Арки и своды — конструкции криволинейного очертания, перекрывающие пролет между опорами, которые могут быть в виде столбов, стен или балок. Арки и своды выкладывают из клинообразных камней, грани

Арки и своды — конструкции криволинейного очертания, перекрывающие пролет между опорами, которые могут быть в виде столбов, стен или балок. Арки и своды выкладывают из клинообразных камней, грани которых, как правило, соответствуют направлению радиуса, образующего кривизну арки или свода. Число камней по всей дуге должно быть нечетным, чтобы центральный камень (замковый) замыкал, расклинивал всю конструкцию и передавал усилия распора и собственный вес камней и вышележащей нагрузки на опоры (пяты арок). Возникающее на опорах усилие называется распором. Каменную кладку арочных конструкций; выполняли по опалубке (обшивке), настилаемой на специальные жесткие конструкции, называемые кружалами. Внешний контур-кружал делали соответствующим будущей форме свода или арки. Возведение кружал и. опалубок было трудоемким и требовало большого расхода дорогостоящей тесаной древесины.

Первые прототипы сводчатых конструкций использовались египтянами при устройстве погребальных камер в пирамидах. Их перекрывали парами наклонных блоков (в виде карточных домиков), и они передавали распор от вышележащей кладки на свои опоры. В инженерных сооружениях Греции употребляли цилиндрический свод, называвшийся камара. До нас дошли перекрытия афинского водосточного канала и тоннель, ведущий, к стадиону в Олимпии. То, что конструкции арок и сводов не нашли широкого применения в период расцвета греческой архитектуры, теоретики объясняют частыми землетрясениями, разрушительному действию которых арочные конструкции больше подвержены, чем стоечно-балочные.

Римское зодчество отразило историческое развитие Римской державы, превратившейся к началу нашей эры в обширную рабовладельческую империю. Завоевательная деятельность Рима вызвала потребность в строительстве хороших дорог по сложному рельефу. Дороги обеспечивали вывоз богатств из покоренных владений, переброску войск в районы новых завоеваний, карательных отрядов в районы волнений на ранее захваченных территориях. В результате был разработан метод многослойного монолитного покрытия дорог, прочных и износоустойчивых, с толщиной полотна покрытия около 1 м и шириной до 20 м. Научились перебрасывать мосты через водные преграды — виадуки, позже строить системы водоснабжения — акведуки (водовод).

Акведук, Древний Рим (I в. до н.э.)

Строительство, виадуков, особенно сложность возведения их опор, заставило работать инженерно-строительную мысль над увеличением пролетов, чтобы сократить число опор, над упрощением методов кладки, укреплением подводных оснований, изобретением вяжущих, твердеющих в мокром состоянии и в воде. Важнейшими инженерными открытиями римской эпохи были создание арки и изобретение бетона.

Элементарная санитария, выдвинула потребность строительства закрытых резервуаров для воды, так называемых цистерн, и каналов для отведения сточных вод, обогативших римских строителей умением возводить своды. Уникальным сооружением с применением свода была клоака Максима, построенная в начале II в. до н.э. — сборный коллектор сточных вод.

Новый строительный опыт римские зодчие стали распространять со строительства утилитарных сооружений на монументальные общественные здания с огромным внутренним пространством. Это в свою очередь повлекло за собой разработку новых систем конструкций и приемов декорировки зданий, например расчленение конструкции стены на несущее ядро из бетона и облицовку из туфа, травертина или мрамора, служившую одновременно опалубкой при возведении бетонных стен. При возведении куполов и сводов из бетона стали использовать кессоны для конструктивного усиления и облегчения купольной оболочки. Кессоны-ящики, которые закладывали в тело бетона, — создавали пустоты, а между ними образовывались ребра жесткости.

На рубеже новой эры, когда римляне завоевали. Египет, в строительную технику Рима внедряется новый материал – кирпич. С появлением кирпича изменились технические приемы возведения сводов и куполов. Вместо сложной конструкции дефицитных деревянных опалубок начали выкладывать кирпичные арочные каркасы, которые заменили кружальные фермы для укладки бетона в опалубку.

Можно считать, что римскими зодчими были разработаны все принципиальные конструктивные решения, связанные с использованием арок и сводов. Сначала они погашали распор за счет толщины массива стены. Позже стали применять в тех же целях распалубки или крестовые своды, которые располагали перпендикулярно оси основного пролета над смежными помещениями, как это выполнено в термах Каракаллы (III в.) или в базилике Максенция и Константина (первая половина IV в.). Кроме того, распалубки и крестовые своды позволяли устраивать в цилиндрических сводах световые проемы, не ослабляя их несущей способности. Крестовые своды при ограниченной протяженности замыкали апсидой.

Схемы основных типов цилиндрических сводов (а-ж) и сферического (з):

а - незамкнутый, б - сомкнутый, в - замкнутый, г - замкнутый апсидой с опущенной конхой, д - распалубленный, е- крестовый, ж - парусно-сомкнутый, з - парусный сферический;

1 - апсида, 2 - конха, 3 - распалубки, 4 - паруса, 5- скуфья, 6- шелыга

Вместе с развитием конструктивных решений арок и сводов совершенствовались и приемы их художественной обработки: органическое сочетание декора с конструкцией, наложение лепного декора и применение живописи.

Простейшие формы декора зародились при использовании цилиндрического свода в конструкциях общественных зданий. Если свод опирался на стену, выделяли пяту пояском, если на колоннаду — вместо пояска устраивали архитравную балку, передающую нагрузку от свода к колоннам.

Средний зал базилики Максенция и Константина (реконструкция).

При большой протяженности цилиндрического свода для сокращения количества кружал возводили подпружные арки, по которым укладывали покрытия. Этот конструктивный прием стал элементом структурного декора. С развитием технологии возведения сводов из бетонов подпружные арки оказались в теле бетона, но мотив подпружных арок сохранился как декоративный лепной рельеф, часто сочетающийся с живописью.

Другой декоративный прием, привнесенный из ордерных традиций в сводчатые конструкции, — кессон. Разработанный греками кессон был единственным конструктивно возможным для детого времени решением перекрытия. Рисунок конструктивной схемы был однотипным и монотонным, но греки сумели оживить это техническое решение декоративным приемом. Кессоны — пространство между пересекающимися балками — перекрывали плитами с декоративными углублениями. Тем самым уменьшали массу плиты и снимали часть нагрузки с балок.

Кессонные перекрытия в Парфеноне.

Это в свою очередь позволило уменьшить сечение последних, а художественное решение углублений с порезками создало впечатление невесомости потолка.

Римляне, владея значительным разнообразием кладочных систем из камней различных геометрических очертаний, кессон обращают в декоративный прием. Причиной тому стало отделение простых каменных работ по возведению конструкций от тонких скульптурных. Кессон вырубали уже по готовой кладке свода с учетом контура швов, потом даже перестали считаться и с этим обстоятельством. Кессон в римских каменных сводах утратил свою конструктивную структуру — осталась декоративная крышка, а ребра, образующие ящик, исчезли.

Примеры римских типов кладки сводов с разрезкой их на кессоны.

В литых бетонных сводах при использовании деревянных ящиков для формовки ребер жесткости, усиливающих несущую способность сводов и куполов и облегчающих всю конструкцию, восстанавливается конструктивная структура кессонов. Грубый бетонный остов отделывали лепниной, а кессоны римского Пантеона были обрамлены бронзой с серебряными розетками в середине. Одновременно развивались чисто декоративные традиции, и тогда кессоны выполняли, сочетая лепные работы со штукатурными.

Дата добавления: 2015-08-28