Арка

Эта статья об архитектурной конструкции. Чтобы узнать о других значениях арки или арок , см. Арка (значения) .

«Ложная арка» перенаправляется сюда. Чтобы узнать о арочной конструкции, в которой используются смещения камней или кирпичей, «выступы», чтобы закрыть пролет, см. Арка Корбела .

Воротная арка

Арка охватывающая — это изогнутая вертикальная конструкция, открытое пространство под ней. Арки могут поддерживать находящуюся над ними нагрузку, а могут выполнять чисто декоративную роль. Как декоративный элемент арка датируется IV тысячелетием до нашей эры , но структурные несущие арки стали популярны только после их принятия древними римлянами в IV веке до нашей эры .

Арочные конструкции могут быть горизонтальными, например арочная плотина , выдерживающая горизонтальную гидростатическую нагрузку. Арки обычно используются в качестве опор для многих типов сводов , в частности цилиндрический свод представляет собой непрерывную арку. Широкое использование арок и сводов характеризует арочную конструкцию , в отличие от трабитной системы, где, как и в архитектуре Древней Греции, Китая и Японии (а также в современной технике стального каркаса ), столбы и балки . доминируют

Арки имели несколько преимуществ перед перемычкой , особенно в каменной конструкции: при том же количестве материала они могли иметь больший пролет, выдерживать больший вес и могли быть изготовлены из меньших и, следовательно, более удобных частей. Их роль в строительстве уменьшилась в середине XIX века с появлением кованого железа (а позже и стали ): высокая прочность на разрыв этих новых материалов сделала возможным изготовление длинных перемычек.

Основные понятия

Терминология

представляет Настоящая арка собой несущую дугу, элементы которой скреплены сжатием. В большей части мира появление настоящей арки стало результатом европейского влияния. Термин ложная арка имеет несколько значений. Обычно он используется для обозначения арки, не имеющей конструктивного назначения, например, арки авансцены в театрах, используемой для создания представления для зрителей, но также применяется к угловым и треугольным аркам, которые не основаны на сжатии.

Кладка арочных элементов

Типичная настоящая каменная арка состоит из следующих элементов:

1. Краеугольный камень , верхний блок в арке. Часть арки вокруг краеугольного камня (включая сам краеугольный камень) без четко определенной границы называется коронкой .
2. Вуссуар (клиновидный строительный блок). Арка уключины образована несколькими концентрическими слоями вуссуаров.
3. Экстрадос (внешняя поверхность арки)
4. Импост представляет собой блок у основания арки (вуссуар непосредственно над импостом представляет собой пружину ). Вершины импостов определяют уровень упругости . Часть арки между пружинящим уровнем и макушкой (по центру угла 45°). ) называется ляжкой . Если арка находится на вершине колонны , импост формируется из абака или его более толстой версии, доссерета .
5. Интрадос (нижняя часть арки, также известная как софит) . )
6. Подъем (высота дуги, расстояние от пружинящего уровня до макушки)
7. Очистить диапазон
8. Абатмент Часть стены треугольной формы между выступами и горизонтальным разделением наверху называется перемычкой .

Полуотрезок арки (левый или правый) называется дугой , общая линия арки — аркатурой. (этот термин также используется для аркады ). Архивольт — открытая (лицевая) часть арки, иногда декорированная (иногда также используется для обозначения интрадоса). Если стороны блоков вуссуара не прямые, а имеют углы и кривые для соединения, арка называется « изрезанной ».

Действие арки

Схема действия арки (А) в сравнении с балкой (Б)

Настоящая арка, благодаря своему подъему, разделяет вертикальные нагрузки на горизонтальные и вертикальные реакции на концах, так называемое действие арки . Вертикальная нагрузка создает положительный изгибающий момент в арке, а направленная внутрь горизонтальная реакция перемычки/устоя создает уравновешивающий отрицательный момент. В результате изгибающий момент в любом сегменте арки значительно меньше, чем в балке с эквивалентной нагрузкой и пролетом. На схеме справа показана разница между нагруженной аркой и балкой. Элементы арки в большей степени подвержены сжатию (А), при этом в балке присутствует изгибающий момент со сжатием вверху и растяжением внизу (Б).

В прошлом, когда арки были сделаны из каменной кладки, горизонтальные силы на концах арки вызывали необходимость в тяжелых устоях (ср. Римскую триумфальную арку ). Другой способ противодействовать силам и, таким образом, обеспечить более тонкие опоры, заключался в использовании контрарок , как в аркадной конструкции, где горизонтальная тяга каждой арки уравновешивается ее соседями, и только концевые арки нуждаются в поддержке . Благодаря новым строительным материалам (сталь, бетон, дерево ) не только сами арки стали легче, но и горизонтальная нагрузка может быть дополнительно уменьшена с помощью стяжки, соединяющей концы арки.

Фуникулерные формы

Основная статья: Кривая фуникулера

When evaluated from the perspective of an amount of material required to support a given load, the best solid structures are compression-only; with the flexible materials, the same is true for tension-only designs. There is a fundamental symmetry in nature between solid compression-only and flexible tension-only arrangements, noticed by Robert Hooke in 1676: "As hangs the flexible line, so but inverted will stand the rigid arch", thus the study (and terminology) of arch shapes is inextricably linked to the study of hanging chains, the corresponding curves or polygons are called funicular. Just like the shape of a hanging chain will vary depending on the weights attached to it, the shape of an ideal (compression-only) arch will depend on the distribution of the load.

• 
  Analogy between an arch and a hanging chain and comparison to the dome of Saint Peter's Basilica in Rome (Giovanni Poleni, 1748)
• 
  A complex funicular model (Church of Colònia Güell by Gaudi, 19th century)

Classifications

There are multiple ways to classify an arch:

1. by the geometrical shape of its intrados (for example, semicircular, triangular, etc.);
2. for the round arches, by the number of circle segments forming the arch (for example, round arch is single-centred, pointed arch is two-centred);
3. by the material used (stone, brick, concrete, steel) and construction approach. For example, the wedge-shaped voussoirs of a brick arch can be made by cutting the regular bricks ("axed brick" arch) or manufactured in the wedge shape ("gauged brick" arch);
4. structurally, by the number of hinges (movable joints) between solid components. For example, voussoirs in a stone arch should not move, so these arches usually have no hinges (are "fixed"). Permitting some movement in a large structure allows to alleviate stresses (caused, for example, by the thermal expansion), so many bridge spans are built with three hinges (one at each support and one at the crown) since the mid-19th century.

