拱形屋頂構(gòu)造作為一種經(jīng)典建筑類(lèi)型，憑著獨(dú)特的力學(xué)性能和原材料合理性，在當(dāng)代工程建設(shè)領(lǐng)域中展示出顯著的優(yōu)點(diǎn)。與傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)屋頂對(duì)比，拱形結(jié)構(gòu)可以通過(guò)合理的承受力分派，大幅降低原材料使用量，減少造價(jià)成本，同時(shí)保證的承載能力和可靠性。這些結(jié)構(gòu)類(lèi)型的優(yōu)勢(shì)源于其悠久歷史積累與現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)的完美結(jié)合。

拱形結(jié)構(gòu)的歷史可以追溯到幾千年前，古羅馬人修建的萬(wàn)神殿和拱券技術(shù)性至今仍然令人嘆服。這樣的設(shè)計(jì)的關(guān)鍵基本原理取決于根據(jù)弧型設(shè)計(jì)將垂直荷載轉(zhuǎn)化成沿拱身傳達(dá)的拉伸應(yīng)力，進(jìn)而充分運(yùn)用原材料的抗壓特性。當(dāng)代水利學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，拱形屋頂?shù)闹С蟹椒ㄅc傳統(tǒng)混凝土框架擁有不同之處。在同樣跨距環(huán)境下，拱形結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)關(guān)鍵產(chǎn)生壓力，而鋼結(jié)構(gòu)梁則承擔(dān)應(yīng)力。因?yàn)榻ㄖ摬牡目箟簭?qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于抗拉強(qiáng)度，弧形設(shè)計(jì)方案可以更加有效地利用材料的性能，完成"用其所長(zhǎng)"效果。

從結(jié)構(gòu)使用量角度而言，拱形屋頂?shù)墓?jié)約實(shí)際效果十分明顯。以跨距30米廠房為例子，使用傳統(tǒng)鋼管桁架構(gòu)造一般會(huì)消耗約45-50KG/平方米建筑鋼材，而使用山核桃拱形結(jié)構(gòu)只需25-30KG/平米，原材料節(jié)約力度高至40%之上。這類(lèi)節(jié)約主要來(lái)源于三個(gè)方面：，拱形結(jié)構(gòu)規(guī)避了傳統(tǒng)式鋼架結(jié)構(gòu)中的大量受彎構(gòu)件；次之，持續(xù)的總體斜面防止了連接點(diǎn)連接處的材料浪費(fèi)；終，改善的溫度分布促使預(yù)制構(gòu)件橫截面能夠大幅度減少。

在工效層面，拱形屋頂一樣具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。當(dāng)代預(yù)制裝配技術(shù)性促使弧形預(yù)制構(gòu)件能夠在工地大批量生產(chǎn)，當(dāng)場(chǎng)僅需進(jìn)行相應(yīng)的組裝工作。更值得一提的是，拱形屋頂一般采用集成設(shè)計(jì)，促使不同項(xiàng)目間可以共享模具和生產(chǎn)工藝流程，進(jìn)一步攤低了原材料成本。

抗震能力是拱形屋頂?shù)牧硪淮箝W光點(diǎn)。因?yàn)楣靶谓Y(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的整體性和柔韌度，在地震力下可以通過(guò)彎曲合理?yè)p耗動(dòng)能。