каменная полуарка распределяющая нагрузку свода в готическом храме на опорные столбы
Аркбутан
Аркбута́н (фр. arc-boutant ) — один из типов используемых в церковной архитектуре контрфорсов в форме наружной полуарки, передающей горизонтальное усилие распора от сводов постройки на опорный столб и расположенной за пределами основного объёма здания. [1] [2]
Применение аркбутанов позволяет значительно сократить размеры внутренних опор, освободить пространство здания, увеличить оконные проёмы, а также пролёты сводов.
Традиционно аркбутаны связывают с готической архитектурой, хотя в замаскированном виде они применялись ещё в византийских и романских сооружениях. Однако в XII веке аркбутаны, по-прежнему выполняя функцию распределения нагрузки, превратились в специально выставленный напоказ декоративный элемент и использовались в таких известных сооружениях как Шартрский собор, Собор Парижской Богоматери, Собор в Бове, Реймсский собор и др.
Примечания
Полезное
Смотреть что такое «Аркбутан» в других словарях:
аркбутан — аркбутан … Орфографический словарь-справочник
Аркбутан — (франц. arc boutant), наружная каменная полуарка, передающая распор сводов главного нефа готического храма опорным столбам контрфорсам, расположенным за пределами основного объёма здания. Система аркбутанов, контрфорсов и нервюр… … Художественная энциклопедия
АРКБУТАН — (французское arcboutant), наружная каменная полуарка, передающая распор глав нефа внешним опорным столбам контрфорсам. Возникли в готической архитектуре … Современная энциклопедия
АРКБУТАН — (франц. arcboutant) наружная каменная полуарка, передающая распор свода главного нефа внешним опорным столбам контрфорсам. Аркбутаны возникли в готической архитектуре. Иллюстрации см. при ст. Контрфорс … Большой Энциклопедический словарь
аркбутан — сущ., кол во синонимов: 2 • арка (13) • полуарка (1) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
Аркбутан — (фр. arc – boutant) наружная каменная полуарка, передающая распор свода главного нефа внешним опорным столбам – контрфорсам. Аркбутаны возникли в готической архитектуре. Большой толковый словарь по культурологии.. Кононенко Б.И.. 2003 … Энциклопедия культурологии
аркбутан — а, м. arc boutant m. 1. Четыре дроговые аркбутана, всякой с боутами, с кружками и с закладками. Четыре аркбутана, или лучка. 1733. Арт. С. Р. 126 127. 2. архит. Наружная упорная арка (б. ч. в готической архитектуре), передающая распор свода на… … Исторический словарь галлицизмов русского языка
АРКБУТАН — (франц. arc boutant) подпорная кам. наружная полуарка (б. ч. в готич. архитектуре), передающая распор сводов опорным столбам контрфорсам(см. рис.). Применение А. и контрфорсов позволяет значительно уменьшить площадь поперечного сечения внутр.… … Большой энциклопедический политехнический словарь
аркбутан — (франц. arcboutant), наружная каменная полуарка, передающая распор свода главного нефа внешним опорным столбам контрфорсам. Аркбутаны возникли в готической архитектуре. * * * АРКБУТАН АРКБУТАН (франц. arc boutant), наружная каменная полуарка,… … Энциклопедический словарь
Каркасная система готической архитектуры
Каркасная система готической архитектуры — совокупность конструктивных строительных приемов, появившаяся в готике, которая позволила изменить распределение нагрузки в здании и заметно облегчить его стены и перекрытия. Благодаря данному изобретению архитекторы средневековья смогли значительно увеличить площадь и высоту возводимых сооружений.
Основными элементами конструкции являются контрфорсы, аркбутаны и нервюры.
Содержание
Характеристика
Главной и в первую очередь бросающейся в глаза чертой готических соборов является их ажурная структура, представляющая собой резкий контраст массивным конструкциям предшествующей романской архитектуры.
Распределение нагрузки
Техническим прорывом архитекторов готики явилось их открытие нового способа распределения нагрузки. (Любое свободностоящее здание испытывает два вида нагрузок: от собственного веса (включая перекрытия) и погодные (ветер, дождь, снег). Затем оно передает их вниз по стенам — к фундаменту, нейтрализуя затем в земле. Именно поэтому каменные здания строятся более основательно, чем деревянные, так как камень, будучи тяжелее древесины, подвергается большей угрозе обрушения в случае ошибки в расчетах). В романской архитектуре, отчасти являющейся наследницей древнеримской, несущими частями здания были все стены целиком. Если архитектор желал увеличить размер свода, то таким образом увеличивался и его вес, и стену приходилось утолщать, чтобы она могла выдержать вес такого свода.