Arrangements

A sequence of arches can be grouped together forming an arcade. Romans perfected this form, as shown, for example, by arched structures of Pont du Gard. In the interior of hall churches, arcades of separating arches were used to separate the nave of a church from the side aisle, or two adjacent side aisles.

Two-tiered arches, with two arches superimposed, were sometimes used in Islamic architecture, mostly for decorative purposes.

An opening of the arch can be filled, creating a blind arch. Blind arches are frequently decorative, and were extensively used in Early Christian, Romanesque, and Islamic architecture. Alternatively, the opening can be filled with smaller arches, producing a containing arch, common in Gothic and Romanesque architecture. Multiple arches can be superimposed with an offset, creating an interlaced series of usually (with some exceptions) blind and decorative arches. Most likely of Islamic origin, the interlaced arcades were popular in Romanesque and Gothic architecture. Rear-arch (also rere-arch) is the one that frames the internal side of an opening in the external wall.

• 
  Arcades of Pont du Gard (Roman)
• 
  Separating arches in the St. Zeno church
• 
  Two-tiered arches in the Mosque-Cathedral of Córdoba (Islamic)
• 
  Large blind arch containing three smaller blind arches
• 
  Interlaced arcade of blind arches at Castle Acre (Romanesque)
• 
  Rear arch around three lights at St Matthew's Church, Langford

Structural

Structurally, relieving arches (often blind or containing) can be used to take off load from some portions of the building (for example, to allow use of thinner exterior walls with larger window openings, or, as in the Roman Pantheon, to redirect the weight of the upper structures to particular strong points). Transverse arches, introduced in Carolingian architecture, are placed across the nave to compartmentalize (together with longitudinal separating arches) the internal space into bays and support vaults. A diaphragm arch similarly goes in the transverse direction, but carries a section of wall on top. It is used to support or divide sections of the high roof. Strainer arches were built as an afterthought to prevent two adjacent supports from imploding due to miscalculation. Frequently they were made very decorative, with one of the best examples provided by the Wells Cathedral. Strainer arches can be "inverted" (upside-down) while remaining structural. When used across railway cuttings to prevent collapse of the walls, strainer arches may be referred to as flying arches. A counter-arch is built adjacent to another arch to oppose its horizontal action or help to stabilize it, for example, when constructing a flying buttress.

• 
  Relieving blind arches made of bricks at the Roman Pantheon
• 
  Transverse arches in Speyer Cathedral
• 
  Diaphragm arch in San Miniato al Monte
• 
  "Scissors" strainer arch arrangement in Wells Cathedral includes an inverted arch

Shapes

Types of arches

The large variety of arch shapes (left) can mostly be classified into three broad categories: rounded, pointed, and parabolic.

Rounded

Main article: Semicircular arch

"Round" semicircular arches were commonly used for ancient arches that were constructed of heavy masonry, and were relied heavily on by the Roman builders since the 4th century BC. It is considered to be the most common arch form, characteristic for Roman, Romanesque, and Renaissance architecture.

Main article: Segmental arch

A segmental arch, with a rounded shape that is less than a semicircle, is very old (the versions were cut in the rock in Ancient Egypt c. 2100 BC at Beni Hasan). Since then it was occasionally used in Greek temples, utilized in Roman residential construction, Islamic architecture, and got popular as window pediments during the Renaissance.

Main article: Basket-handle arch

A basket-handle arch (also known as depressed arch, three-centred arch, basket arch) consists of segments of three circles with origins at three different centers (sometimes uses five or seven segments, so can also be five-centred, etc.). Was used in late Gothic and Baroque architecture.

Main article: Horseshoe arch

A horseshoe arch (also known as keyhole arch) has a rounded shape that includes more than a semicircle, is associated with Islamic architecture and was known in areas of Europe with Islamic influence (Spain, Southern France, Italy). Occasionally used in Gothics, it briefly enjoyed popularity as the entrance door treatment in the interwar England.

• 
  Semi-circular arches using brick and/or stone block construction at the Great Wall, China
• 
  Segmental arch of the Alconétar Bridge
• 
  Bridge with a basket handle arch
• 
  Horseshoe arch in the Great Mosque of Cordoba

Pointed

Pointed arches, 1 - equilateral with trefoil treatment, 2 - blunt, 3 - lancet, 4 - ogee, 5 - four-centred, 6 - curtain (inflexed), 7 - pointed horseshoe

Main article: Pointed arch

A pointed arch consists of two ("two-centred arch") or more circle segments culminating in a point at the top. It originated in the Islamic architecture, arrived in Europe in the second half of the 11th century (Cluny Abbey) and later became prominent in the Gothic architecture. The advantages of a pointed arch over a semicircular one are flexible ratio of span to rise and lower horizontal reaction at the base. This innovation allowed for taller and more closely spaced openings, which are typical of Gothic architecture. Equilateral arch is the most common form of the pointed arch, with the centers of two circles forming the intrados coinciding with the springing points of the opposite segment. Together with the apex point, they form a equilateral triangle, thus the name. If the centers of circles are farther apart, the arch becomes a narrower and sharper lancet arch that appeared in France in the Early Gothic architecture (Saint-Denis Abbey) and became prominent in England in the late 12th and early 13th centuries (Salisbury Cathedral). If the centers are closer to another, the result is a wider blunt arch.

The intrados of the cusped arch (also known as multifoil arch, polyfoil arch, polylobed arch, and scalloped arch) includes several independent circle segments in a scalloped arrangement. These primarily decorative arches are common in Islamic architecture and Northern European Late Gothic, can be found in Romanesque architecture. A similar trefoil arch includes only three segments and sometimes has a rounded, not pointed, top. Common in Islamic architecture and Romanesque buildings influenced by it, it later became popular in the decorative motifs of the Late Gothic designs of Northern Europe.

