Цепная арка

Цепная арка — это тип архитектурной арки, которая следует перевернутой цепной кривой . Цепная кривая использовалась в зданиях с древних времен. Он образует основополагающий принцип всей системы сводов и контрфорсов в готических соборах с каменными сводами и эпохи Возрождения куполах . ^[1] Это не параболическая арка .

В истории

Ученый 17-го века Роберт Гук писал: « Ut pendet continuum flexile, sic stabit contiguumrigidum inversum », или: «Как висит гибкий трос, так в перевернутом виде стоят соприкасающиеся части арки». ^[2]

В записке, написанной Томасом Джефферсоном в 1788 году, говорится: «Недавно я получил из Италии трактат аббата Маскерони о равновесии арок. Кажется, это очень научная работа. У меня еще не было времени заняться ею; но я нахожу, что выводы его демонстраций таковы, что каждая часть цепной цепи находится в совершенном равновесии». ^[3]

Структурные свойства

С архитектурной точки зрения цепная арка способна выдерживать вес материала, из которого она построена, не разрушаясь. ^[4]^[5] Для арки одинаковой плотности и толщины, поддерживающей только собственный вес, цепная линия является идеальной кривой. ^[6]

Цепные арки прочны, потому что они перенаправляют вертикальную силу тяжести в силы сжатия, оказывающие давление вдоль изгиба арки. В равномерно нагруженной цепной арке линия тяги проходит через ее центр. ^[7]^[8]

Этот принцип был использован в архитектуре для создания арочных конструкций, которые точно и явно повторяют форму перевернутой цепной цепи. Ярким ранним примером этого является арка Так Касра . Цепная линия, повернутая на 180 градусов, образует структуру простого куполообразного здания, такого как дома-ульи на полуострове Дингл в Ирландии.

Принцип цепной связи также является основополагающим фактором в гораздо более сложных архитектурных системах средневековой и ренессансной архитектуры. Здания с тяжелыми крышами, имеющими арочную форму и создающими сильную тягу наружу, должны соответствовать форме цепной линии, чтобы не обрушиться. Это не означает, что сами арки имеют цепную форму, но что вся система стен или контрфорсов, поддерживающих крышу или купол, содержит цепную кривую, которая обеспечивает нисходящую тягу.

В 15 веке Брунеллески спроектировал остроконечный восьмиугольный готический купол Флорентийского собора , используя принцип цепной арки. ^{[ нужна ссылка ]} В 17 веке Кристофер Рен спроектировал купол собора Святого Павла, опираясь непосредственно на цепную кривую. Было обнаружено , что сводчатая крыша и контрфорсы часовни Королевского колледжа в Кембридже соответствуют формуле цепной арки. ^{[ нужна ссылка ]}

Примеры

Соборы и церкви

Часовня Королевского колледжа в Кембридже, Англия. ^[9]
Купол Святого Павла ^[10]
Купол Брунеллески ^[11]^[12]
Дом Бальо имеет цепные арки. ^[13]
Дом Мила , в Барселоне, Испания. ^[14] был спроектирован Антонио Гауди , который использовал множество цепных арок. ^[15]^[16]
Церковь Колонии Гуэль ^[17]

Естественные арки

Радужный природный мост в американском штате Юта имеет естественную цепную форму, возможно, образовавшуюся в результате выветривания в районах с высоким уровнем стресса. ^[18] Арка Колоб и Пейзажная арка , также расположенные в штате Юта, также имеют цепную форму. ^[19]^[20]

Искусственные арки

в Арка Ворота американском городе Сент-Луис ( штат Миссури ) представляет собой цепную арку. ^[21]

Из-за соотношения сторон верхняя часть тоньше нижней, ее фактическая форма технически представляет собой « взвешенную цепную цепь ». ^[22]

Древний Египет

Незавершенный остракон Саккары имеет цепную форму. ^[23]

Высотки

В Marquette Plaza в Миннеаполисе использовались цепные арки. ^[24]^[25]

печи

Печи часто проектируются с поперечным сечением цепной арки . ^[26]

