Конструкции - История архитектуры

Поиск
Перейти к контенту

Главное меню:

Конструкции

Материалы и конструкции
    Наиболее острой конструктивной проблемой была разработка огнестойкого перекрытия церквей, представлявших собой воспроизведение римских базилик с деревянными стропилами. Единственно пригодным для этого материалом был в то время камень, а единственной конструкцией — свод. Из трех разновидностей каменных материалов — бетона, кирпича и естественного камня — средневековые строители предпочли последний, потому что изготовление римского бетона было слишком трудоемким и уже основательно забытым, а кирпич марки «50» был для этих сооружений материалом ненадежным. Балочное перекрытие оказалось непригодным потому, что пролеты главных нефов, достигавшие 10 м, превышали пролетные возможности каменных балок и плит, ограниченные 3—5 м.
    Конструкции прошлого были представлены тремя видами сводов: цилиндрическим, крестовым и купольным. Первоначально перекрывали сводами лишь более узкие боковые нефы. Представление о путях исканий дает церковь Сен Реми в Реймсе, где ранние части этих нефов перекрыты цилиндрическими сводиками, расположенными перпендикулярно к оси постройки, а более поздние — крестовыми сводами. Главный же неф имеет деревянные стропила.
    Одним из ранних примеров сводчатых перекрытий является нартекс церкви в Турню, законченный в 1019 г. Оно состоит из поперечных цилиндрических сводов, как в боковом нефе Сен Реми, а малые нефы перекрыты крестовыми сводами. Средний неф освещался окнами, находившимися в торцовых стенках сводов, поднятых, как в римских базиликах, над боковыми нефами. Однако в церкви Сен Савэн, относящейся ко второй половине XI в., свод главного нефа — цилиндрический. Его композиция показывает; какие изменения это внесло в устоявшуюся веками форму базилики. Наличие распора заставило отказаться от поднятия над боковыми нефами стен среднего нефа, прорезанных рядами окон, и опереть свод при помощи аркады на колонны этого нефа. Для уравновешивания распора в одних случаях боковые нефы перекрывали крестовыми сводами, в других применяли ползучие цилиндрические своды, упирая их вершинами в пяты среднего свода. Примеры первого решения — монастырская церковь Сен Савэн и подавляющее большинство церквей романской эпохи. Примеры второго — церковь во Вье-Партенэ и Сент Эвтроп в Арле.
Эволюция сводчатого перекрытия
Эволюция сводчатого перекрытия
1 — церковь Сен Реми в Реймсе; 2 — церковь в Турню; 3 — церковь Сен Савэн в Пуату; 4 — церковь в Пуатье; 5 — церковь Сент Эвтроп в Сансе; 6 — церковь в Иссуаре; 7 — церковь в Везлэ; 8 — церковь св. Анны в Иерусалиме; 9 — Базилика в Шпейере
    Цилиндрический свод не допускал устройства проемов значительного размера на уровне пят. Поэтому верх среднего нефа всегда был погружен в темноту, с чем вынуждены были некоторое время мириться. Пожалуй, наиболее характерным примером такой поражающей своей темнотой церкви является Сен Мартен д’Энэ в Лионе.
    Для перекрытия главного нефа был избран именно этот свод. Романские строители почти не применяли крестового свода до 1120 г., года окончания церкви в Везлэ.
    Во второй половине XI в. при перестройке римских базилик романские зодчие включили в конструкцию цилиндрического свода подпружную арку, заимствованную у византийских строителей. Применяемая сначала как средство укрепления деревянной опалубки сводов, она была вскоре же использована для усиления их жесткости. Судя по тому, что Леонардо да Винчи, в заметках по строительной механике пытавшийся математически формулировать многие приемы практиков средневековья, отмечал большую прочность арки большего сечения, мастера XII в. понимали роль подпружины в упрочнении и самого цилиндрического свода.