Each arc of an ogee arch consists of at least two circle segments (for a total of at least four), with the center of an upper circle being outside the extrados. After European appearance in the 13th century on the facade of the St Mark's Basilica, the arch became a fixture of the English Decorated style, French Flamboyant, Venetian, and other Late Gothic styles. Ogee arch is also known as reversed curve arch, occasionally also called an inverted arch. The top of an ogee arch sometimes projects beyond the wall, forming the so-called nodding ogee popular in 14th century England (pulpitum in Southwell Minster).

Each arc of a four-centred arch is made of two circle segments with distinct centers; usually the radius used closer to the springing point is smaller with a more pronounced curvature. Common in Islamic architecture (Persian arch), and, with upper portion flattened almost to straight lines (Tudor arch), in the English Perpendicular Gothic.A keel arch is a variant of four-centred arch with haunches almost straight, resembling a section view of a capsized ship. Popular in Islamic architecture, it can be also found in Europe, occasionally with a small ogee element at the top, so it is sometimes considered to be a variation of an ogee arch.

Curtain arch (also known as inflexed arch, and, like the keel arch, usually decorative) uses two (or more) drooping curves that join at the apex. Utilized as a dressing for windows and doors primarily in Saxony in the Late Gothic and early Renaissance buildings (late 15th to early 16th century), associated with Arnold von Westfalen. When the intrados has multiple concave segments, the arch is also called a draped arch or tented arch. A similar arch that uses a mixture of curved and straight segments or exhibits sharp turns between segments is a mixed-line arch.

• 
  Pointed arches of Mosque of Ibn Tulun (9th century AD)
• 
  Cusped arch in Diwan-i-Khas (Red Fort)
• 
  Trefoil arch in the Bayeux Cathedral
• 
  Tudor arch at Layer Marney Tower
• 
  Ogee arch at St Mary the Virgin, Silchester
• 
  Nodding ogee niche at St Peter's Church, Walpole St Peter
• 
  Keel arches at Palazzo Guadagni
• 
  Curtain arches over windows in Hartenfels Castle
• 
  A draped arch at the Government Palace of Tlaxcala (1545)
• 
  Mixed-line arches at Escuelas Menores (Salamanca)

Parabolic

The popularity of the arches using segments of a circle is due to simplicity of layout and construction, not their structural properties. Consequently, the architects historically used a variety of other curves in their designs: elliptical curves, hyperbolic cosine curves (including catenary), and parabolic curves. There are two reasons behind the selection of these curves:

1. they are still relatively easy to trace with common tools prior to construction;
2. depending on a situation, they can have superior structural properties and/or appearance.

The hyperbolic curve is not easy to trace, but there are known cases of its use. The non-circumferential curves look similar, and match at shallow profiles, so a catenary is often misclassified as a parabola (per Galileo, "the [hanging] chainfits its parabola almost perfectly"). González et al. provide an example of Palau Güell, where researchers do not agree on classification of the arches or claim the prominence of parabolic arches, while the measurements show that just two of the 23 arches designed by Gaudi are actually parabolic.

• 
  Palau Güell: Parabolic
• 
  Palau Güell: Hyperbolic
• 
  Palau Güell: Rankine curve (a.k.a. weighted catenary)
• 
  Palau Güell: Elliptical

Three parabolic-looking curves in particular are of significance to the arch design: parabola itself, catenary, and weighted catenary. The arches naturally use the inverted (upside-down) versions of these curves.

A parabola represents an ideal (all-compression) shape when the load is equally distributed along the span, while the weight of the arch itself is negligible. A catenary is the best solution for the case where an arch with uniform thickness carries just its own weight with no external load. The practical designs for bridges are somewhere in between, and thus use the curves that represent a compromise that combines both the catenary and the funicular curve for particular non-uniform distribution of load. The practical free-standing arches are stronger and thus heavier at the bottom, so a weighted catenary curve is utilized for them. The same curve also fits well an application where a bridge consists of an arch with a roadway of packed dirt above it, as the dead load increases with a distance from the center.

• 
  A through arch bridge (Tyne Bridge in Newcastle upon Tyne, England): parabolic-looking arches with multiple deck supports distributing the load
• 
  Gateway Arch is stronger at the bottom: weighted catenary curve

Other

Unlike regular arches, the flat arch (also known as jack arch, lintel arch, straight arch, plate-bande) is not curved. Instead, the arch is flat in profile and can be used under the same circumstances as lintel. However, lintels are subject to bending stress, while the flat arches are true arches, composed of irregular voussoir shapes (the keystone is the only one of the symmetric wedge shape), and that efficiently uses the compressive strength of the masonry in the same manner as a curved arch and thus requires a mass of masonry on both sides to absorb the considerable lateral thrust. Used in the Roman architecture to imitate the Greek lintels, Islamic architecture, European medieval and Renaissance architecture. The flat arch is still being used as a decorative pattern, primarily at the top of window openings.

False arches

The corbel (also corbelled) arch, made of two corbels meeting in the middle of the span, is a true arch in a sense of being able to carry a load, but it is false in a structural sense, as its components are subject to bending stress. The typical profile is not curved, but has triangular shape. Invented prior to the semicircular arch, the corbel arch was used already in the Egyptian and Mycenaean architecture in the 3rd and 2nd millennium BC.

Like a corbel arch, the triangular arch is not a true arch in a structural sense. Its intrados is formed by two slabs leaning against each other. Brick builders would call triangular any arch with straight inclined sides. The design was common in Anglo-Saxon England until the late 11th century (St Mary Goslany). Mayan corbel arches are sometimes called triangular due to their shape.

• 
  Flat arch in the kitchen of Pitti Palace
• 
  Triangular arch
• 
  A triangular arch built using masonry
• 
  Mayan corbelled arch

Variations

Few transformations can be applied to arch shapes.

If one impost is much higher than another, the arch (frequently pointed) is known as ramping arch, raking arch, or rampant arch (from French: arc rampant). Originally used to support inclined structures, like staircases, in the 13th-14th centuries their appeared as parts of flying buttresses used to counteract the thrust of Gothic ribbed vaults.

