Бочка свод

Неф Лиссабонского собора с цилиндрическим сводом . Обратите внимание на отсутствие окон фонаря : весь свет обеспечивается окном-розой в одном конце свода.

Бочкообразный свод , также известный как туннельный свод , вагонный свод или свод повозки , представляет собой архитектурный элемент, образованный выдавливанием одной кривой (или пары кривых, в случае заостренного цилиндрического свода) на заданное расстояние. Кривые обычно имеют круглую форму, что придает конструкции полуцилиндрический вид. Цилиндрический свод — это простейшая форма свода : по сути, это серия арок, расположенных рядом (т. е. одна за другой). Это форма бочкообразной крыши .

Как и во всех арочных конструкциях, под цилиндрическим сводом на стены создается направленная наружу тяга. Существует несколько механизмов поглощения этой тяги. Один из них — сделать стены чрезвычайно толстыми и прочными — это примитивный, а иногда и неприемлемый метод. Более элегантный метод — построить два или более сводов параллельно друг другу; силы их направленных наружу толчков будут, таким образом, нейтрализовать друг друга. Этот метод чаще всего использовался при строительстве церквей, где несколько сводчатых нефов шли параллельно по длине здания. Однако внешние стены самого внешнего свода все равно должны быть достаточно прочными или усилены подпорками . Третий и наиболее элегантный механизм сопротивления боковому толчку заключался в создании пересечения двух цилиндрических сводов под прямым углом, образуя таким образом паховый свод .

Бочковые своды известны из Древнего Ирана ( Элама ), индийской цивилизации долины Инда и Древнего Египта и широко использовались в римской архитектуре . Они также использовались для замены Большой Клоаки системой подземной канализации. Другие ранние конструкции цилиндрических сводов встречаются в Северной Европе , Турции , Марокко и других регионах. В средневековой Европе цилиндрический свод был важным элементом каменного строительства в монастырях , замках , домах-башнях и других сооружениях. Эта форма дизайна наблюдается в подвалах , склепах , длинных коридорах , монастырях и даже больших залах .

Теория и ранняя история

Бочковые своды были известны и использовались ранними цивилизациями, включая Древний Египет и Месопотамию . Однако, очевидно, это не был очень популярный и распространенный метод строительства в этих цивилизациях. Персы и римляне были первыми, кто широко использовал их в архитектуре. Этот метод, вероятно, возник из-за необходимости крыть крыши зданий каменными элементами, такими как кирпичи или каменные блоки, в районах, где древесины и древесины было мало. Самым ранним известным примером хранилища является туннельный свод, найденный под шумерским зиккуратом в Ниппуре в Вавилонии , датируемый примерно 4000 годом до нашей эры, который был построен из обожженных кирпичей, смешанных с глиняным раствором . Самые ранние туннельные своды в Египте найдены в Рекуагне и Дендере , примерно в 3500 г. до н. э., в додинастическую эпоху. Они были построены из высушенного на солнце кирпича в три кольца над проходами, спускающимися к гробницам всего , пролетом два метра. ^[1] В этих ранних случаях цилиндрический свод в основном использовался для подземных сооружений, таких как стоки и , хотя несколько зданий великого позднеегипетского погребального дворца - храма Рамессеума канализация также были сводчатыми таким же образом. ^[2] Недавние археологические данные, обнаруженные на месте Моргантина (в провинции Энна ), показывают, что надземный цилиндрический свод был известен и использовался в эллинистической Сицилии в 3 веке до нашей эры, что указывает на то, что эта техника была также известна древним грекам .

Сводчатая крыша ранней хараппской погребальной камеры была отмечена в Ракхигархи . ^[3] С.Р. Рао сообщает о сводчатой крыше небольшой комнаты в доме из Лотала . ^[4] Бочковые своды также использовались на позднехараппском кладбище H, датируемом 1900–1300 гг. До н.э., которое образовывало крышу металлообрабатывающей печи. Открытие было сделано Ватсом в 1940 году во время раскопок в Хараппе . ^[5]^[6]^[7]

Древние римляне, скорее всего, унаследовали свои знания о бочкообразных сводах от этрусков и Ближнего Востока. Персы и римляне были первыми, кто широко использовал этот метод строительства в крупномасштабных проектах, и, вероятно, были первыми, кто использовал леса для строительства сводов, охватывающих большую ширину, чем что-либо прежде. Однако постепенно римские строители стали отдавать предпочтение использованию пахового свода ; хотя этот тип свода был более сложен в возведении, он не требовал тяжелых и толстых стен для поддержки (см. Ниже) и, таким образом, позволял строить более просторные здания с большими проемами и гораздо большим количеством света внутри, такие как парилки .

