拱和圓頂：建築中的優雅曲線

結構穩定性

拱是一種純粹承受壓力的結構，可以承受巨大的跨度，將荷載轉化為元件的壓應力。拱的底部產生外向的拱推力，需要通過內部拉桿或外部支撐來抑制。固定拱承受温度變化產生的熱脹冷縮，因此具有靜不定性。兩鉸拱通過鉸支承固定，允許結構變形，以適應熱脹冷縮，從而改善了靜不定性。三鉸拱具有三個鉸支承，可以自由變形，因此是靜定結構。

拱形種類

圓拱是古代重砌體建築中常見的類型，具有較小的橫向推力，使其高度和密度更高。尖拱常見於哥特式建築，其橫向推力小於圓拱，便於安排出入口。拋物線拱具有最大的跨度，但其橫向推力也最大。

圓頂

圓頂是一種類似球體上半部分的外殼結構，可用於覆蓋大型空間。圓頂可以分為簡單圓頂和複合圓頂，後者包含一個球體部分和一個真正的圓頂或鼓形座。羅馬人使用無鋼筋混凝土建造了許多著名的圓頂，例如萬神廟，其頂部有一個圓形開口（oculus）用於採光和通風。半圓頂也用於巴西利卡的壁龕中。

圓頂應用

圓頂建築技術在古代近東的疊澀拱中出現，並在羅馬建築革命中得到發展。隨著天主教的興起，圓頂成為東羅馬帝國宗教和世俗建築的標誌。中世紀時期，三角穹頂技術的發明進一步改進了圓頂設計。它們被廣泛用於文藝復興和巴洛克時期的教堂中。

當代用途

在現代住宅中，圓拱和弧形線條用於美化空間，並具有實用功能。它們可以修飾樑柱，消除空間壓迫感；界定場域，避免使用實牆分割空間；柔化煞氣，減少鋒利的線條；增添視覺趣味，使空間更具生動性。

圓拱建築：歷史、類型與應用

圓拱建築歷史悠久，從古代近東到現代建築，都能看到圓拱的身影。本文將探討圓拱建築的歷史發展、類型和應用。

歷史發展

• 古代近東：圓拱最早出現於西元前3000年的美索不達米亞。當時的圓拱多為半圓形，用於神廟和宮殿的屋頂。
• 古代羅馬：羅馬人在圓拱建築上取得了重大成就。他們開發了各種拱形結構，包括半圓拱、橢圓拱和拋物線拱，並廣泛應用於橋樑、競技場和神廟等建築物中。
• 中世紀：拜占庭帝國延續了羅馬的圓拱建築傳統，並發展出更複雜的中央圓頂結構。伊斯蘭建築也大量使用圓拱，尤其是尖拱，創造出宏偉而優雅的建築物。
• 文藝復興時期：文藝復興時期重新發現了古代羅馬的建築原理，圓拱再次成為流行的建築元素。文藝復興建築師設計了許多以大型半圓拱為特色的教堂和公共建築。
• 巴洛克時期：巴洛克時期圓拱建築更加繁複，出現了橢圓形拱、籃形拱和弧形拱等新類型。圓拱被用來創造動態和戲劇性的室內空間。
• 現代建築：現代建築中，圓拱被廣泛用於公共建築、橋樑和機場等大型結構中。新技術和材料的發展允許建造跨度更大的圓拱，為建築師提供了新的設計可能性。

類型

圓拱有許多不同的類型，常見的類型包括：

應用

圓拱建築有許多用途，包括：

• 屋頂結構：圓拱可用於支撐屋頂，形成寬敞的室內空間。
• 橋樑：圓拱橋可以跨越寬闊的河流或峽谷，提供堅固耐用的通道。
• 拱廊：圓拱連續排列形成拱廊，營造美觀和遮蔽的空間。
• 大廳：大型圓拱可用於建造雄偉的大廳，常出現在公共建築或宗教建築中。
• 窗户和門洞：圓拱形狀的窗户和門洞可以增添美感和功能。

結論

圓拱建築是一種具有悠久歷史的建築技術，具有構造性、美觀性和實用性。從古代近東到現代建築，圓拱一直都是建築師們用來創造令人驚嘆的空間和結構的有力工具。

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