A central part of an arch can be raised on short vertical supports, creating a trefoil-like shouldered arch. The raised central part can vary all the way from a flat arch to ogee. The shouldered arches were used to decorate openings in Europe from medieval times to Late Gothic architecture, became common in Iranian architecture from the 14th century, and were later adopted in the Ottoman Turkey.

In a stilted arch (also surmounted), the springing line is located above the imposts (on "stilts"). Known to Islamic architects by the 8th century, the technique was utilized to vertically align the apexes of arches of different dimensions in Romanesque and Gothic architecture. Stilting was useful for semicircular arches, where the ratio of the rise fixed at 1⁄2 of the span, but was applied to the pointed arches, too.

The skew arch (also known as an oblique arch) is used when the arch needs to turn in the horizontal plane, for example, when a bridge crosses the river at an angle different than 90°. A splayed arch is used for the case of unequal spans on the sides of the arch (when, for example, an interior opening in the wall is larger than the exterior one), the intrados of a round splayed arch is not cylindrical, but has a conical shape.

• 
  Ramping arches at Palau Dalmases in Barcelona
• 
  Shouldered arch around the door of Lorenziberg church. The raised portion is a flat arch.
• 
  Shouldered arch above the main entrance of Doge's Palace in Venice. The vertical supports separate the segments of an ogee arch.
• 
  The smaller arches at the lower level are stilted to match the wider arches on the left (St John's Chapel, London)
• 
  Stilted pointed arches at the Monreale Cathedral)
• 
  Skew arch (Sickergill Bridge) with helicoidal masonry courses
• 
  Splayed arch over a window opening in the All Saints Church in Chedgrave

A wide arch with its rise less than 1⁄2 of the span (and thus the geometric circle of at least one segment is below the springing line) is called a surbased arch (sometimes also a depressed arch). A drop arch is either a basket handle arch or a blunt arch.

Hinged arches

Main article: Hinged arch bridge

Мост Россграбен ( Рюггисберг ) недалеко от Берна, Швейцария, с шарниром в середине пролета этой трехшарнирной арки.

Практичные арочные мосты строятся в виде фиксированной арки, двухшарнирной арки или трехшарнирной арки. Неподвижная арка чаще всего применяется в железобетонных мостах и ​​тоннелях, имеющих короткие пролеты. Поскольку арка этого типа подвержена дополнительному внутреннему напряжению в результате теплового расширения и сжатия, она статически неопределима (внутреннее состояние невозможно определить на основе только внешних сил).

Двухшарнирная арка чаще всего используется для перекрытия длинных пролетов. Такая арка имеет в основании штифтовые соединения. В отличие от фиксированной арки, штифтовое основание может вращаться. таким образом позволяя конструкции свободно перемещаться и компенсировать тепловое расширение и сжатие , которые изменяются в зависимости от температуры наружного воздуха. Однако это может привести к возникновению дополнительных напряжений, в связи с чем двухшарнирная арка также является статически неопределимой, хотя и не в такой степени, как неподвижная арка.

Трехшарнирная арка шарнирна не только в основании, как и двухшарнирная арка, но и на вершине. Дополнительное апикальное соединение позволяет трехшарнирной дуге двигаться в двух противоположных направлениях и компенсировать любое расширение и сжатие. Таким образом, этот вид арки не подвергается дополнительным нагрузкам от температурных изменений. Таким образом, в отличие от двух других типов арки, трехшарнирная арка является статически определенной. Чаще всего его используют для пролетов средней длины, например крыш больших зданий. Еще одним преимуществом трехшарнирной арки является то, что реакция штифтовых оснований более предсказуема, чем реакция фиксированной арки, что позволяет закладывать фундаменты несущего типа неглубокого типа в пролетах средней длины. В трехшарнирной арке «тепловое расширение и сжатие арки вызовет вертикальные движения в вершине шарнирного соединения, но не окажет заметного влияния на основания», что еще больше упрощает конструкцию фундамента.

История

Арка стала популярной во времена Римской империи и в основном распространилась под влиянием Европы, хотя она была известна и иногда использовалась гораздо раньше. Многие древние архитектуры избегали использования арок, в том числе викингов и индуистов .

Бронзовый век: древний Ближний Восток

Настоящие арки, в отличие от кокошников , были известны ряду цивилизаций древнего Ближнего Востока , включая Левант , но их использование было нечастым и в основном ограничивалось подземными сооружениями, такими как водостоки, где проблема бокового давления значительно уменьшалась. Примером последнего может служить Ниппурская арка, построенная до 3800 г. до н.э. и датирован Х. В. Хильпрехтом (1859–1925) еще раньше 4000 г. до н.э. Редким исключением является арочный дверной проем из сырцового кирпича, датируемый ок. 2000 г. до н.э. из Телль-Тая в Ираке. и двое бронзового века арочных ханаанских городских ворот , одни в Ашкелоне (датированные примерно 1850 г. до н. э. ), и один в Тель-Дане (датированный примерно 1750 г. до н.э. ), оба на территории современного Израиля . Эламская гробница, датированная 1500 г. до н. э., из Хафт-Теппе, содержит параболический свод, который считается одним из самых ранних свидетельств существования арок в Иране.

Использование настоящих арок в Египте также зародилось в IV тысячелетии до нашей эры (подземные цилиндрические своды на Дендерском кладбище). Стоячие арки были известны, по крайней мере, со времен Третьей династии , но сохранилось очень мало примеров, поскольку арки в основном использовались в недолговечных светских зданиях и изготавливались из сырцового кирпича , который не имел клиновидной формы, а просто удерживался на месте раствором . и, таким образом, подвержен обрушению (самая старая сохранившаяся арка находится в Рамессеуме ). Священные здания имели либо перемычку, либо изогнутые арки. Арки в основном отсутствовали в храмах Египта даже после римского завоевания , хотя египтяне считали арку духовной формой и использовали ее в высеченных в скалах гробницах и переносных святилищах. Огюст Мариетт предположил, что этот выбор был основан на относительной хрупкости хранилища: «Что бы осталось от гробниц и храмов египтян сегодня, если бы они предпочли хранилище?»

