1.2. Склепінчаста тектонічна система

2. Стійково-балкова та каркасна тектонічні системи

За часів Стародавнього Риму аркові та склепінчасті конструкції отримують не тільки технічну, але й тектонічну розробку. В інженерних спорудах тектоніка аркових систем виявляється у ритмічному сполученні різних аркових ярусів. У цивільних будинках тектоніка доповнюється системою профілювання імпостів і архівольтів – ідентичним профільним завершенням опорних пілонів і обрамленням арок (рис. 1.9-1.10).

Рис. 1.9. Акведук

а

б

Подальшим розвитком аркової тектоніки стало застосування склепінь. За часів Стародавнього Риму це були здебільшого циліндричні та півциркульні склепіння. Склепінчасті конструкції набули поширення зі стародавніх часів і вже тоді вони були взірцем бу­дівельного мистецтва: Пантеон у Римі, храм Св. Софії у Константи­нополі та багато інших архітектурних пам’яток (рис. 1.11, 1.12).

а

б

Рис. 1.11. Приклади пам’яток архітектури зі склепінними конструкціями у розрізах: а – храм Св.Софії у Константинополі; б – Пантеон у Римі

Рис. 1.12. Склепіння собору Санта-Марія дель| Фьоре у Флоренції. 1420–36 рр. Архітектор Ф. Брунелескі

Найзначнішою за розмірами склепінчастою| спорудою|спорудженням| античного світу є|з'являється,являється| Пантеон (від гр|. Pentheion — місце, присвячене всім богам). Це храм в ім’я всіх богів, що втілював|уособлював| ідею єднання численних|багаточисельних| народів імперії. Головна частина|частка| Пантеону є грецьким круглим храмом, завершеним склепінням діаметром 43,4 м, через отвори якого світло проникає у внутрішню частину|частку| храму, що вражає|приголомшує| величчю і простотою обробки (рис. 1.13).

Розповсюдженим прийомом обробки склепінь, що також пов’язаний із їхньою тектонікою, є кесонування. У кам’яному циліндричному чи коробковому склепінні кесони отримують шляхом створення каркасу з арок, що йдуть по кривій впоперек склепіння, які в свою чергу перетинають горизонтальні ребра, розміщені вздовж склепіння.

У середні віки аркові та скле­пінчасті конструкції набувають нових форм у зв'язку з винаходом стрілчастих арок і поєднанням склепінь з арками — нервюрами, які підсилювали склепіння (див. рис. 1.13). Найбільшого по­ширення такі конструкції набули у тектоніці так званої готичної архітектури.

Якщо арки та аркади є елементами тектоніки прямокутної у плані споруди, то для приміщень, що мають у плані форму кола або пра­вильного багатокутника, як перекриття та головний тектонічний елемент використовують склепіння чи куполи.

Крім простого застосування склепінь в наш час є приклади зведення більш складних конструкцій, в яких поєднуються циркульність куполів з прямокутною формою плану (рис. 1.14).

Рис. 1.14. Готичні арки-нервюри:

1 — діагональні; 2 — щокові; 3 — склепіння

Склепінчасті тектонічні системи передбачають можливості перекриття великих прольотів. Основні види цегляних кам’яних і бетонних склепінь — циліндричні (прості, замкнені, з розпалубками), хрестові, зімкнені, дзеркальні, купольні, вітрильні (рис. 1.15).

Циліндричне склепіння — це напівциліндр, дві довгі сторони якого опираються на стіни або інші суцільні поздовжні опори, наприклад, на балки, які підтримуються стійками, або аркадами. Різновидами циліндричного склепіння є напівциркульні, елептичні, трьох- чи багатоцентрові склепіння, так звані коробкові, що розрізняються тільки утворюючою кривою. Стіни, на які опирається склепіння, називаються опірними, а перпендикулярні їм стіни по торцях склепіння — щоковими.