После падения Римской империи в течение нескольких столетий было построено несколько зданий, достаточно больших, чтобы требовать больших сводов. В ранний романский период возвращение к каменным цилиндрическим сводам наблюдалось в первых великих соборах; их интерьеры были довольно темными из-за толстых и тяжелых стен, необходимых для поддержки свода. Одной из самых крупных и известных церквей, огороженных сверху обширным цилиндрическим сводом, была церковь аббатства Клюни , построенная между 11 и 12 веками.

В 13 и 14 веках, с распространением нового готического стиля, цилиндрические своды почти исчезли в конструкциях великих готических соборов; крестовые своды, Вначале в основном использовались усиленные каменными ребрами, а в дальнейшем были разработаны различные типы эффектных, богато украшенных и сложных средневековых сводов. Однако с приходом эпохи Возрождения и стиля барокко , а также с возрождением интереса к искусству и архитектуре античности, цилиндрические своды были вновь представлены в поистине грандиозных масштабах и использовались при строительстве многих знаменитых зданий и церквей, таких как Базилика. ди Сант-Андреа ди Мантова Леоне Баттиста Альберти , Сан-Джорджо Маджоре Андреа Палладио и, пожалуй, самая великолепная из всех — базилика Святого Петра в Риме, где огромный цилиндрический свод охватывает неф шириной 27 м (89 футов). ^[8]

Инженерные вопросы

В конструкции цилиндрического свода векторы давления приводят к нисходящей силе на макушке, в то время как нижние части арок реализуют боковую силу, выталкивающую наружу. ^[9] В результате эта форма конструкции может выйти из строя, если стороны не будут закреплены или подкреплены очень тяжелыми строительными элементами или прочными земляными подъездными путями. Например, в замке Мучалс в Шотландии стены, прилегающие к камерам с цилиндрическими сводами, имеют толщину до 4,6 м (15 футов), что добавляет прочности, необходимой для закрепления изогнутой конструкции.

Широко признана сложность адекватного освещения цилиндрических сводчатых сооружений. ^[10] Внутренней инженерной проблемой является необходимость избегать проколов окон в каменных цилиндрических сводах. Такие отверстия могут поставить под угрозу целостность всей арочной системы. Таким образом, романским средневековым строителям приходилось прибегать к использованию маленьких окон, больших контрфорсов или других форм поперечных распорок внутренних стен для достижения желаемых результатов освещения. Во многих монастырях естественным решением были монастыри, которые могли иметь высокие сводчатые конструкции с открытым двором, обеспечивающим достаточное освещение.

С 1996 года инженеры-строители применяют механику Ньютона для расчета числовых напряжений для древних каменных цилиндрических сводов. ^[11] В этих анализах обычно используется алгоритм конечных элементов для расчета напряжений, вызванных силой тяжести, на основе собственного веса арочной системы. Фактически, для инженеров-строителей анализ цилиндрического свода стал эталонным тестом компьютерной модели проектирования конструкций «из-за сложной мембраны и состояний напряжения при нерастяжимом изгибе».

По сравнению с другими техниками прыжков, бочкообразный свод по своей сути является более слабой конструкцией по сравнению с более сложным паховым сводом . Конструкция цилиндрического свода должна опираться на длинные стены, создавая менее стабильное боковое напряжение, тогда как конструкция пахового свода может направлять напряжения почти исключительно вертикально на вершины. ^[12]