В микенской архитектуре использовались только кокошники в гробницах-ульях с треугольными отверстиями. Микенцы также построили, вероятно, самый старый из сохранившихся до сих пор каменно-арочный мост в мире, Мост Аркадико , в Греции.

Как свидетельствуют их имитации параболических арок, хетты, скорее всего, познакомились с египетскими конструкциями, но для их строительства использовали угловую технику.

• 
  Сводчатое здание с декоративной сегментированной аркой во дворе Хеб-седа в Саккаре (восстановлено, ок. 2650 г. до н. э. )
• 
  Настоящая арка (цепная цепь) в зернохранилищах Рамессеума ( ок. 1300 г. до н. э.).
• 
  Руины гробницы Толос Казарма ( ок. 1500 г. до н.э.), демонстрирующие микенскую технику улья.
• 
  Мост Аркадико ( ок. 1300-1190 до н.э.): кокошник, циклопическая кладка.
• 
  Царские ворота (Хаттуса) ( ок. 1400-1200 до н.э.), имитация параболической арки хеттами .

Классическая Персия и Греция

Ассирийцы , также , по-видимому, под египетским влиянием, приняли настоящую арку (со слегка заостренным профилем) в начале 8 века. В древней Персии империя Ахеменидов (550 г. до н. э. – 330 г. до н. э.) построила небольшие цилиндрические своды (по сути, серию арок, соединенных вместе, чтобы сформировать зал), известные как айван , которые стали массивными монументальными сооружениями во время поздней Парфянской империи (247 г. до н. э. – 224 г. н. э.). Эту архитектурную традицию продолжила Сасанидская империя (224–651 гг.), которая построила Так Касра в Ктесифоне в 6 веке нашей эры, крупнейший отдельно стоящий свод до наших дней.

Ранний европейский пример вуссуарной в IV веке до нашей эры арки появляется на греческом пешеходном мосту Родоса . Протоистинные арки можно также найти под лестницей храма Аполлона в Дидиме и стадиона в Олимпии . .

• 
  Арка на раскопках в Дур-Шаррукине ( ассирийская архитектура , конец VIII века до н.э., фото 1853 года)
• 
  Свод под храмом Аполлона в Дидиме , Турция (4 век до н. э.)
• 
  Арка на стадионе Олимпии (4 век до н. э.)

Древний Рим

Древние римляне переняли полукруглую арку от этрусков (обе культуры, по-видимому, переняли эту конструкцию в IV веке до нашей эры). ), усовершенствовали его и были первыми строителями в Европе, которые полностью использовали его потенциал для надземных зданий:

Римляне были первыми строителями в Европе, а может быть, и первыми в мире, которые в полной мере оценили преимущества арки, свода и купола.

По всей Римской империи , от Сирии до Шотландии , инженеры возводили арочные конструкции. Впервые арки использовались для гражданских построек, таких как водостоки и городские ворота. Позже арки использовались для крупных гражданских зданий, мостов и акведуков , выдающимися примерами 1-го века нашей эры являются Колизей , Пон-дю-Гар и акведук в Сеговии . Введение церемониальной триумфальной арки восходит к Римской республике , хотя лучшие примеры относятся к имперским временам ( Арка Августа в Сузах, Арка Тита ).

Римляне изначально избегали использования арки в религиозных зданиях, а в Риме арочные храмы были довольно редки до признания христианства в 313 году нашей эры (за исключением Пантеона и « храма Минервы Медики»). ). Вдали от столицы чаще встречались арочные храмы ( храм Адриана в Эфесе , храм Юпитера в Сбейтле , храм Северана в Джемиле ). Приход христианства побудил к созданию нового типа храма, христианской базилики , которая полностью порвала с языческой традицией с арками в качестве одного из основных элементов дизайна, наряду с открытыми кирпичными стенами ( Санта Сабина в Риме, Сант «Аполлинария в классе »). В течение длительного периода, с конца V по XX век, аркады были стандартным элементом западной христианской архитектуры .

Своды стали использоваться для покрытия больших внутренних помещений, таких как залы и храмы, - функцию, которую также взяли на себя купольные конструкции, начиная с I века до нашей эры.

Сегментарная арка была впервые построена римлянами, которые поняли, что арка моста не обязательно должна быть полукругом. например, на мосту Альконетар или Понте-Сан-Лоренцо . В утилитарных и массовых жилых ( insulae ) зданиях, как в Остии Антике и Помпеях , в основном использовались низкие сегментные арки из кирпича и наличники деревянные , тогда как арки с бетонными перемычками можно встретить на виллах и дворцах.

• 
  Ворота Юпитера в Фалерии-Нови ( ок. 300 г. до н. э.)
• 
  Арки акведука в Сеговии
• 
  Арки Колизея
• 
  Арка Августа, Сузы, Пьемонт ( ок. 8 г. до н. э.)
• 
  Арки в «храме Минервы Медики» в Риме.
• 
  Храм Адриана в Эфесе сочетает в себе полукруглую арку с перемычками (117 г. н. э.).
• 
  Храм Юпитера в Сбейтле ( ок. 150 г. н. э.)
• 
  Арки в притворе Санта-Сабины в Риме ( ок. 425 г. н.э.)
• 
  Арки и купол в Сант-Аполлинаре-ин-Класе (534-536 гг. н. э.)
• 
  Сегментарные арки на Остийском острове

Древний Китай

Древняя архитектура Китая (и Японии) использовала в основном деревянное каркасное строительство и трабатированную систему. Арки использовались мало, хотя из литературы известно несколько арочных мостов и одно художественное изображение с каменным рельефом . Поскольку единственными сохранившимися памятниками архитектуры династии Хань (202 г. до н. э. – 220 г. н. э.) являются утрамбованные земляные оборонительные стены и башни, керамическая черепица на крышах уже не существующих деревянных построек, каменные надвратные башни , и подземные кирпичные гробницы, известные своды, купола и арки были построены с опорой на землю и не были отдельно стоящими.

Китая Самый старый сохранившийся каменный арочный мост — мост Анжи . Он все еще используется и был построен между 595 и 605 годами нашей эры во времена династии Суй .

