Лысая арка

Лысая арка — это арка с разрушением важнейших замковых камней каменных или каменных зданий. Если не остановить прогрессирование заболевания, оно в конечном итоге приведет к выходу из строя арки и любых поддерживаемых ею конструкций.

Причины

Структурная деградация арок может произойти по разным причинам. Камни или компоненты каменной кладки, из которых состоит арка, уязвимы для физических и химических воздействий в течение длительного периода времени. Источники ущерба включают атмосферные условия, механическое напряжение, вызванное деятельностью человека, неправильный дизайн и природные возмущения, такие как землетрясения или дикая природа.

Перенос земли

Движение земли под аркой в конечном итоге разрушит ее, изменив механическое взаимодействие между камнями в арке. Арка будет равномерно распределять силы по поверхности каждого камня, если она правильно установлена. Перемещение грунта под аркой отрицательно повлияет на распределение напряжений. Арка опустится в центре, если две стороны разойдутся. ^[1] Если стороны сдвинуть ближе друг к другу, в арке образуется шарнир, увеличивающий нагрузку на эту область. ^[2] Арки также могут отклоняться от уровня, вызывая силы, которые не являются нормальными для граней отдельных камней.

Земля может смещаться в течение длительных периодов времени по многим причинам: землетрясения, морозы, набухающая глина, корни деревьев, норы животных и нестабильные почвы — все это может сдвинуть фундамент здания. ^[1]

Выветривание

Погода играет важную роль в разрушении каменных построек. Ежедневные или ежегодные циклы замораживания/оттаивания заставляют воду, попавшую в трещины, расширяться, разрушая камни или заставляя их смещаться от первоначального положения. ^[1] Морозное пучение земли может сдвинуть конструкцию, сделав ее неустойчивой. ^[1] Осадки также могут быть вредными для некоторых материалов. Известняк и цемент подвержены выветриванию под воздействием дождя. ^[3] Природная дождевая вода имеет pH 5,6 из-за содержания в атмосфере углекислого газа. ^[4] Этого достаточно для растворения карбоната кальция, из которого состоит известняк и цемент. Загрязнение воздуха может значительно усилить этот эффект за счет снижения pH дождевой воды. ^[3] На востоке США pH дождевой воды может достигать 2,0. ^[4]

Дождь также может растворять соли из камня или других источников и переоткладывать соль в трещины в камнях или между ними. Затем соли кристаллизуются по мере испарения воды, оказывая давление на края трещины и заставляя камни двигаться или скалываться. ^[3] Этот эффект наиболее выражен в прибрежных и городских условиях. ^[1] Солевой ущерб также распространен в городах, где соль используется для удаления льда с дорог и тротуаров. ^[1]

Если в арке между камнями имеется раствор, раствор становится вероятным местом выветривания. По мере разложения раствора камни с обеих сторон потеряют опору и приведут к разрушению.

Вибрация

Деятельность человека, вызывающая вибрацию, может непреднамеренно повредить каменные арки, как и другие элементы конструкции. ^[5] Вибрации , вызванные дорожным движением, могут привести к тому, что камни со временем перетирают друг друга и смещаются. Арка со временем может стать нестабильной и рухнуть.

Недостатки дизайна

Арки, которым не хватает адекватной поддержки по бокам, упадут и выйдут из строя. Все арки преобразуют часть веса конструкции в горизонтальную тягу наружу. Конструкция может оставаться стабильной какое-то время, но арка будет постоянно выталкивать стены вокруг нее наружу. Это предотвращается правильной инженерией. Арки могут поддерживаться контрфорсом на внешней стене, толстой и тяжелой стеновой конструкцией между аркой и углом или использованием арок последовательно, так что каждой арке противостоят две другие по ее сторонам.

Профилактика

Состояние лысой арки можно предотвратить, если принять меры предосторожности на этапе строительства и правильно поддерживать каменную кладку с течением времени. Движения грунта можно избежать, используя прочный фундамент. Удаление растительности возле фундамента и предотвращение зарыва нор животными поможет сохранить фундамент устойчивым.

Ущерб от мороза можно уменьшить, обеспечив дренаж вокруг здания и поддерживая крышу в хорошем состоянии. Это не позволит воде пропитать камень и растрескать его в холодную погоду. Не допускайте попадания воды на камень, а также предотвратите повреждение камня солями и кислотными дождями. К сожалению, не всегда возможно отвести дождевую воду от стен. На камни можно нанести краску, чтобы защитить их от дождя и загрязнения, но от этого часто отказываются, поскольку это меняет внешний вид исторических зданий. ^[3] Регулярная очистка камня может помочь уменьшить воздействие химического выветривания. ^[3] Загрязнения накапливаются на внешних поверхностях камня. Они вступают в реакцию с камнем и разрушают внешние части. Это ухудшит внешний вид камня и в конечном итоге ослабит его до такой степени, что он выйдет из строя. Наиболее популярные методы — очистка пресной водой или очистка паром. Для большого здания это очень дорого и отнимает много времени. Обработать все здание за один сезон может быть невозможно, и придется возводить леса, чтобы добраться до более высоких частей.

