拱形承重的秘密是什么-（拱形承重的科学道理是什么）

当足弓受到压力时，这个力会传递到邻近的部位，通过抵抗足弓脚发出的力，可以承受更大的压力。拱门可以向下和向外分散压力，因此拱门能承受的力较重。

拱形承受压力并从顶点向两端传播。例如，如果拱门是圆柱体的一部分，有时球体的一部分也被计算在内。石拱桥的球形承受压力，压力从顶点开始扩散，在另一点或两三点处闭合。许多桥梁都是拱形的。

两个半球可以组合成一个球体，一个球体也可以看作是几个拱门的组合。球体是各个方向的拱门的组合。如果球体的任何部分受到应力，则力可以均匀地分布在其周围。这与拱形的压力具有相同的特性，因此球体比任何其他形状都坚固。

通过类似于梯形石块的小单元，拱门本身的重量和加在其上的荷载被水平转移到两端。每个小单位互相推挤的同时，也增强了自身的力量。拱门是向上凸的曲面。其最大主应力沿拱桥曲面作用，沿拱垂直方向的最小主应力为零。当足弓受到压力时，这个力会传递到邻近的部位，通过抵抗足弓脚发出的力，可以承受更大的压力。拱门可以向下和向外分散压力，因此拱门能承受的力较重。拱形结构比桁架结构具有更大的机械优势。在外荷载作用下，拱主要产生压力，使构件不发生弯曲变形。如果采用抗压性能较好的材料（如砖石或钢筋混凝土）来制作拱门，则可以充分利用材料的性能。但拱形结构支撑（拱脚）会产生水平推力。当跨度大时，推力就大。对付这个推力还是一件麻烦又费力的事情。由于拱结构的这一缺点，在实际工程应用中桁架仍比拱更常用。

拱的水平推力可采用以下结构方法处理：

基础用于直接承受水平推力；采用侧架结构承受水平推力；拉杆用于承受水平推力。这座拱门是建筑界的一项了不起的成就。几个世纪以来，拱门出现了许多数学形状（如圆形、椭圆形、抛物线、悬链线），产生了半圆拱、内外四角形尖拱、抛物线拱、椭圆形拱、尖形或等边拱、弓形拱、凯旋门、三角拱等。拱是一种跨越空间的建筑方法。足弓的性质使压力相对均匀地分布在整个身体上，从而避免集中在中心。在拱门发明和使用之前，建筑结构依赖于希腊建筑中的柱子和横梁，或者埃及金字塔中的台阶石。罗马建筑师最先广泛使用和发展半圆形拱门。除了拱门、拱顶和圆顶之外，他们还发现并利用了混凝土和砖块，一场建筑革命发生了。罗马人利用拱门、拱顶和圆顶，废除了梁和柱。拱门使他们能够将结构的重量重新分配到更少、更坚固的支撑上。结果是宽敞的内部空间。在拱门发明之前，该结构必须在内部和外部跨越柱子，并且必须仔细计算柱子之间的距离，以防止梁在过大的应力下断裂。拱门并没有过时。像所有建筑一样，它的概念和用途仍在不断发展。随着新建筑材料的发明和使用，建筑师可以将许多数学曲线和形状融入到他们的设计和创作中。

拱结构中的拱为推力结构，拱脚必须能可靠地传递水平推力。