• 
  Мост Анжи: сегментная арка, с открытыми перемычками. конструкция

исламский

Исламские архитекторы переняли римские арки, но быстро проявили свою изобретательность: к VIII веку простая полукруглая арка была почти полностью заменена более причудливыми формами, несмотря на несколько прекрасных примеров первой в архитектуре Омейядов (ср. Великую мечеть Дамаска , 706–715 гг.). Первые остроконечные арки появляются уже в конце VII века нашей эры ( мечеть Аль-Акса , дворец Ухайдхир , цистерны у Белой мечети Рамле ). Их вариации распространялись быстро и широко: мечеть Ибн Тулуна в Каире (876-879 гг. н.э.), медресе Низамия в Хар-Герде (ныне Иран , 11 век), мечеть Конго в Диани-Бич ( Кения , 16 век).

Исламская архитектура воплотила в жизнь большое количество арочных форм: круглую подковообразную арку , ставшую характерной чертой исламских построек, килевидную арку , остроконечную арку и арку смешанной линии (где перемежается изогнутый «выпуклый выступ»). с резкими поворотами). Великая мечеть Кордовы , которую можно считать каталогом исламских арок, содержит также арки с почти прямыми сторонами, трилистником , переплетенными и извилистыми арками . Мечеть Ибн Тулуна дополнена четырехцентровой и ходульной версией остроконечной арки.

Вполне вероятно, что появление остроконечной арки, важнейшего элемента готического стиля , в Европе ( Монте-Кассино , 1066–1071 гг. н.э., и аббатства Клюни пятью годами позже) и огей-арки в Венеции ( ок. 1250 г.) является результатом исламского влияния, возможно, через Сицилию . Сауд распространение поперечной арки также приписывают исламским архитекторам . Арка смешанной линии стала популярной в стиле мудехар и впоследствии распространилась по испаноязычному миру.

• 
  Полукруглые арки мечети Омейядов
• 
  Заостренные арки в цистернах Белой мечети в Рамле.
• 
  Трилистники в мечети Кордовы
• 
  Переплетенные арки мечети Кордовы
• 
  Подковообразные арки мечети Кордовы
• 
  Арка Оги в мечети Кордовы
• 
  Заостренные арки мечети Кордовы
• 
  Арки смешанной линии во Дворце Торре Тагле , Лима, Перу (1735 г.)

Западная Европа

Распад Западной Римской империи оставил церковь единственным заказчиком крупного строительства; со всеми дороманскими архитектурными стилями, заимствованными из римского строительства с полукруглой аркой. Из-за ухудшения качества строительства стены стали толще, а арки, следовательно, тяжелее, чем их римские прототипы. В конце концов архитекторы начали использовать глубину арок для украшения, превратив глубокий проем в арку (или арку с притвором , последовательность постепенно уменьшающихся концентрических арок, каждая из которых имеет притвор ).

Романский стиль начал экспериментировать с остроконечной аркой в ​​конце 11 века ( аббатство Клюни ). За несколько десятилетий эта практика распространилась ( Даремский собор , базилика Сен-Дени ). Ранняя готика использовала гибкость заостренной арки, группируя арки разных пролетов , но одинаковой высоты.

В то время как арки, использовавшиеся в средневековой Европе, были заимствованы из римской и исламской архитектуры, использование заостренной арки для формирования ребристого свода было новаторством и стало определяющей характеристикой готического строительства. Примерно в 1400 году нашей эры города-государства Италии, где остроконечная арка никогда не пользовалась большой популярностью, начали возрождение римского стиля с его круглыми арками, эпохи Возрождения . К 16 веку новый стиль распространился по Европе и, под влиянием империй, по остальному миру. Арка стала доминирующей архитектурной формой до появления новых строительных материалов, таких как сталь и бетон.

Индия

История арки в Индии очень длинная (некоторые арки, по-видимому, были найдены при раскопках Косамби , 2-е тысячелетие до нашей эры . Однако непрерывная история начинается с высеченных в скале арок в пещере Ломас Риши (3 век до нашей эры). Сводчатая крыша ранней хараппской погребальной камеры была отмечена в Рахигархи . С.Р. Рао сообщает о сводчатой ​​крыше небольшой комнаты в доме из Лотала . 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.

Использование арок до исламского завоевания Индии в 12 веке нашей эры было спорадическим, с стрельчатыми арками и цилиндрическими сводами в скальных храмах ( пещеры Карла , 1 век до нашей эры) и декоративными остроконечными гавакши арками . К V веку нашей эры вуссуарные своды использовались в кирпичном строительстве. Сохранившиеся примеры включают храм в Бхитаргаоне (5 век нашей эры) и храм Махабодхи (7 век нашей эры), последний имеет как заостренные , так и полукруглые арки . Эта система арочных сводов эпохи Гупта позже широко использовалась в бирманских буддийских храмах в Пью и Багане в 11 и 12 веках.

С приходом исламского влияния и влияния других стран Западной Азии арки стали занимать видное место в индийской архитектуре, хотя конструкция столбов и перемычек по-прежнему оставалась предпочтительной. Разнообразие заостренных и лопастных арок было характерно для индо-исламской архитектуры , с монументальным примером Буланда Дарваза , который имел остроконечную арку, украшенную небольшими остроконечными арками .

• 
  Внутренности пещеры Ломас Риши
• 
  Арки в Карле ( Великая Чайтья , I век нашей эры)
• 
  Декоративные арки-огии (гавакша) в пещерах Аджанты
• 
  Остроконечный свод храма Махабодхи
• 
  Арки в Буланд Дарваза (16 век нашей эры)

Доколумбовая Америка

В архитектуре майя использовались кокошные арки. Другие мезоамериканские культуры использовали только плоские крыши без каких-либо арок. хотя некоторые исследователи предположили, что архитекторы как майя, так и ацтеков понимали концепцию настоящей арки.

