Распорная система. Общие свойства каменных сводчатых конструкций, страница 3

2.  История

Арки были известны еще в Древнем Египте и Греции, но были признаны непригодными для монументальной архитектуры и редко использовались. Римляне, напротив, использовали полукруглую арку в мостах, водопроводах и крупномасштабной архитектуре. В большинстве случаев они не использовали раствор, полагаясь только на точность их каменной повязки. Арабы популяризировали стрельчатые арки, и именно в их мечетях эта форма первой приобрела свой религиозный смысл. Средневековая Европа активно использовала стрельчатые арки, которые составляли основной элемент готической архитектуры. В конце Средневековья была введена сегментарная арка. Эта форма и эллиптическая арка имела большое значение в мостостроении, потому что они разрешали взаимную поддержку со стороны ряда арок, несущих боковую тягу к упорам на обоих концах моста.

Значительным вкладом римлян стало и дальнейшее развитие свода и купола. Они усовершенствовали их до степени, не превзойденной до середины XIX в. Как правило, применялись истинные своды, что снижало массу сооружения, но требовало устройства кружал, необходимость которых отпадала при возведении сводов с навесной кладкой (ложных сводов).

Горизонтальная балка может треснуть, если она слишком длинная; клиновидные же части в арочной дуге при нагрузке не переламываются, а сжимаются, а разрушить камень давлением непросто. Поэтому арочными конструкциями можно перекрывать гораздо большие пространства и нагружать их значительно смелее. Вместе с тем, освоив арку, архитекторы Рима не стали сочинять новый архитектурный язык взамен древнегреческого. Стоечно-балочная система (то есть колонны и поддерживаемые ими элементы) осталась на фасадах, но теперь часто не работала, а лишь украшала здание. Таким образом, римляне сделали ордер декором.   

Римские своды и купола были полуциркульными. Полусферическую форму римляне вполне естественно наделили наилучшими прочностными качествами. Среди таких форм первенствует бетонный купол Пантеона в Риме - наиболее совершенный образец храма с перекрытым внутренним пространством при диаметре 45 м.

Пантеона, Рим.

Технологический прорыв византийской архитектуры — постановка изобретенного еще в Древнем Риме купола не на круглые стены, замыкающие внутреннее пространство, а на четыре арки — соответственно, всего с четырьмя точками опоры. Между арками и подкупольным кольцом образовывались двояковогнутые треугольники — паруса. (В храмах на них чаще всего изображаются евангелисты Матфей, Лука, Марк и Иоанн — четыре опоры церкви.) В частности, благодаря этой конструкции православные церкви имеют привычный для нас вид.

К началу второго тысячелетия нашей эры в Европе стали складываться могущественные империи, и каждая считала себя наследницей Рима. Возродились и традиции римского зодчества. Величественные романские соборы снова перекрывались арочными конструкциями, похожими на античные, — каменными и кирпичными сводами. Вершиной зодчества из природного камня стала готическая архитектура храмов Европы ХII-ХVI веков. Камень применялся и для создания конструкции, и для декора.

Вертикальная направленность соборов готики - не только устремленная к Небу символика, но и требование строительной техники.

Готические архитекторы придают арочным конструкциям стрельчатые очертания. В готическую эпоху преобразуется и конструкция крыш. В романской архитектуре стропильная система, поддерживающая кровлю, часто опиралась на свод, дополнительно нагружая его. Готические строители отошли от этой конструкции, создав деревянную стропильную ферму, опирающуюся на стены. Арки и своды стали делать стрельчатыми. Конструкция такой формы давит больше вниз, на опоры, чем в стороны. Кроме того, с боков эта система подпиралась специальными «мостиками» — аркбутанами, которые перекидывались от отдельно стоящих столбов — контрфорсов. Так стены освобождались от всякой нагрузки, делались легкими или даже исчезали, уступая место стеклянным картинам — витражам.