要求较高，如有沉降则引起的附加内力较大。

双铰拱于两拱脚处设拱，为一次超静定结构，性能介于三铰拱和无铰拱之间，可使结构设置和安装简单。

三铰拱除拱脚外在拱顶再设一铰，属静定结构，在温度变化、材料收缩、弹性压缩、支座沉降等因素影响下不产生附加内力，但铰的构造较复杂，整体刚度和抗振性能较差。

拱可以是整体拱、拱肋拱、网状拱、单孔拱、连续拱等，组合非常灵活，不论单孔或多孔拱的水平推力都可用系杆承受，成系杆拱，使地基不受水平推力。大强度的相对柔性拱需按非线性计算。

摘自：《中国大百科全书（第2版）》第7册，中国大百科全书出版社，2009年