Возрождение трабитированной системы

Введение в строительство в 19 веке кованого железа (а позже и стали ) изменило роль арки. Благодаря высокой прочности новых материалов на разрыв стали возможными относительно длинные перемычки, что продемонстрировал трубчатый мост «Британия» ( Роберт Стивенсон , 1846—1850). Ярый сторонник трабитной системы Александр «Греческий» Томсон , чье предпочтение перемычкам изначально было основано на эстетических критериях, заметил, что пролеты этого моста длиннее, чем у любой когда-либо построенной арки, поэтому «простая, бесхитростная каменная перемычка содержит в своей конструкции все научные приборы, [...] использованные в большом трубчатом мосту [...] Стоунхендж построен более научно, чем Йоркский собор ». Использование арок в мостостроении продолжалось (мост Британия был перестроен в 1972 году в ферменно-арочный мост ), однако стальные рамы и железобетонные рамы в основном заменили арки в качестве несущих элементов зданий.

• 
  Оригинальный мост Британия (цветная открытка)
• 
  Британский мост (2008)

Строительство

Серия параболических арок на мосту Мора д'Эбре , Каталония , Испания (2005 г.)

Как форма чистого сжатия, полезность арки обусловлена ​​тем, что многие строительные материалы, включая камень и неармированный бетон , прочны при сжатии , но хрупкие при растягивающего напряжения . приложении к ним

каменная кладка

Вуссуары , в последнем случае могут быть клиновидными или иметь форму прямоугольного куба клиновидную форму придает раствор .

Арка удерживается на месте под весом всех ее членов, что затрудняет строительство. Один из ответов — построить каркас (исторически из дерева), который точно повторяет форму нижней части арки. Это известно как центр или центрирование . На него укладывают вуссуары до тех пор, пока арка не станет цельной и самостоятельной. Для арки выше высоты головы леса потребуются , чтобы их можно было объединить с опорой арки. Арки могут упасть при снятии рамы, если проект или конструкция были ошибочными.

Старые арки иногда нуждаются в усилении из-за разрушения краеугольных камней , образуя так называемую лысую арку .

Железобетон

В железобетонных конструкциях используется принцип арки, чтобы извлечь выгоду из прочности бетона при сопротивлении сжимающим напряжениям. Если возникает какая-либо другая форма напряжения, например напряжение растяжения или скручивания, ему необходимо противодействовать с помощью тщательно размещенных армирующих стержней или волокон.

Архитектурные стили

Тип арок (или их отсутствие) — одна из наиболее ярких характеристик архитектурного стиля . Например, когда Генрих Хюбш в 19 веке пытался классифицировать архитектурный стиль, его «первичными элементами» были крыша и опоры с основными типами верхнего уровня: трабитными (без арок) и дугообразными (арочными). Его следующее разделение дугообразных стилей было основано на использовании круглых и заостренных форм арок.

Культурные ссылки

Устойчивый горизонтальный толчок арки к опорам породил поговорку «арка никогда не спит», приписываемую многим источникам, из индуизма. арабам ​ . В этой поговорке подчеркивается, что арка несет в себе «семя смерти» для себя и содержащего ее сооружения, и это утверждение можно сделать, наблюдая за римскими руинами. Сюжет «Небулового пальто» Дж . Мида Фолкнера , вдохновленный обрушением башни Чичестерского собора, играет с этой идеей, одновременно имея дело с медленным разрушением церковного здания. Сауд объясняет пословицу цепным самоуравновешиванием горизонтальных и вертикальных сил в арке и ее «универсальной приспособляемостью».

См. также

• Контрфорс
• Купол
• Летающая арка
• Летающий контрфорс
• Заказать молдинг
• Подвесной мост

