Система аркбутанов и контрфорсов, Распределение нагрузки - Изучение архитектурных стилей

Каркасная система готической архитектуры - совокупность конструктивных строительных приемов, появившаяся в готике, которая позволила изменить нагрузки в здании и заметно облегчить его стены и перекрытия. Благодаря данному изобретению архитекторы средневековья смогли значительно увеличить площадь и высоту возводимых сооружений. Основными элементами конструкции являются контрфорсы, аркбутаны и нервюры. Главной и в первую очередь бросающейся в глаза чертой готических соборов является их ажурная структура, представляющая собой резкий контраст массивным конструкциям предшествующей романской архитектуры.

Распределение нагрузки

Техническим прорывом архитекторов готики явилось их открытие нового способа распределения нагрузки. Нужно сказать, что любое свободностоящее здание испытывает два вида нагрузок: от собственного веса (включая перекрытия) и погодные (ветер, дождь, снег и др.). Затем оно (здание) передает их вниз по стенам - к фундаменту, нейтрализуя затем в земле. Именно поэтому каменные здания строятся более основательно, чем деревянные, так как камень, будучи тяжелее древесины, подвергается большей угрозе обрушения в случае ошибки в расчетах. В романской архитектуре, отчасти являющейся наследницей древнеримской, несущими частями здания были все стены целиком. Если архитектор желал увеличить размет свода, то таким образом увеличивался и его вес, и стену приходилось утолщать, чтобы она могла выдерживать вес такого свода. Но в готической архитектуре от этого метода отказались. Решающей для развития готики стала догадка, что вес и давление каменной кладки могут концентрироваться в определенных точках, и если поддерживать именно в этих местах, другим элементам постройки уже не обязательно быть несущими. Так возник готический каркас - хотя предпосылки для него появились несколько ранее: "Исторически этот конструктивный прием возник из усовершенствования романского крестового свода. Уже романские зодчие в некоторых случаях выкладывали швы между распалубками крестовых сводов, выступающими наружу камнями. Однако такие швы имели тогда чисто декоративное значение; свод по-прежнему оставался тяжелым и массивным". Новаторство технического решения состояло в следующем: свод перестали опирать на сплошные стены здания, массивный цилиндрический свод заменили более легким ажурным, давление этого свода передается нервюрами и арками на столбы (колонны). Возникающий таким образом боковой распор воспринимается аркбутанами и контрфорсами. "Нервюрный свод был значительно легче романского: уменьшались и вертикальное давление, и боковой распор. Нервюрный свод своими пятами опирался на столбы-устои, а не на стены; распор его был наглядно выявлен и строго локализован, и строителю было ясно, где и как распор должен быть "погашен". Кроме того, нервюрный свод обладал известной гибкостью. Усадка грунта, катастрофическая для романских сводов, была для него относительно безопасна. Наконец, нервюрный свод имел еще и то преимущество, что позволял перекрывать пространства неправильной формы". Таким образом, конструкция сильно облегчается за счет перераспределения нагрузок. Прежде несущая, толстая стена превратилась в простую "легкую" оболочку, чья толщина больше не влияла на несущую способность здания. Из толстостенного здания собор превратился в тонкостенный, но зато "подпертый" по всему периметру надежными и элегантными "подпорками". Кроме того, готика отказалась от полуциркульной, обычной арки, заменяя ее везде, где только можно стрельчатой. Использование сводчатой арки в сводах позволяло уменьшить их боковой распор, направляя значительную часть давления прямо на опору - причем, чем выше и заостреннее арка, тем меньше она создает боковой распор на стены и опоры. Массивный свод заменился ребристым сводом, эти ребра - нервюры диагонально перекрещивались и воспринимали нагрузку. Пространство между ними заполнялось простой распалубкой - легкой кладкой кирпича или камня.

Полученные преимущества:

    1) Большая экономия строительного материала; 2) Увеличение высоты здания, а также освещенности его внутреннего пространства; 3) Объединение внутреннего пространства в одно целое; 4) Сокращение сроков строительства.

Аркбутан - это наружная каменная упорная арка, которая передает распор сводов главного нефа на опорные столбы, отстоящие от основного корпуса здания - контрфорсы. Завершается аркбутан наклонной плоскостью по направлению ската кровли. В ранний период развития готики встречаются аркбутаны, скрытые под крыши, но они мешали освещать соборы, поэтому вскоре они были выдвинуты наружу, и стали открыты для обозрения извне. Аркбутаны бывают двух пролетные, двухъярусные, и комбинирующие оба этих варианта.

Контрфорс - в готике вертикальная конструкция, мощный столб, способствующий устойчивости стены тем, что своей массой противодействуют распору сводов. В средневековой архитектуре догадались не прислонять его к стене здания, а вынести его наружу, на расстояние нескольких метров, соединив со зданием перекинутыми арками - аркбутанами.

Этого было достаточно для эффективного переноса нагрузки со стены на опорные колонны. Внешняя поверхность контрфорса могла быть вертикальной, ступенчатой или непрерывно наклонной.

Пинакль - остроконечная башенка, которой нагружали вершину контрфорса в месте примыкания к нему аркбутана. Это делалось с целью предотвращения сдвигающих усилий.

Столб-устой - мог быть простого сечения или же представлять собой "пучок колонн".

Нервюра - ребро арки свода, выступающее из кладки и профилированное. Система нервюров образует каркас, поддерживающий облегченную кладку свода.

Делятся нервюры на:

    1) Щековые арки - четыре арки по периметру квадратной ячейки в основании свода. 2) Ожива - диагональная арка. Почти всегда полуциркульная. 3) Тьерсерон - дополнительная нервюра, идущая от опоры и поддерживающая посередине лиерны. 4) Лиерны - дополнительная нервюра, идущая от точки пересечения ожив к щелыге щековых арок. 5) Контрлиерны- поперечные нервюры, связывающие между собой основные (т. е. оживы, лиерны и тьерсероны). 6) Запалубка - в нервюрном своде заполнение между нервюрами. 7) Замковый камень (Розетка)

Похожие статьи




Система аркбутанов и контрфорсов, Распределение нагрузки - Изучение архитектурных стилей

Предыдущая | Следующая