| Романика | Готика |
|---|---|
 |  |
| Нагрузку передают стены по всей длине собора | Нагрузку передают элементы каркасной конструкции, равномерно распределенные по периметру здания |
| Колонны не имеют особенного значения | Колонны вместе с контрфорсами и аркбутанами — главные несущие элементы здания |
| Толстые массивные стены, толщиной в несколько метров, несут нагрузку | Тонкие стены, возведенные между колоннами, являются ненесущими перегородками |
| Небольшие объемы здания | Собор может иметь колоссальный размер |
| Потолки не очень высокие | Своды очень высокие |
| Окна небольшие, так как прорезают несущую стену и не должны уменьшать ее несущую способность | Окна могут занимать весь простенок между колоннами, вместо перегородки |
| Все помещения разграничены между собой массивными стенами, простенками и колоннами | Помещения визуально объединены в одно целое благодаря тонкости опорных колонн |
Новаторство технического решения состояло в следующем: свод перестали опирать на сплошные стены здания, массивный цилиндрический свод заменили ажурным нервюрным крестовым (см. ниже), давление этого свода передается нервюрами и арками на столбы (колонны). Возникающий таким образом боковой распор воспринимается аркбутанами и контрфорсами.
Таким образом, конструкция сильно облегчается за счет перераспределения нагрузок. Прежде несущая, толстая стена превратилась в простую легкую «оболочку», чья толщина больше не влияла на несущую способность здания. Из толстостенного здания собор превратился в тонкостенный, но зато «подпертый» по всему периметру надежными и элегантными «подпорками».
Кроме того, готика отказалась от полуциркульной, обычной арки, заменяя её везде, где только можно стрельчатой. Использование стрельчатой арки в сводах позволяло уменьшить их боковой распор, направляя значительную часть давления прямо на опору — причем, чем выше и заостреннее арка, тем меньше она создает боковой распор на стены и опоры. Массивный свод заменился ребристым сводом, эти ребра—нервюры диагонально перекрещивались и воспринимали нагрузку. Пространство между ними заполнялось простой запалубкой — легкой кладкой кирпича или камня.
Архитектурные готические элементы
Элементы готического собора определяют его образ. Собор Кельна (Kölner Dom) (1248-1437 гг, 1842-1880 гг.)
Основным готическим элементом, определяющим величественный образ соборов, является каркасная система несущей конструкции здания, благодаря которой стал новый способ распределения нагрузки.
Каркасная система возникла на основе крестового свода романского периода: зодчие того периода иногда между распалубками крестовых сводов выкладывали каменные «ребра», выступающие наружу. В то время подобные ребра имели декоративное значение. Готические архитекторы внесли новаторскую идею, задавшую общую тенденцию стилю: ребра, служившие для украшения романских зданий, превратились в нервюры, которые составили основу каркасной системы. Массивный романский свод сменился ребристым сводом из диагонально перекрещивающихся ребер-нервюр. Пространство между ребрами заполняли легкой кладкой из камня или кирпича.
Нервюры свода в церкви Сан-Франциско в Ассизи.
Нервюрный свод позволял перекрывать пространства неправильной формы, и, кроме того, усадка грунта, которая была характерна для романских зданий, готическим зданиям была не страшна. Благодаря нервюрному своду уменьшился боковой распор и вертикальная нагрузка. Свод перестал опираться на стены зданий, он стал легким и ажурным за счет перераспределения нагрузок. Толщина стен уже не влияла на несущую способность здания. В результате из толстостенного массивного сооружения, благодаря новым готическим элементам, здания превратились в тонкостенные. Давление от свода передавалось на столбы-устои, колонны, перераспределяя боковой распор со стен на архитектурные готические элементы: аркбутаны и контрфорсы.
Архитектурные готические элементы.
Иногда внутри собора для ряда мероприятий устраивают газон.
Готические колонны также могли представлять собой пучок тонких колонн, монолитно соединенных с основным устоем. В некоторых сооружениях опоры устанавливали под каждый конструктивный элемент, например, составляли несколько колонок в виде трилистника, как в церкви Сент-Урбан в Труа (под три вала одной нервюры). Такое разделение нагрузки путем установки колонн под архитектурные элементы характерно для строений 14 века. В церкви Сен-Назэр в Каркассоне, архитекторы готическую колонну сделали вертикальным продолжением нервюры, а ее поверхность украсили фестонами. Нервюра и колонна получают многоугольные профили для увеличения прочности.
Церковь Сан-Назэр. Каркассон. 13-15 вв.
Витраж кафедрального собора Реймса.