Источники

• Аллен, Эдвард; Оксендорф, Джон; Уэст, Марк (2016). «Структурный интеллект в гибких материалах» (PDF) . Книга о тканевой опалубке . Рутледж. стр. 39–47. ISBN  9781315675022 .
• Ау, Т. (1960). Элементарная строительная механика . Серия «Прентис-Холл» по гражданскому строительству и инженерной механике. Прентис-Холл . Проверено 2 января 2024 г.
• Билл, К. (1987). Проектирование и детализация каменной кладки для архитекторов, инженеров и строителей . МакГроу-Хилл. ISBN  978-0-07-004223-0 . Проверено 1 января 2024 г.
• Бенаим, Роберт (14 декабря 2019 г.). «Проектирование и строительство арок» (PDF) . Проектирование мостов из предварительно напряженного железобетона . ЦРК Пресс. ISBN  978-0-367-86572-6 . Архивировано из оригинала 2 февраля 2017 года.
• Бонд, Фрэнсис (1905). Готическая архитектура в Англии: анализ происхождения и развития английской церковной архитектуры от нормандского завоевания до роспуска монастырей . Специальные коллекции. БТ Бэтсфорд . Проверено 15 декабря 2023 г.
• Бойд, Томас Д. (1978), «Арка и свод в греческой архитектуре», Американский журнал археологии , 82 (1): 83–100, doi : 10.2307/503797 , JSTOR   503797 , S2CID   194040597
• Брэдли, РА; Гонерт, М. (2 сентября 2022 г.). «Параметрическое исследование купола цепной подвески под действием силы тяжести». Современные перспективы и новые направления в механике, моделировании и проектировании структурных систем . Лондон: CRC Press. дои : 10.1201/9781003348443-130 . ISBN  978-1-003-34844-3 .
• Кальво-Лопес, Хосе (2020). «Арки». Стереотомия . Математика и искусственная среда. Том. 4. Чам: Международное издательство Springer. стр. 265–329. дои : 10.1007/978-3-030-43218-8_6 . ISBN  978-3-030-43217-1 . S2CID   241431231 .
• Кларк, Майкл; Кларк, Дебора (1 января 2010 г.). Краткий Оксфордский словарь художественных терминов . Издательство Оксфордского университета. doi : 10.1093/acref/9780199569922.001.0001 . ISBN  978-0-19-956992-2 .
• Керл, Джеймс Стивенс (2006). Словарь архитектуры и ландшафтной архитектуры (2-е изд.). Издательство Оксфордского университета . ISBN  978-0-19-860678-9 . Проверено 3 января 2024 г.
• Дэвис, Н.; Джокиниеми, Э. (2008). Словарь архитектуры и строительства . Тейлор и Фрэнсис. ISBN  978-1-136-41025-3 . Проверено 5 января 2024 г.
• Дэвис, Н.; Джокиниеми, Э. (2012). Иллюстрированный карманный словарь архитектора . Тейлор и Фрэнсис. ISBN  978-1-136-44406-7 . Проверено 20 февраля 2024 г.
• ДеЛейн, Джанет (1990). «Структурные эксперименты: арка-перемычка, поясок и галстук в западно-римской архитектуре». Мировая археология . 21 (3): 407–424. дои : 10.1080/00438243.1990.9980116 . ISSN   0043-8243 . JSTOR   124838 .
• Гальяццо, Витторио (1995), Римские мосты , т. 1, Тревизо: Edizioni Canova, ISBN  978-88-85066-66-3
• Гонсалес, Хенаро; Сампер, Альберт; Эррера, Блас (2018). «Классификация по типам арок во Дворце Гуэля Гауди». Сетевой журнал Nexus . 20 (1): 173–186. дои : 10.1007/s00004-017-0355-7 . ISSN   1590-5896 .
• Горс, Кристофер; Джонстон, Дэвид; Причард, Мартин, ред. (2020). Словарь по строительству, геодезии и гражданскому строительству . Издательство Оксфордского университета. doi : 10.1093/acref/9780198832485.001.0001 . ISBN  978-0-19-883248-5 .
• Грейвс, Маргарет (2 июля 2009 г.). «Арки в исламской архитектуре». Оксфордское искусство онлайн . Издательство Оксфордского университета. дои : 10.1093/gao/9781884446054.article.t2082057 . ISBN  978-1-884446-05-4 .
• Хейман, Жак (2015). «Сетчатые арки» . История строительства . 30 (2). Общество истории строительства: 1–14. ISSN   0267-7768 . JSTOR   44215905 . Проверено 25 января 2024 г.
• Литтлтон, Маргарет (2003). «Трабитная конструкция». Гроув Арт онлайн . Издательство Оксфордского университета. дои : 10.1093/gao/9781884446054.article.t085978 .
• Мэлгрейв, Гарри Фрэнсис (1988). "Введение". Современная архитектура: Путеводитель для студентов в этой области искусства . Тексты и документы. Центр Гетти истории искусства и гуманитарных наук. стр. 1–54. ISBN  978-0-226-86939-1 . Проверено 7 февраля 2024 г.
• Марк, Роберт (июль – август 1996 г.). «Архитектура и эволюция» (PDF) . Американский учёный . 84 (4). Сигма Си , Почетное общество научных исследований: 383–389. JSTOR   29775710 .
• Мартинес Неспрал, Фернандо Луис (2023). «Исламское присутствие в латиноамериканской архитектуре. Три периода – три пути» . В Рашиде, Х.; Петерсен, К. (ред.). Справочник Блумсбери по мусульманам и популярной культуре . Справочники Блумсбери. Издательство Блумсбери. стр. 13–24. ISBN  978-1-350-14541-2 . Проверено 20 февраля 2024 г.
• О'Коннор, Колин (1993), Роман Бриджес , издательство Кембриджского университета, ISBN  978-0-521-39326-3
• Оссерман, Роберт (февраль 2010 г.). «Математика арки ворот» (PDF) . Уведомления Американского математического общества . 57 (2): 220–229. ISSN   0002-9920 .
• Пунмиа, Британская Колумбия; Джайн, Ашок Кумар; Джайн, Арун Кумар (2005). Строительство зданий . Публикации Лакшми. ISBN  978-81-7008-053-4 . Проверено 23 января 2024 г.
• Кирарте, Хасинто (1989). «Искусство и архитектура Мезоамерики: обзор». Латиноамериканское искусство и музыка: Учебное пособие для преподавателей (PDF) . Остин, Техас: Техасский университет, Остин. Инст. латиноамериканских исследований. стр. 27–. ISBN  0-86728-012-3 .
• Раш, Юрген (1985), «Купол в римской архитектуре. Развитие, проектирование, строительство», Architectura , vol. 15, стр. 117–139.
• Рот, Лиланд М (1993). Понимание архитектуры: ее элементы, история и значение . Оксфорд, Великобритания: Westview Press. стр. 27–28 . ISBN  978-0-06-430158-9 .
• Ройстер, Паула Д. (1 января 2021 г.). Деколонизация методологий, основанных на искусстве: исследование африканской диаспоры . БРИЛЛ. дои : 10.1163/9789004446120_004 . ISBN  978-90-04-44612-0 . * Сауд, Рабах (17 января 2002 г.). «Арка, которая никогда не спит» (PDF) . Мусульманское наследие . Проверено 25 января 2024 г.
• Сливник, Л. (27 июня 2013 г.). «Трехшарнирные конструкции в исторической перспективе» . Структуры и архитектура . ЦРК Пресс . стр. 1129–1136. дои : 10.1201/b15267-153 . ISBN  978-0-429-15935-0 .
• Стерджис, Рассел; Дэвис, Фрэнсис А. (2013). «Треугольная арка» . Иллюстрированный словарь Стерджиса по архитектуре и строительству: полное переиздание издания 1901–1902 годов . Дуврская архитектура. Дуврские публикации. ISBN  978-0-486-14840-3 . Проверено 15 декабря 2023 г.
• Виетес, Фатима Отеро (2020). «Прошлое и настоящее арочных казней». Материалы АРХ 2019 . Структурная целостность. Том. 11. Чам: Международное издательство Springer. стр. 604–611. дои : 10.1007/978-3-030-29227-0_65 . ISBN  978-3-030-29226-3 . S2CID   211581407 .
• Уилкинс, HSC (1879 г.). Трактат о горных дорогах, живых грузах и мостах . Э. и Ф.Н. Спон . Проверено 16 декабря 2023 г.
• Вудман, Фрэнсис; Блум, Джонатан М. (2003). «Арка». Оксфордское искусство онлайн . Издательство Оксфордского университета. дои : 10.1093/gao/9781884446054.article.t003657 . ISBN  978-1-884446-05-4 .

Внешние ссылки

• Физика каменных арок от Nova : модель построения арки без ее разрушения
• InteractiveTHRUST : интерактивные апплеты, обучающие программы.
• Статья о трехшарнирной арке Галереи машин Уиттена 1889 года работы Хавьера Эстевеса Симадевила и Исаака Лопеса Сезара.