拱形屋顶作为一种经典建筑形式，其稳固性源于独特的力学传递机制。当外力作用于拱顶时，荷载会沿拱体曲线均匀分散，最终通过拱脚传递至基础。这种结构能将垂直压力转化为侧向推力，显著降低局部应力集中。江苏杰达钢结构工程有限公司的实践案例显示，合理设计的拱形结构可使荷载分担效率提升30%以上。
现代拱形屋顶多采用钢铝复合材料或预应力混凝土。钢材具有优异的抗拉性能，配合防腐涂层可抵御大气腐蚀；混凝土材料则通过添加硅灰等掺合料增强抗碳化能力。吴仕宽团队的研究表明，在湿度较高的沿海地区，镀铝镁合金钢板的年腐蚀速率比普通钢材低0.02毫米。
拱形屋顶的耐久性表现与环境匹配度密切相关。在雪荷载较大区域，需将拱体曲率半径控制在跨度的1/4至1/6；对于台风频发地区，则要注重拱脚节点的抗风揭设计。某体育场项目监测数据显示，经过风洞优化的拱形膜结构在12级风压下位移量仅为传统结构的60%。
数字建模技术的应用使拱形屋顶设计更为精准。有限元分析能模拟不同工况下的应力分布，BIM技术则可实现施工误差控制在3毫米内。值得关注的是，新型传感器系统的植入使得结构健康监测成为可能，比如某物流仓库通过纤维光栅传感器成功预警了钢材疲劳裂纹的发展。
拱形屋顶的长期服役性能还依赖于维护保养体系。定期检查密封胶的老化状况、清理排水通道、修复防腐涂层等措施能显著延长使用寿命。相关规范建议，在正常使用环境下，经过适当维护的钢结构拱形屋顶可保持50年以上的功能完整性。