Иглу

Иглу спроектированы с поперечным сечением цепной арки. ^[27]^[18] Эта форма обеспечивает оптимальный баланс между высотой и диаметром, исключая риск обрушения под тяжестью утрамбованного снега. ^[18]

Другая архитектура

Внутренняя часть Будапеште в железнодорожного вокзала Келети образует цепную арку. ^[28]

Нубийский тонн — это усыпальница в Нубии . Для наибольшей устойчивости поперечное сечение конструкции соответствует цепной арке. ^[29]

Дома -ульи (клоханы) ирландского Скеллиг-Майкла имеют поперечное сечение, напоминающее цепную арку. ^[30]

Дома

Райс -хаус имеет цепные арки. ^[31]

Отели

В ледяном отеле в Швеции используются цепные арки. ^[32]

Мосты

Цепной мост имеет форму цепной арки.

Одним из известных примеров является мост Ань-Лан в Китае . ^[33]

Памятники

В Ираке Так -Касра имеет форму цепной арки. ^[34]

Аэропорты

Крыша Вашингтонского международного аэропорта Даллес представляет собой подвесную цепную кривую. ^[35]

Цепная система стальных тросов поддерживает крышу международного аэропорта Денвера . ^[36]

Железнодорожные вокзалы

Йорка Нью - Пенсильванский вокзал имеет крышу в виде цепной арки. ^[37]

Банки

Здание Федерального резервного банка Миннеаполиса было реконструировано, но все еще видна цепная арка, подвешивающая первоначальное здание. ^[38]

Грязевые хижины

Камеруне В глинобитные хижины из мусгама имеют цепное сечение. ^[39]^[40]^[41]

См. также

Ссылки

^ Хэнди, Ричард Л. (май 2011 г.). «Письмо в редакцию: Идеальный купол» . Американский учёный . Архивировано из оригинала 23 апреля 2016 г. Проверено 17 апреля 2016 г.
^ «Загадка Роберта Гука» . Квантовые границы . Институт квантовой информации и материи Калифорнийского технологического института. 31 августа 2015 г.
^ Джефферсон, Томас (1830). Мемуары, переписка и сборники из документов Томаса Джефферсона, том 2 . Бостон: Грей и Боуэн. п. 416.
^ «Арка ворот Сент-Луиса» . enchantedlearning.com . Проверено 27 апреля 2016 г.
^ «Строим арку, которая сможет стоять сама по себе» . Strath.ac.uk . Проверено 27 апреля 2016 г.
^ «Перевернутая цепная арка» . Zonedome.com . Проверено 27 апреля 2016 г.
^ «Постройте арку, которая сможет стоять сама по себе» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 25 апреля 2016 г.
^ Карл Робин Нильссон. «Возвращение арки в архитектуру» (PDF) .
^ «Британский архитектор» . гугл.com . 1887 год . Проверено 27 апреля 2016 г.
^ «Математика за минуту: купол собора Святого Павла» . maths.org . Проверено 27 апреля 2016 г.
^ Нора Хамерман и Клаудио Росси. «Купол Брунеллески» (PDF) .
↑ Тайны флорентийского купола: Тайны флорентийского купола , дата доступа: 25 января 2017 г.
^ «Дом Бальо» . Проверено 2 мая 2016 г.
^ «Цепная арка» . naturalhomes.org . Проверено 27 апреля 2016 г.
^ «Геометрия Антонио Гауди» . slu.edu . Проверено 27 апреля 2016 г.
^ «Цепной метод» (PDF) .
^ «Колония Гуэля» . barcelonaturisme.com . Проверено 27 апреля 2016 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Хэнди, Ричард Л. (декабрь 1973 г.). «Иглу и естественный мост как окончательные конструкции» (PDF) . Арктика . 26 (4): 276–281. дои : 10.14430/arctic2926 . Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 г. Проверено 15 января 2017 г.
^ Джей Х. Уилбур. «Размеры арки Колоба» .
^ Сборщики тайников Цинциннати. «Пейзажная арка» .
^ «Современные стальные конструкции» (PDF) .
^ Роберт Оссерман. «Как арка Ворот приобрела свою форму» (PDF) .
^ «Кривая строительства древнеегипетской контактной сети» . 1926.
^ «Информация о недвижимости Маркетт Плаза» . Архивировано из оригинала 23 июня 2016 года . Проверено 2 мая 2016 г.
^ «Платинум Плаза» (PDF) . 2 мая 2016 г. Архивировано из оригинала (PDF) 23 июня 2016 г. . Проверено 2 мая 2016 г.
^ Кен Нагакуи (1926). «Здание печи» . Архивировано из оригинала 24 июня 2016 года . Проверено 30 апреля 2016 г.
^ Дэн Крукшанк (2 апреля 2008 г.). «Чему домостроители могут научиться у иглу» . Проверено 1 мая 2016 г.
^ «Будапешт» . Проверено 8 мая 2016 г.
^ «Нубийский тон» .
^ «Дома-ульи» .
^ «Рисовый дом» .
^ «Ледяной отель – факты» . АЙСОТЕЛЬ . Проверено 27 апреля 2016 г.
^ «Висячий мост» . uoregon.edu . Проверено 27 апреля 2016 г.
^ Крис Дж. К. Уильямс. «Так Касра» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 4 января 2017 г.
^ , Джеки Крэйвен. «Аэропорт Даллес» . Архивировано из оригинала 5 мая 2016 г.
^ «Международный аэропорт Денвера» .
^ Дэвид В. Данлэп (1926). «Пятый редизайн Penn Station не очаровал некоторых критиков» . Нью-Йорк Таймс .
^ «100 лет ФРС Девятого округа — Федеральному резервному банку Миннеаполиса» . minneapolisfed.org . Архивировано из оригинала 21 ноября 2019 года . Проверено 27 апреля 2016 г.
^ «архитектура мусгумовой земли» . 18 февраля 2010 года . Проверено 2 мая 2016 г.
^ Кэти Первианс. «Архитектурная зависимость, официальный блог» . Архивировано из оригинала 4 января 2017 года . Проверено 2 мая 2016 г.
^ «Кладочный дизайн» . 11 мая 2010 года . Проверено 23 декабря 2016 г.

