美学与数学的梦幻联动

拱形对建筑的意义

弧线传统建筑设计 设计原则

拱形构造对中国古建筑的建造，有着极其主要的意义。
拱形的对称美学。
对称性是构成形式美的基本事理，
对称可以授予建筑形象静态美，
呈现出端庄、古朴之美。
拱形所展现的中富丽学，以看似大略柔和的线条，塑造出均衡端庄的形态，一次又一次造诣了中国建筑史上的奇迹。

图 | 来源于节目《国家宝藏》
拱形的构造特性。
拱形在受到压力的时候会将力分散通报给向下或向外的部分。
因此，只要拱形构造质地均匀，它所分散通报的力也会非常均匀。
拱形构造的曲面缓冲、分散承受的压力，增强了建筑的坚固性。
这一构造运用至桥梁培植时，能极大地增强泄洪能力，减轻大水对桥身的冲击力。

图 | 北宋·张择端《清明上河图》（局部） | 现藏于故宫博物院
拱形的材料本钱。
拱形构造可以少用很多材料，因而节省了许多本钱开销。
受力高、本钱低，难怪拱形构造的建筑风格如此受古人喜好。
那么你都能想到哪些拱形古建筑呢？

古建筑中的拱形

拱形桥

坦平切实其实千人过，驿使驰驱万国通。
赵州桥，别号安济桥，位于河北省石家庄市赵县。

图 | 赵州桥 | 来源于节目《天下赵州（精编版）》
它采取了较为平缓的圆弧拱形构造，这种形状被称为“坦拱”。
其是天下上现存的年代久远、跨度最大、保存最完全的单孔坦弧敞肩石拱桥，在中国造桥史上霸占极其主要的位置，乃至对天下都有深远影响。

图 | 梁思成手绘复原图 | 来源于节目《天下赵州（精编版）》
赵州桥所采取的敞肩圆弧拱，被认为是天下桥梁史的“首创者”。
据天下桥梁考证，中国比欧洲敞肩拱构造早了一千二百多年涌现。
赵州桥桥身全长64.4米，拱顶宽9米，拱脚宽9.6米，跨径37.02米。
主拱两端各有两个小拱伏于主拱的肩上。
小拱净跨为2.85米和3.81米。

图 | 赵州桥3D打印图 | 来源于黑龙江卫视新闻节目《新华视点》
据测算，这四个小的拱形桥洞可以节省180立方米的石料，并减轻500吨的桥重。

而赵州桥在1400多年的历史中，经受住了无数次大水冲击，历经了数次大地震，同时有无数人与车辆曾经于这座桥上驶过，至今仍特立于河上，被称为天下桥梁的奇迹。

古建筑中的拱形

拱形门

拱券（xuàn）门，也可以简称为券门。
刘若愚曾在《酌中志·大内规制纪略》：“宫墙之外，砖砌券门，安大石於上，凿悬孔垂之，各有浄军不才接盛。
”

图 | 来源于节目《国家宝藏》

我国大约在西汉前期形成了拱券砌筑技能，在宋代用于城墙水门，南宋后期用于城门洞。
我们熟知的天安门城楼中间的门，便是拱券门。
北京旧城有“内九外七皇城四”的讲究，这指的是正阳门、崇文门等内城九门，永定门、右安门等外城七门，以及天安门、地安门等皇城四门。

图 | 永定门 | 来源于央视网
我们于这些箭楼的楼体上可以瞥见十分熟习的券门。
这些券门曾见证车马通畅，是古时主要的交通枢纽。

图 | 长城 | 来源于央视网

在长城上，我们也可以瞥见券门构造。
城墙外侧的构筑较为陡峻，易守难攻；内侧的道路比较平坦，士兵移动较为方便。

为保障守城士兵活动，使兵器、物资方便地移动于城上城下之间。
在城墙内侧，每隔一段间隔，就会建造一个券门，并以砖石构筑阶梯直通城顶。

古建筑中的拱形

黄土高原的窑洞

窑洞是黄土高原居民的古老居住形式，这一历史可以追溯至四千多年前。
依照材质、地理位置等诸多条件，窑洞可以分为很多种类。

图 | 来源于节目《百家讲坛》
从美学与文化角度，传统的圆拱形窑洞因自然特点出身，将中华民族“天圆地方”的哲学思想融入个中。

而从数学角度来看，其拱顶式的构筑契协力学事理，将顶部的压力分至两侧，使重心更稳定。

古建筑中的拱形

无梁殿的神秘

我们常见的古代建筑多为梁架式，即通过搭建木梁支撑起整座建筑。
而与之相反，无梁殿则因此拱支撑，没有木梁，通体以砖石砌成，内部以拱券式构造撑住全体屋顶。

图 | 明代万佛堂建筑群 |北京市房山区公民政府网站
无梁殿涌现于14世纪末，约至16世纪时盛行。
南京市的灵谷寺内，拥有中国历史最悠久、规模最大的砖砌拱券构造殿宇。
灵谷寺的无梁殿采取砖砌拱券构造，门窗同样采取拱券形式，构造十分坚固。
无梁殿的涌现与“贮存”的需求息息相关。

图 | 北京皇史宬 | 来源于央视网
制砖技能提升，砖价低落，而拱形构造又能节省材料。
无梁殿采取石砖砌成，相对付木构建筑可以更好地防火，并且坚固耐久。

用于存放皇室档案的北京皇史宬（chéng），就引入了拱券构造。
砖石砌筑可以有效减少失火丢失，拱券构造也能更为稳定地存储资料。

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结语

建筑美学与几何学碰撞，

在中华大地上擦出火花。

它们绘制出无数条绝美曲线，

如一轮又一轮彩虹，

为我们的建筑史增长了炫彩光芒。

卧地弯月筑一栈，

驾石奇梁载千钧。

编审：张筱曼
责编：邓莫南
策划：彭 锋
编辑：刘梦迪