拱(卷名：土木工程)
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，从而能节省材料、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。
类型 按采用材料分：土拱、木拱、砖石拱、混凝土拱、钢筋混凝土拱、钢拱（见钢结构）等；按采用拱轴的线型分：圆弧拱、抛物线拱、悬链线拱等；按所含铰的数目分：三铰拱、双铰拱、无铰拱等；按拱圈截面形式分：实体拱、箱形拱、桁架拱等（见拱桥）。
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，矢跨比约在1～1/10之间，甚至可更小一些。
三铰拱（图1a）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。无铰拱（图1b）为三次超静定结构，整体性好，拱圈构造简单，沿拱轴的内力分布较均匀，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（图1c、d）为一次超静定结构，性能介于三铰拱和无铰拱之间。
计算要点 进行拱的设计计算前应选择拱的轴线，在某一固定荷载作用下，当拱的压力线与拱轴线重合时，拱截面处于均匀受压状态，此时的拱轴线称为合理拱轴。如三铰拱在连续均布竖向荷载作用下的合理拱轴是一抛物线(图2a)；随拱轴形状变化的连续分布竖向荷载作用的合理拱轴是一倒悬链线（图2b）；连续均布荷载作用在拱轴法线方向的合理拱轴是一圆弧（图2c）。对于超静定拱合理拱轴不可能完全实现，可使拱轴线与压力线接近，以减少拱内弯矩。在实际工程中，由于恒载、活荷载、温度变化、材料收缩等因素的作用，拱轴线与压力线常不重合，通常可近似地取恒载或恒载加一半活荷载作用下的压力线当作拱轴线。
三铰拱的内力可利用顶铰弯矩为零的条件由静平衡方程求解，也可用图解法求解。双铰拱和无铰拱的内力一般常用结构力学中的方法进行分析，力法方程中系数和自由项的积分常难以直接求解，可用数值积分代替。
在拱结构的经典分析中，建立平衡方程时，忽略了拱圈变形的影响。这对刚度大的拱可行，对柔拱则应考虑附加弯矩。
地震和吊车等动荷载对拱的影响，常用静荷载乘以动力系数的等效荷载计算；当荷载和跨度较大时可考虑按动荷载进行动力计算。拱在曲率平面内的稳定通过计算控制;平面外的稳定由板梁及支撑等构件予以保证(见结构稳定)。