Готические окна заполняли практически всю поверхность стен. Окна в готике украшали разноцветными витражами, что еще больше усиливало эффект присутствия «Божественного света» в помещении храма. Красные, фиолетовые и синие тона витражей создавали эмоциональный подъем, стремление к духовности. К концу 12 века Франция превратилась в «витражную мастерскую»: считается, что здесь находится половина всех средневековых витражей Европы — около 150 000 кв. м. Формы готических окон разнообразны: стрельчатые окна, окна-розы, окна-медальоны круглые, четырехугольные, эллиптические с изображением исторических сюжетов. Рассмотрим особенности окна-розетки. У окна-розы (розетки) прообразом было античное круглое отверстие в стене, которое превратилось в романский период в окно на западной стене храма. Первые окна-розы появились во французском зодчестве после крестовых походов, около 1200 года, и очень быстро стало популярным среди архитекторов Франции, особенно на севере страны. В течение 12 века круглые окна-розы увеличивались в размерах, пока не достигли ширины нефа. Розу застекляли витражом. Устанавливали такое готическое окно обычно на западном фасаде, над центральным порталом. Перекладины окна-розы составляли радиальный узор из серии расходящихся от центра узоров. Готическое окно-роза являлось религиозным и философским символом единства мироздания, равновесие, печать Соломона. Геометрия окна-розы проявлялась в точном размещении каждого элемента фигуры, центра, концентрических перегородок. Встроенные перегородки окна в виде треугольников, квадратов, звезд, кругов символически указывают на соединение материи и духа, небесного и земного, конечного и бесконечного, вечного и смертного. Считалось, что геометрия окон-розеток основана на взаимозависимости элементов, «ряде Фибоначчи», золотом сечении.
Готические окна внесли особый вклад в «одушевление» искусства готики благодаря витражам, создающим игру света внутри храма. Богословы того времени считали, что витражи способны просветлять человека и удерживать его от дурных поступков. Витраж составляли из кусочков стекла разного цвета и прозрачности, собранных с помощью свинцовых соединений.
Витраж в Сен-Дени. Авторство оконных витражей приписывают аббату Суггерию. На витражах Сен-Дени изображены исторические и библейские сцены, они объединены единым сюжетом.
Готическое окно было призвано создавать особый духовный настрой при помощи витражей. Визажисты создавали эскиз на деревянных панелях, наносили основным контуры, по которым затем крепили куски стекла свинцовыми полосами. Широко применяли и гризайль – роспись по стеклу красками из окислов железа или меди, которые наносили на стекло и затем фиксировали на нем при помощи нагрева. Стекло при этом становилось менее прозрачным, хотя в массе окраску не меняло. Когда научились создавать сплав серебра, сурьмы, желтой охры, его стали наносить на стекло, обжигать и в результате получали желтое стекло. Благодаря этому открытию витражи пропускали больше света в помещение, но теряли насыщенность и яркость изображения. После окраски всех кусочков стекла, их обжигали в печи, затем выкладывали на деревянную панель с готовым эскизом, совмещали с прорисованными контурами и закрепляли свинцовыми полосками с профилем в виде буквы «Н». Свинцовые полоски спаивали друг с другом, создавая решетку с готовым изображением, которую вставляли в оконную раму, укрепляли арматурой.
Витраж окна-розетки Нотр-Дам де Пари.
Огромные по своим размерам готические окна, украшенные витражами, создавали эффект Божественного присутствия в храме, благодаря особой передаче света, преломляющегося через цветные стеклянные мозаики с религиозными сюжетами. Цветные световые потоки, льющиеся через огромные витражи, становились наглядной иллюстрацией философской религиозной мысли, выражавшейся известными духовниками времен средневековья. Красота и величие этих произведений искусства сохранилась и по сей день. Профессор, директор Дрезденской галереи, Карл Вёрман (1888-1933гг.) писал: «В течение всей своей истории искусство не произвело ничего, что могло бы выдержать, в отношении декоративной эффектности, сравнение с этими рядами расписных стекол». Большое значение имело качество и прозрачность стекла в готическом окне. В 11 веке немецкие мастера, а в 13 веке венецианцы, создали плоское стекло способом, известным еще древним римлянам, но долгое время не имевшем применения. Этот метод заключался в том, что с помощью стеклодувной трубки выдували пузырь в форме длинного цилиндра. Затем цилиндр нарезали раскаленным металлическим прутом, и каждую часть нагревали и выравнивали. Стекло получалось полупрозрачным. В 14 веке французами была создана технология листового стекла. Стекломассу расплавляли, из нее выдували полый сосуд, который в теплом виде выкладывали на вращающийся стол. Благодаря возникающей центробежной силе жидкое стекло расплющивалось и растекалось по столу. Получался плоский диск (до 1,5 м. в диаметре), который нарезали на куски нужных размеров. Для застекления соборов использовали центральные части стекольного диска, так как изготовленное таким способом стекло имели центральную часть более толстую, чем по краям. Новая техника позволила уменьшить количество свинцовых перемычек, так как можно было получать куски стекла довольно больших размеров. Готические элементы в своей совокупности дают визуальное ощущение величия, монументальности, и, в то же время, воздушности и легкости сооружений.
