Сводчатые перекрытия: история и особенности конструкции.
Groin vault
Сводчатая архитектура: что такое крестовый свод? Особенности конструкции, преимущества в экономии материалов и распределении нагрузки. Объяснение простыми словами.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Архитектурная особенность
Architectural feature
Паровый свод или крестовый свод (также иногда известный как двойной цилиндрический свод или перекрестный свод) образуется при пересечении под прямым углом двух цилиндрических сводов. Слово "парус" обозначает ребро между пересекающимися сводами. Иногда арки паровых сводов заострены, а не круглые. По сравнению с цилиндрическим сводом, паровый свод обеспечивает экономию материала и трудозатрат. Упор сосредоточен вдоль парусов или арисов (четыре диагональных ребра, образующиеся в точках пересечения цилиндрических сводов), поэтому свод необходимо опирать только в четырех углах. Строительство паровых сводов впервые было применено римлянами, но затем в Европе пришло в относительное забвение до возрождения качественного каменного строительства, вызванного каролингской и романской архитектурой. В позднем Средневековье его вытеснили более гибкие нервюрные своды готической архитектуры. Сложность конструкции, обусловленная геометрией перекрестных парусов (обычно эллиптических в поперечном сечении), требовала большого мастерства в обработке камня для создания ровного ариса. Эта трудность, в сочетании с необходимостью создания опалубки для таких конструкций, привела к тому, что нервюрный свод заменил паровый свод как предпочтительное решение для перекрытия пространства в готической архитектуре. Этот метод строительства был особенно распространен на уровне подвалов, например, в замке Майрес в Шотландии, или на уровне первого этажа для кладовых, как в замке Мучаллс в Шотландии.
A groin vault or groined vault (also sometimes known as a double barrel vault or cross vault) is produced by the intersection at right angles of two barrel vaults. The word "groin" refers to the edge between the intersecting vaults. Sometimes the arches of groin vaults are pointed instead of round. In comparison with a barrel vault, a groin vault provides good economies of material and labor. The thrust is concentrated along the groins or arrises (the four diagonal edges formed along the points where the barrel vaults intersect), so the vault need only be abutted at its four corners. Groin vault construction was first employed by the Romans, but then fell into relative obscurity in Europe until the resurgence of quality stone building brought about by Carolingian and Romanesque architecture. It was superseded by the more flexible rib vaults of Gothic architecture in the later Middle Ages. Difficult to construct neatly because of the geometry of the cross groins (usually elliptical in cross section), the groin vault required great skill in cutting stone to form a neat arris. This difficulty, in addition to the formwork required to create such constructions, led to the rib vault superseding the groin vault as the preferred solution for enclosing space in Gothic architecture. The construction method was particularly common on the basement level, such as at Myres Castle in Scotland, or at the ground floor level for the storerooms as at Muchalls Castle in Scotland.
История
В то время как цилиндрический свод был более распространен, чем крестовый свод в ранней архитектуре, включая римскую и даже более древние цивилизации, римляне широко использовали крестовые своды в различных сооружениях, в том числе с большими пролетами. Однако первый в Европе крестовый свод был построен в Дельфах царем Атталом I Пергамским между 241 и 197 годами до нашей эры, возможно, в 223 году до нашей эры. Их применение крестовых сводов в огромных залах, таких как фригидарии в термах Каракаллы и Диоклетиана, оказало значительное влияние на церковную архитектуру в Средние века. Стремление к строительству церквей достигло своего пика в этот период, и крестовые своды активно использовались в церковном строительстве благодаря их способности обеспечивать прочность без массивных контрфорсов; кроме того, они предлагали церковным архитекторам решение проблемы тусклого освещения, характерного для цилиндрических сводов, поскольку для сохранения достаточной прочности цилиндрические своды требовали минимизации оконных проемов. В XX веке инженеры-строители изучали статические напряжения крестового свода и подтвердили дальновидность римлян в создании эффективной конструкции, позволяющей достичь нескольких целей: минимального расхода материалов, больших пролетов, возможности бокового освещения и отсутствия поперечных напряжений. Ярким примером современной конструкции является крупнейший железнодорожный вокзал Европы – Гауптбанхоф в Берлине, входное здание которого выполнено в виде стеклянного крестового свода.
While the barrel vault was more common than the groin vault in very early architecture, including Roman and even earlier civilizations, the Romans developed the groin vault widely for applications in a variety of structures, some with significant span widths. The first groin vault in Europe was, however, constructed in Delphi by King Attalos I of Pergamon some time between 241 and 197 BC, quite possibly in 223 BC. Their application of groin vaults to vast halls like the frigidaria in the Baths of Caracalla and Diocletian became highly influential in church architecture in the Middle Ages. The aspirations of church building reached its zenith then, and the groin vault was pursued aggressively for its ability to create strength, without massive buttress formations; in addition, it provided the church architects a remedy for the dim illumination inherent in the barrel vault design, since the barrel vault had to minimise fenestration to retain adequate strength. 20th century structural engineers have studied the static stress forces of the groin vault design and validated the Romans' foresight in an efficient design to accomplish the multiple goals of minimum materials use, wide span of construction, ability to achieve lateral illumination, and avoidance of lateral stresses. A seminal modern design is the largest European train station, Hauptbahnhof in Berlin, which features an entrance building with a glass spanned groin vault design.
Сравнение с другими конструкциями свода
Строительство крестового свода можно понять проще всего, представив две секции цилиндрического свода, пересекающиеся под прямым углом и образующие квадратную ячейку. Получающиеся четыре ребра передают нагрузку на четыре угла, или столбы. Более сложный крестовый свод по своей сути является более прочной конструкцией по сравнению с цилиндрическим сводом, поскольку конструкция цилиндрического свода должна опираться на длинные стены, создавая менее стабильное поперечное напряжение, в то время как конструкция крестового свода может направлять напряжение почти исключительно вертикально на столбы. Распространенная схема сводчатых перекрытий в соборах Средневековья предполагает неф с цилиндрическим сводом и трансепты с крестовыми сводами. Нервюрные своды похожи на крестовые, но имеют конструктивные нервюры, идущие вдоль углов, которые несут большую часть веса, что позволяет значительно варьировать пропорции.
The construction of a groin vault can be understood most simply by visualising two barrel vault sections at right angles merging to form a squarish unit. The resulting four ribs convey the stress loading to the four corners, or piers. The more complex groin vault is intrinsically a stronger design compared to the barrel vault, since the barrel vault structure must rest on long walls creating less stable lateral stress, whereas the groin vault design can direct stresses almost purely vertically on the piers. A common association of vaulting in cathedrals of the Middle Ages involves a nave of barrel vault design with transepts of groined vaulting. Rib vaults resemble groin vaults but introduce structural ribs running along the angles which carry much of the weight, making possible much greater variations of proportion.