Ранние явления

Дворец Ардешир , Иран , провинция Фарс
Кале Дохтар , Иран, Фирузабад, персы
Дворец Сарвестан , Иран, Сарвестан
Бишапур , Иран, Казерун , особенно храм Анахиты.
Замок Беверстон , Англия , подвал под южной башней западного хребта.
Собор Кортоны , Тоскана
Замок Данноттар , Шотландия , Убежище вигов
Вилла Адриана , Тиволи, Италия , многочисленные находки на этом месте начала II века нашей эры.
Мавзолей Галлы Плацидии , Равенна , Италия (ок. 500 г. н.э.)
Замок Мучалс , Шотландия , склеп и длинный зал
Замок Майрес , Шотландия , подвалы
Настоящий монастырь Нуэстра-Сеньора-де-Руэда , Испания , монастыри этого монастыря 12-го века.
Часовня Скровеньи, также известная как Капелла дельи Скровеньи , Падуя , Венето , Италия (1303 г. н.э.)
Грот Ватикана , Ватикан

Современные примеры

Существует множество современных примеров дизайна цилиндрических сводов в викторианской и современной архитектуре , в том числе:

Сикстинская капелла , Ватикан
Королевское зернохранилище , Мекнес , Марокко (17 век)
Туннели Уильямсона , Ливерпуль , Англия (начало 19 века)
Белфаст , Северная Ирландия зал мэрии , Банкетный с цилиндрическим сводчатым потолком 1896–1906 годов, Донегол площадь ^[13]
Здание банка Хантингтон , Кливленд, Огайо , дизайн 1924 года.
Художественный музей Кимбелла , Форт-Уэрт, Техас , США , ширина которого составляет 174 фута.
Мельбурн , Австралия , Торговый центр Forest Hill Chase , выполненный из поликарбоната.
Университета Индианы Новая библиотека ^[14]
Опыт Фремонт-стрит , Лас-Вегас

В нетрадиционном использовании

Помимо классического использования цилиндрического свода в макроархитектурном дизайне (например, в качестве основного структурного элемента кровли), существует множество производных применений, явно основанных на оригинальной концепции и форме цилиндрического свода. Эти приложения возникают в области хирургии , проектирования световых люков , детских игрушек и проектирования микроструктур (например, автобусных остановок). Хотя ни одно из этих применений не может соперничать с величием древних и классических предшественников, они демонстрируют распространенность цилиндрического свода как архитектурной концепции в наше время.

В области костной хирургии техника разреза в форме «бочечного свода» является не только четко определенной современной название « бочкообразный свод дали этому методу -ортопеды хирургической процедурой, но хирурги » . ^[15] В исследовании Вольфарта приведены документальные результаты этой хирургической процедуры на большеберцовой кости человека в 91 такой операции.

См. также

Ссылки

Общий

Рот, Лиланд М (1993). Понимание архитектуры: ее элементы, история и значение . Оксфорд, Великобритания: Westview Press. п. 29 . ISBN 0-06-430158-3 .

Специфический

^ Одно или несколько предыдущих предложений включают текст из публикации, которая сейчас находится в свободном доступе : Спирс, Ричард Фене (1911). " Сейф ". В Чисхолме, Хью (ред.). Британская энциклопедия . Том. 27 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета. п. 956.
^ Дитрих Вильдунг, Египет, От предыстории до римлян , Ташен, 2001.
^ Макинтош, Джейн (2008). Древняя долина Инда: новые перспективы . АВС-КЛИО. п. 293. ИСБН 978-1-57607-907-2 .
^ Рао, Шикарипур Ранганатха; Рао, Кальямпуди Радхакришна (1973). Лотал и цивилизация Инда . Издательство Азия. п. 77. ИСБН 978-0-210-22278-2 .
^ Трипати, Вибха (27 февраля 2018 г.). «МЕТАЛЛЫ И МЕТАЛЛУРГИЯ В ХАРАППСКОЙ ЦИВИЛИЗАЦИИ» (PDF) . Индийский журнал истории науки : 279–295.
^ Кенойер, Дж. М.; Дейлс, Г.Ф. Краткое изложение пяти сезонов исследований в Хараппе (округ Сахивал, Пенджаб, Пакистан) 1986–1990 гг . Предыстория Пресс. стр. 185–262.
^ Кенойер, Дж. М.; Миллер, Хизер М.Л. Металлические технологии в традициях долины Инда в Пакистане и Западной Индии (PDF) . п. 124.
^ «Собор Святого Петра – Неф» . Архивировано из оригинала 14 октября 2006 г. Проверено 19 ноября 2006 г.
^ «Колледж Маунт-Холиок, Искусство соборов: особенности конструкции цилиндрических сводов» . Mtholyoke.edu. Архивировано из оригинала 2 мая 2014 г. Проверено 1 мая 2014 г.
^ Фридрих Рагетт, Традиционная домашняя архитектура арабского региона , Американский университет Шады (2003)
^ Гуй-Ронг Лю, Бессеточные методы: выход за рамки конечных элементов метода , CRC Press (2003)
^ Роберт А. Скотт, Готическое предприятие: Путеводитель по пониманию средневекового собора Калифорнийского университета Press (2003)
^ «Викторианская архитектура» . Викторианвеб.орг. 12 сентября 2006 г. Архивировано из оригинала 18 февраля 2015 г. Проверено 1 мая 2014 г.
^ Описание новой библиотеки Университета Индианы ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
^ А. Вольфарт, П. Хеппт, А. Гольдманн и П. Виртц, Высокая остеотомия бочкообразного свода большеберцовой кости. Клиническое исследование и статистический анализ 91 отдаленного результата PZ Orthop Ihre Grenzgeb. 1991 г., январь – февраль; 129 (1): 72–79