    Судя по церкви Сент Этьен в Невере, законченной в 1099 г., подпружная арка вызвала у зрителей некоторые необоснованные иллюзии. До вершины боковых нефов, перекрытых ползучими сводами, эта церковь была возведена как базилика с неосвещенным главным нефом. Затем она была достроена с повышенным нефом, боковые стены которого снабжены окнами. Вследствие этого вершины предназначенных для погашения распора ползучих сводов оказались не на уровне пят главного свода, а ниже их, в результате чего в стенах появились трещины.
    Удовлетворительное решение проблемы освещения было найдено лишь после применения в главном нефе крестового свода, примером чего служит церковь в Везлэ (1089—1206 гг.), представлявшая собой видоизменение иерусалимской церкви св. Анны, построенной до крестового похода 1099 г. Связанные с этим трудности вызвали дальнейшие поиски решения проблемы освещения. Результатом явилось применение сводов, дававших меньший распор: вспарушенного крестового свода, купола на сферических и на конических парусах и крестового свода на нервюрах.
    Образцом применения вспарушенного свода можно считать перекрытие базилики в Шпейере (1100 г.). Интересным средневековым купольным сооружением на сферических парусах является построенный в 1105—1123 гг. собор в Ангулеме, неф которого перекрыт тремя куполами 10-метрового диаметра. Купол на конических парусах представлен собором в Пюи.
    Применение в полуциркульном крестовом своде нервюр началось после того, как обнаружились трудности, связанные с переходом от квадратного плана к прямоугольному, где разница радиусов распалубок исключала возможность совместить их шелыги. Желание сохранить секционный принцип композиции, где одни и те же колонны должны быть опорами сводов и среднего, и бокового нефа, вызвало появление шестичастного свода, или свода о шести распалубках, в котором каждая секция среднего нефа, сохраняя свой квадратный план, опиралась не на четыре, а на шесть колонн, распалубка же опиравшаяся на стеновую арку, оказывалась разрезанной надвое. Пример — сооруженная в 1105 или 1135 г. в Кане (Нормандия) церковь Сент Этьен, известная также под названием «Мужского монастыря». Выполнить такой свод при помощи обычной опалубки было невозможно. Единственным выходом являлось сооружение сначала по кружалам каркаса конструкции в виде каменных арок, а затем выполнение по опалубке опирающихся на эти арки распалубок. Нервюры сняли все затруднения, связанные с осуществлением кладки ребер. Правильная перевязка швов в ребрах потеряла свое прежнее значение. Выполнение свода в кольцевых галереях, образующих обход вокруг хора, стало таким же простым, как и над нефами.
    Наконец, следует отметить применение стрельчатой арки, завезенной крестоносцами из Малой Азии. Ею пользовались широко, поскольку она развивает меньший распор, чем полуциркульная. В главном нефе она была использована в качестве подпружной арки, а в боковых — как образующая крестовых сводов. Путь ее освоения в этот период показывают южнофранцузские церкви Сент Эвтроп в Сансе, Сен Трофим в Сенте, и церковь в Солье.
    Пока нервюрная конструкция крестового свода и стрельчатый профиль арки применялись независимо друг от друга, они не вызвали никакой технической революции. Но сочетание их — появление стрельчатого нервюрного свода — преобразовало всю конструкцию здания.
    Являясь сплошной однородной каменной кладкой, романский крестовый свод разрушался при значительных деформациях, вызывавшихся осадкой опор. Уровень техники романской эпохи не позволял строителям перекрывать пролеты более 10 м и делать свод тоньше 60 см. Не оценив еще в полной мере конструктивных возможностей, открываемых контрфорсами, широкое применение которых в этот период было вызвано направлением распора в крестовом своде по его диагоналям, строители не выносили контрфорс более чем на 2 м. Это ограничивало высоту построек 20 м, за пределы которых не поднимается почти ни один собор романской эпохи.
    Разделение в нервюрном своде всей массы перекрытия на активно работающий каменный каркас и облегченное заполнение в виде относительно тонких каменных плит создало некоторую независимость друг от друга отдельных распалубок и позволило своду до известного предела деформироваться без разрушения.