Якщо частину циліндричного склепіння розсікти взаємно перпендикулярними діагональними по відношенню до вісі склепіння вертикальними склепіннями, то утворяться чотири частини: дві з них, розташовані вздовж склепіння, називаються розпалубками, дві інші, що йдуть поперек склепіння — лотками (рис. 1.16).

З

Рис.1.10. Схеми склепінь: 1 – циліндричне; 2 – замкнене циліндричне; 3 – дзеркальне; 4 - циліндричне із розпалубками; 5 - хрестове, 6 – зімкнене; 7 – напівциркульне; 8 – коробкове; 9 – купол; 10 – вітрильне; 11 – вітрильне (схема побудови); 12 – купол на вітрилах; а – опірна стіна; б – скуфія

Рис.1.10. Схеми склепінь: 1 – циліндричне; 2 – замкнене циліндричне; 3 – дзеркальне; 4 - циліндричне із розпалубками; 5 - хрестове, 6 – зімкнене; 7 – напівциркульне; 8 – коробкове; 9 – купол; 10 – вітрильне; 11 – вітрильне (схема побудови); 12 – купол на вітрилах; а – опірна стіна; б – скуфія

Рис.1.10. Схеми склепінь: 1 – циліндричне; 2 – замкнене циліндричне; 3 – дзеркальне; 4 - циліндричне із розпалубками; 5 - хрестове, 6 – зімкнене; 7 – напівциркульне; 8 – коробкове; 9 – купол; 10 – вітрильне; 11 – вітрильне (схема побудови); 12 – купол на вітрилах; а – опірна стіна; б – скуфія

Рис.1.10. Схеми склепінь: 1 – циліндричне; 2 – замкнене циліндричне; 3 – дзеркальне; 4 - циліндричне із розпалубками; 5 - хрестове, 6 – зімкнене; 7 – напівциркульне; 8 – коробкове; 9 – купол; 10 – вітрильне; 11 – вітрильне (схема побудови); 12 – купол на вітрилах; а – опірна стіна; б – скуфія

імкнене склепіння протилежне до хрестового. Воно складається з чотирьох лотків, які, змикаючись по діагоналі, утворюють вхідні кути.

Рис. 1.16. Схеми склепінь: 1 – циліндричне; 2 – замкнене циліндричне; 3 – дзеркальне; 4 - циліндричне із розпалубками; 5 - хрестове, 6 – зімкнене; 7 – напівциркульне; 8 – коробкове; 9 – купол; 10 – вітрильне; 11 – вітрильне (схема побудови); 12 – купол на вітрилах; а – опірна стіна; б – скуфія

Дзеркальне склепіння можна уявити як зімкнуте, верхня частина якого зрізана горизонтальною площиною, утворюючою так зване дзеркало. Криволінійні частини склепіння, що обрамляють дзеркало, називаються падугами. Купольне склепіння чи купол утворюється обертанням кривої (напівкола, напівеліпсу, параболи тощо) навколо — вертикальної вісі. Таким чином, у плані або в горизонтальному перерізі купол дає коло, а в будь-якому іншому — криву лінію. Куполом можна перекривати не тільки круглі у плані приміщення, де він опирається на стіни по всьому периметру, але й квадратні та багатокутові. Вітрильне склепіння можна розглядати як похідне від купольного. Геометрична побудова вітрильного склепіння відбувається шляхом відрізання від купольної поверхні бічних частин площинами призми, повздожня вісь якої суміщена з віссю купола. Верхня частина такого склепіння, розміщена вище так званих вітрил, являє собою кульовий сегмент і називається скуфією (див. рис. 1.16). Здебільшого таким склепінням перекривали квадратне в плані приміщення. Свою назву воно отримало завдяки схожості із закріпленим у чотирьох кутах надутим вітром вітрилом.

На рис. 1.17 показана побудова деяких видів склепінь.

Н а рис. 1.18 показано деякі сучасні варіанти втілення склепін-частої тектонічної системи.