Внешние ссылки

[1] Одно или несколько предыдущих предложений включают текст из публикации, которая сейчас находится в свободном доступе : Спирс, Ричард Фене (1911). " Сейф ". В Чисхолме, Хью (ред.). Британская энциклопедия . Том. 27 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета. п. 956.

[2] Дитрих Вильдунг, Египет, От предыстории до римлян , Ташен, 2001.

[3] Макинтош, Джейн (2008). Древняя долина Инда: новые перспективы . АВС-КЛИО. п. 293. ИСБН 978-1-57607-907-2 .

[4] Рао, Шикарипур Ранганатха; Рао, Кальямпуди Радхакришна (1973). Лотал и цивилизация Инда . Издательство Азия. п. 77. ИСБН 978-0-210-22278-2 .

[5] Трипати, Вибха (27 февраля 2018 г.). «МЕТАЛЛЫ И МЕТАЛЛУРГИЯ В ХАРАППСКОЙ ЦИВИЛИЗАЦИИ» (PDF) . Индийский журнал истории науки : 279–295.

[6] Кенойер, Дж. М.; Дейлс, Г.Ф. Краткое изложение пяти сезонов исследований в Хараппе (округ Сахивал, Пенджаб, Пакистан) 1986–1990 гг . Предыстория Пресс. стр. 185–262.

[7] Кенойер, Дж. М.; Миллер, Хизер М.Л. Металлические технологии в традициях долины Инда в Пакистане и Западной Индии (PDF) . п. 124.

[8] «Собор Святого Петра – Неф» . Архивировано из оригинала 14 октября 2006 г. Проверено 19 ноября 2006 г.

[9] «Колледж Маунт-Холиок, Искусство соборов: особенности конструкции цилиндрических сводов» . Mtholyoke.edu. Архивировано из оригинала 2 мая 2014 г. Проверено 1 мая 2014 г.

[10] Фридрих Рагетт, Традиционная домашняя архитектура арабского региона , Американский университет Шады (2003)

[11] Гуй-Ронг Лю, Бессеточные методы: выход за рамки конечных элементов метода , CRC Press (2003)

[12] Роберт А. Скотт, Готическое предприятие: Путеводитель по пониманию средневекового собора Калифорнийского университета Press (2003)

[13] «Викторианская архитектура» . Викторианвеб.орг. 12 сентября 2006 г. Архивировано из оригинала 18 февраля 2015 г. Проверено 1 мая 2014 г.

[14] Описание новой библиотеки Университета Индианы ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}

[15] А. Вольфарт, П. Хеппт, А. Гольдманн и П. Виртц, Высокая остеотомия бочкообразного свода большеберцовой кости. Клиническое исследование и статистический анализ 91 отдаленного результата PZ Orthop Ihre Grenzgeb. 1991 г., январь – февраль; 129 (1): 72–79

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]