Реставрация

Часто желательно сохранить арки, поскольку они часто встречаются в исторической и монументальной архитектуре. Для восстановления или сохранения разрушенных арок используются многочисленные методы. Первым этапом восстановления арки является оценка конструкции, чтобы определить, насколько серьезны повреждения и какая техника лучше всего подойдет для ремонта. Архитектор или инженер измеряет скорость деформации в течение некоторого периода времени, чтобы увидеть, насколько быстро разрушается арка. Деформация могла произойти сразу после строительства, в период осадки. В этом случае устранение ущерба менее срочно. ^[2]

Важным фактором является цель восстановления. Если цель состоит только в том, чтобы предотвратить дальнейшее ухудшение состояния, работы будет меньше, чем если бы целью было восстановление исходного состояния.

Крепление

Арку можно укрепить, добавив в конструкцию новые материалы. Вид разрушения определяет, как следует укрепить арку. Самая распространенная поломка арок — это смещение камней наружу в верхней части. Арка будет постоянно оказывать давление в стороны, поэтому необходимо контролировать давление наружу. Если арка проваливается вбок, можно построить контрфорс, чтобы сдержать боковую нагрузку. Стальные натяжные стержни в некоторых случаях могут заменить внешний контрфорс для сохранения первоначального вида. ^[3]

Удаление любого камня из арки без подготовки всей арки приведет к ее разрушению. Прежде чем приступить к выполнению каких-либо работ, арку необходимо поддержать. Это делается с помощью конструкции из деревянных ферм, аналогично тому, как изначально строится арка. Вся арка поддерживается деревянной фальшконструкцией. Отдельные камни затем можно удалить и отремонтировать или заменить. Замена или затирка швов между камнями может значительно улучшить целостность конструкции. ^[2] Если арка опустилась, ее можно укрепить с помощью гидравлического домкрата, а затем поставить камни на место и снова закрепить. Это может быть очень трудоемкая работа, поскольку любые конструкции, поддерживаемые аркой, необходимо будет поддерживать во время ремонта арки.

Арки также можно усилить стальными фермами. Некоторые оппоненты считают, что это ухудшает внешний вид дуг, делает их похожими на брекеты . Без этой поддержки здание было бы структурно несостоятельным.

Дальнейшее чтение

Книга архитектуры наблюдателя - Джон Пенойр и Майкл Райан
Руководство церковного старосты по содержанию церкви - Джеймс Редкок

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Джон., Ашерст (2007). Сохранение руин . Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 9780750664295 . OCLC 883973264 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Фейлден, Бернард (7 июня 2007 г.). Сохранение исторических зданий . дои : 10.4324/9780080502915 . ISBN 9780080502915 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Джон., Харви (1972). Сохранение зданий . Джон Бейкер. OCLC 878934936 .
^ Jump up to: ^а ^б Уилли, Джоан Д.; Беннетт, Рамона И.; Уильямс, Жанна М.; Денн, Роберт К.; Корнегай, Синтия Р.; Перлотто, Марк С.; Мур, Бет М. (январь 1988 г.). «Влияние типа шторма на состав дождевой воды на юго-востоке Северной Каролины». Экологические науки и технологии . 22 (1): 41–46. дои : 10.1021/es00166a003 . ISSN 0013-936X . ПМИД 22195508 .
^ «Вибрация в зданиях, вызванная транспортным движением: использование частоты среза на месте в качестве меры по устранению» (PDF) . Институт исследований в области строительства, Национальный исследовательский совет Канады . Проверено 2 октября 2021 г.

[:0-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Джон., Ашерст (2007). Сохранение руин . Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 9780750664295 . OCLC 883973264 .

[:1-2] Jump up to: ^а ^б ^с Фейлден, Бернард (7 июня 2007 г.). Сохранение исторических зданий . дои : 10.4324/9780080502915 . ISBN 9780080502915 .

[:2-3] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Джон., Харви (1972). Сохранение зданий . Джон Бейкер. OCLC 878934936 .

[:3-4] Jump up to: ^а ^б Уилли, Джоан Д.; Беннетт, Рамона И.; Уильямс, Жанна М.; Денн, Роберт К.; Корнегай, Синтия Р.; Перлотто, Марк С.; Мур, Бет М. (январь 1988 г.). «Влияние типа шторма на состав дождевой воды на юго-востоке Северной Каролины». Экологические науки и технологии . 22 (1): 41–46. дои : 10.1021/es00166a003 . ISSN 0013-936X . ПМИД 22195508 .

[5] «Вибрация в зданиях, вызванная транспортным движением: использование частоты среза на месте в качестве меры по устранению» (PDF) . Институт исследований в области строительства, Национальный исследовательский совет Канады . Проверено 2 октября 2021 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]