Внешние ссылки

[American_Scientist-1] Хэнди, Ричард Л. (май 2011 г.). «Письмо в редакцию: Идеальный купол» . Американский учёный . Архивировано из оригинала 23 апреля 2016 г. Проверено 17 апреля 2016 г.

[The_enigma_of_Robert_Hooke-2] «Загадка Роберта Гука» . Квантовые границы . Институт квантовой информации и материи Калифорнийского технологического института. 31 августа 2015 г.

[3] Джефферсон, Томас (1830). Мемуары, переписка и сборники из документов Томаса Джефферсона, том 2 . Бостон: Грей и Боуэн. п. 416.

[St._Louis_Gateway_Arch-4] «Арка ворот Сент-Луиса» . enchantedlearning.com . Проверено 27 апреля 2016 г.

[strath.ac.uk-5] «Строим арку, которая сможет стоять сама по себе» . Strath.ac.uk . Проверено 27 апреля 2016 г.

[The_inverted_catenary_arch-6] «Перевернутая цепная арка» . Zonedome.com . Проверено 27 апреля 2016 г.

[Build_an_arch_that_can_stand_up_by_itself-7] «Постройте арку, которая сможет стоять сама по себе» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 25 апреля 2016 г.

[Getting_the_arch_back_into_architecture-8] Карл Робин Нильссон. «Возвращение арки в архитектуру» (PDF) .

[The_British_Architect-9] «Британский архитектор» . гугл.com . 1887 год . Проверено 27 апреля 2016 г.

[Maths_in_a_minute:_St_Paul's_dome-10] «Математика за минуту: купол собора Святого Павла» . maths.org . Проверено 27 апреля 2016 г.

[Brunelleschi's_Dome-11] Нора Хамерман и Клаудио Росси. «Купол Брунеллески» (PDF) .

[http://schillerinstitute.org/educ/pedagogy/2013/vereycken-dome-1.html-12] Тайны флорентийского купола: Тайны флорентийского купола , дата доступа: 25 января 2017 г.

[Casa_Batlló-13] «Дом Бальо» . Проверено 2 мая 2016 г.