    Уширяющийся к основанию романский устой оказался непригодным для конструкции, испытывающей деформации, так как он не мог выдержать значительного перекоса. Его пришлось заменить столбом равного по всей высоте сечения и меньшей толщины. Но такой столб при повышенном вертикальном давлении мог разрушиться или потерять устойчивость. Опасности раздробления была предотвращена выполнением устоя из более прочного материала, чем остальная постройка, а опасность продольного изгиба — сочетанием центрального стержня с подпирающими его со всех сторон тонкими монолитными колонками, упертыми в сквозные, пересекающие всю систему кладки, камни-прокладки. Увеличение диаметра верхнего стояка по сравнению с нижними поставило вопрос о специальной дополнительной подпоре для него, в качестве которой была использована забутка пазухи свода бокового нефа.
    Все это, однако, не устраняло опасности отклонения устоев от вертикали. Ее преодолели скреплением устоев арками трифориев, металлической рамой витража и шековыми арками свода.
    Поскольку нервюры локализовали распор, стена утратила свое значение опоры свода, а контрфорс романского типа, являвшийся простым добавочным утолщением, превратился в элемент, воспринимающий нагрузку сводов, строители увеличили его вынос. Облегчение контрфорсов служебными галереями, как это сделано в готической церкви около Манта, показало, что пустоты, расположенные вне направления сил давления, не ослабляют конструкции. Это дало стимул для извлечения из контрфорса бесполезной массы по всей его вышине. Так произошло разделение опоры на устой и контрфорс в собственном смысле слова, одним из первых примеров чего служит апсида церкви Сент Юрбен в Труа. А увеличение расстояния между ними, вызванное стремлением дать больше места боковым нефам, заставило передать распор при помощи специальной подпорной арки — аркбутана.
    Аркбутан и контрфорс, явившись средством разложения сил давления свода и распределения их между поддерживающими массивами, средством давать известное направление распору и оказывать ему противодействие на известном расстоянии от пят, предоставили строителю возможность управлять «игрой сил» в сооружении и, освободив здание от всей инертной массы, оставить в нем лишь одни активные части. Результатом всех этих нововведений явилось увеличение пролета сводов с 10 до 15 м и уменьшение их толщины с 60 до 25 см. Перенесение контрфорса к стене бокового нефа и передача ему распора свода при помощи аркбутана дали возможность довести высоту построек до 46 м против прежних 20 м.
    Готические архитекторы, как об этом красноречиво говорят самые постройки, прекрасно представляли себе направление потоков усилий в сооружении. Они умели сосредоточить эти усилия в определенном месте, повернуть их в желательном направлении и уравновесить. Гика остроумно называет готическую архитектуру воплощением в камне теорем графостатики.
Игра сил в готических сооружениях
Игра сил в готических сооружениях
1 — кривая давления в стрельчатом своде; 2 — многоугольник сил, действующих в своде; 3 — веревочный многоугольник Вариньона, построенный из этих сил; 4 — швы перелома в стрельчатом своде; 5 — положение результирующей давления сводов среднего и бокового нефов: а — при одинаковой стреле их подъема; б — при одинаковом профиле обоих сводов; в — при более высоком расположении пят малого свода; г — при внешней нагрузке на малый свод; д — при более низком расположении пят малого свода; е — при поглощении распора большого свода аркбутаном; 6 — кривая давления аркбутана; 7 — расположение результирующих сил вертикальной нагрузки и распора: а — при положении аркбутана выше пят среднего нефа; б — при его расположении на уровне пят среднего нефа; в — при двухъярусном аркбутане, сочетающем положения а и б
 
??????.???????
???????@Mail.ru
Copyright 2016. All rights reserved.
Назад к содержимому | Назад к главному меню