Arch, in de architectuur en de weg- en waterbouwkunde, een gebogen element dat wordt gebruikt om een opening te overspannen en om de lasten van bovenaf te dragen. De boog vormde de basis voor de evolutie van het gewelf.
Boogconstructie is in wezen afhankelijk van de wig. Als een reeks wigvormige blokken – d.w.z. blokken waarvan de bovenrand breder is dan de onderrand – op de in de figuur aangegeven wijze flank aan flank worden gezet, is het resultaat een boog. Deze blokken worden voussoirs genoemd. Elk voussoir moet nauwkeurig worden gesneden, zodat het stevig tegen het oppervlak van de aangrenzende blokken drukt en de belastingen gelijkmatig geleidt. Het centrale voussoir wordt de sluitsteen genoemd. Het punt van waaruit de boog oprijst uit zijn verticale steunen wordt de veer of veerlijn genoemd. Tijdens de constructie van een boog hebben de voussoirs steun van onderaf nodig totdat de sluitsteen op zijn plaats is gezet; deze steun neemt gewoonlijk de vorm aan van tijdelijke houten centrering. De kromming in een boog kan halfrond, segmentvormig (bestaande uit minder dan de helft van een cirkel) of spitsvormig (twee elkaar snijdende cirkelbogen) zijn; niet-cirkelvormige krommingen kunnen ook met succes worden gebruikt.
Encyclopædia Britannica, Inc.
In metselwerkconstructies hebben bogen een aantal grote voordelen ten opzichte van horizontale balken, of lateien. Ze kunnen veel bredere openingen overspannen omdat ze kunnen worden gemaakt van kleine, gemakkelijk te dragen blokken baksteen of steen, in tegenstelling tot een massieve, monolithische stenen latei. Een boog kan ook een veel grotere last dragen dan een horizontale balk kan dragen. Deze draagkracht komt voort uit het feit dat de neerwaartse druk op een boog de voussoirs naar elkaar toe dwingt in plaats van uit elkaar. Deze spanningen hebben ook de neiging de blokken radiaal naar buiten te drukken; belastingen leiden deze naar buiten gerichte krachten naar beneden af om een diagonale kracht uit te oefenen, die stuwkracht wordt genoemd en die de boog zal doen instorten als hij niet op de juiste wijze wordt gesteund. Daarom moeten de verticale steunen, of palen, waarop een boog rust massief genoeg zijn om de stuwkracht te ondersteunen en naar de fundering te leiden (zoals bij Romeinse triomfbogen). Bogen kunnen echter op lichte steunen rusten, wanneer zij in een rij staan, omdat de stuwkracht van één boog de stuwkracht van zijn buren tegenwerkt, en het systeem stabiel blijft zolang de bogen aan beide uiteinden van de rij ondersteund zijn. Dit systeem wordt gebruikt in structuren als stenen boogbruggen en oude Romeinse aquaducten.
bogen waren bekend in het oude Egypte en Griekenland, maar werden ongeschikt geacht voor monumentale architectuur en zelden gebruikt. De Romeinen, daarentegen, gebruikten de halfronde boog in bruggen, aquaducten en grootschalige architectuur. In de meeste gevallen gebruikten zij geen mortel, maar vertrouwden zij gewoon op de precisie van hun steenbewerking. De Arabieren maakten de spitsboog populair, en het was in hun moskeeën dat deze vorm voor het eerst zijn religieuze connotaties kreeg. In het middeleeuwse Europa werd veel gebruik gemaakt van de spitsboog, die een basiselement vormde van de gotische architectuur. In de late Middeleeuwen werd de segmentboog geïntroduceerd. Deze vorm en de elliptische boog waren van grote waarde in de bruggenbouw omdat ze wederzijdse ondersteuning door een rij bogen mogelijk maakten, waardoor de zijdelingse stuwkracht naar de landhoofden aan beide uiteinden van een brug werd overgebracht.
Moderne bogen van staal, beton of gelamineerd hout zijn zeer stijf en licht, zodat de horizontale druk tegen de steunen klein is; deze druk kan nog verder worden verminderd door een trekstang tussen de uiteinden van de boog te spannen.