[The_Catenary_Arch-14] «Цепная арка» . naturalhomes.org . Проверено 27 апреля 2016 г.

[The_Geometry_of_Antoni_Gaudi-15] «Геометрия Антонио Гауди» . slu.edu . Проверено 27 апреля 2016 г.

[Catenary_Method-16] «Цепной метод» (PDF) .

[Colònia_Güell-17] «Колония Гуэля» . barcelonaturisme.com . Проверено 27 апреля 2016 г.

[Arctic-18] Jump up to: ^а ^б ^с Хэнди, Ричард Л. (декабрь 1973 г.). «Иглу и естественный мост как окончательные конструкции» (PDF) . Арктика . 26 (4): 276–281. дои : 10.14430/arctic2926 . Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 г. Проверено 15 января 2017 г.

[The_Dimensions_of_Kolob_Arch-19] Джей Х. Уилбур. «Размеры арки Колоба» .

[Landscape_Arch-20] Сборщики тайников Цинциннати. «Пейзажная арка» .

[Modern_Steel_Construction-21] «Современные стальные конструкции» (PDF) .

[How_the_Gateway_arch_got_its_Shape-22] Роберт Оссерман. «Как арка Ворот приобрела свою форму» (PDF) .

[Saqqara_ostracon-23] «Кривая строительства древнеегипетской контактной сети» . 1926.

[Marquette_Plaza_Property_Information-24] «Информация о недвижимости Маркетт Плаза» . Архивировано из оригинала 23 июня 2016 года . Проверено 2 мая 2016 г.

[Platinum_Plaza-25] «Платинум Плаза» (PDF) . 2 мая 2016 г. Архивировано из оригинала (PDF) 23 июня 2016 г. . Проверено 2 мая 2016 г.

[Pottery_Karematsu-26] Кен Нагакуи (1926). «Здание печи» . Архивировано из оригинала 24 июня 2016 года . Проверено 30 апреля 2016 г.

[What_house-builders_can_learn_from_igloos-27] Дэн Крукшанк (2 апреля 2008 г.). «Чему домостроители могут научиться у иглу» . Проверено 1 мая 2016 г.

[Budapest-28] «Будапешт» . Проверено 8 мая 2016 г.

[Nubian_Ton-29] «Нубийский тон» .

[Beehive_Homes-30] «Дома-ульи» .

[Rice_House-31] «Рисовый дом» .

[Icehotel_-_facts-32] «Ледяной отель – факты» . АЙСОТЕЛЬ . Проверено 27 апреля 2016 г.

[Suspension_Bridge-33] «Висячий мост» . uoregon.edu . Проверено 27 апреля 2016 г.

[Taq_Kasra-34] Крис Дж. К. Уильямс. «Так Касра» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 4 января 2017 г.

[Dulles_Airport-35] , Джеки Крэйвен. «Аэропорт Даллес» . Архивировано из оригинала 5 мая 2016 г.

[Shell_Structures-36] «Международный аэропорт Денвера» .

[Pennsylvania_Station-37] Дэвид В. Данлэп (1926). «Пятый редизайн Penn Station не очаровал некоторых критиков» . Нью-Йорк Таймс .

[100_Years_of_the_Ninth_District_Fed_-_Federal_Reserve_Bank_of_Minneapolis-38] «100 лет ФРС Девятого округа — Федеральному резервному банку Миннеаполиса» . minneapolisfed.org . Архивировано из оригинала 21 ноября 2019 года . Проверено 27 апреля 2016 г.

[musgum_earth_architecture-39] «архитектура мусгумовой земли» . 18 февраля 2010 года . Проверено 2 мая 2016 г.

[Architecture_Addiction,_The_Official_Blog_of-40] Кэти Первианс. «Архитектурная зависимость, официальный блог» . Архивировано из оригинала 4 января 2017 года . Проверено 2 мая 2016 г.

[Masonry_Design-41] «Кладочный дизайн» . 11 мая 2010 года . Проверено 23 декабря 2016 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]

[26]

[27]

[28]

[29]

[30]

[31]

[32]

[33]

[34]

[35]

[36]

[37]

[38]

[39]

[40]

[41]