История архитектуры
Вы здесь
Элементы опор и уравновешивания сводов
Те изменения, которые эпоха готики привносит в романские элементы опоры и уравновешивания сводов являются прямым следствием новой конструкции свода: форма его нервюр обусловливает форму поддерживающих его опор, а распределение распора свода определяет расположение элементов, поддерживающих свод. Рассмотрим, каким образом свод покоится на устоях, каким образом распор поглощается контрфорсами; обратим внимание на роль стены в системе равновесия; рассмотрим, наконец, передаточный орган — аркбутан, позволяющий, так сказать, передавать распор нервюр и уравновешивать его на расстоянии.
ГОТИЧЕСКИЙ УСТОЙ
Романские архитекторы ставят колонку под каждой пятой подпружной арки. В эту эпоху подпружные арки были единственными нервюрами; когда же появляются новые нервюры, которые помещаются диагонально по ребрам сводов, то к ним применяют уже принятые правила. Идея готического устоя, представляющего собой пучок колонок, — это последовательное развитие идеи романского столба.
В свою очередь, кладка нервюр и их опорных частей поясняет, как получались последовательные изменения этого пучка. Мы уже установили выше две эпохи в кладке нервюр: одна предшествует кладке их опорных частей горизонтальными рядами в виде подушки, другая следует за ней. Каждой из этих эпох соответствует особое расположение опорного столба.
Пока продолжает применяться кладка, при которой нервюры от самой пяты выкладываются клинчатыми камнями, пята каждой нервюры опирается на отдельную пристенную колонку довольно значительного сечения, а опорный столб получает вид А (рис. 189).
 |
| Рис. 189 |
Но скоро замечают, что распор свода действует в наклонном направлении, что поэтому нагрузка на колонку очень незначительна и что, следовательно, ее может нести поставленная под пятой арки консоль С; и действительно, мы встречаем консоли в Сансе, в Шалоне и в нижней капелле епископальной церкви в Реймсе.
Обычно колонка сохраняется, но исключительно как декоративный элемент: ее делают почти нитеобразной. Затем ее начинают выкладывать в виде веретенообразного стержня, слои которого направлены вертикально, и устанавливают ее после того, как своды уже выведены, а завершающая колонку и связанная с кладкой стены капитель выполняет роль консоли С.
Когда же начинают возводить опорные части сводов в виде подушки, убеждаются в том, что ряды кладки этих подушек заменяют консоль и что даже капитель является уже излишней; размеры ее уменьшаются. Наконец, делая последний вывод, совершенно устраняют капитель, являющуюся излишней, и нервюры продолжаются без перерыва от вершины свода до основания опорного столба.
На чертежах рис. 189 можно наблюдать это постепенное видоизменение опорного столба: А, В, С — первоначальное расположение, до применения подушки; D, Е— последующее. На чертеже А роль опорного элемента играет колонка; на чертеже В колонка считается уже бесполезной и трактуется как декоративный аксессуар; на чертеже С она заменена консолью; на чертеже D место консоли занимает подушка; на чертеже Е нервюра продолжается вдоль стержня устоя без перерыва и без введения капители. Устройство остальных частей готического устоя подчинено взаимодействию элементов конструкции, поддерживающих свод, и будет описано после того, как мы изучим эти элементы.
КОНТРФОРС; БЕСПОЛЕЗНОСТЬ СПЛОШНЫХ СТЕН И ОТКАЗ ОТ НИХ
Романский цилиндрический свод распределял распор равномерно и требовал непрерывной опоры; крестовый свод, обычно повышавшийся до купольной формы; обладал распором подобно сферической скуфье; поэтому из осторожности было лучше подпирать его не только угловыми устоями, но и сплошной массивной стеной по всему периметру.
Романский контрфорс являлся утолщением стены, помещенным в том месте, где распор достигал максимальной силы; при системе же нервюрных сводов, локализующих распор, стена теряет свое значение для устойчивости свода. Для обеспечения равновесия достаточно местного сопротивления распору, распределяемого по твердо определенному плану в тех местах, где он действует. Поэтому готический контрфорс принимает вид тонкого выступа; он отличается от романского контрфорса своей формой, какой никогда не допускала романская архитектурная школа, и, как мы увидим, очертанием, более соответствующим его назначению.
Последовательные видоизменения контрфорса
Ступенчатый профиль. — Внешняя поверхность романского контрфорса была почти всегда вертикальной (рис. 190, А). Готические архитекторы заметили, что при одинаковой затрате материала контрфорс оказывает более эффективное действие, если он находится в наклонном положении по отношению к поддерживаемому им своду: каменная масса его, расположенная в т, работала плохо, — ее перемещают в /г, чтобы увеличить основание контрфорса; вертикальный романский контрфорс заменяют устоем с рядом уступов (рис. 190, В) или даже устоем с непрерывной наклонной поверхностью (хор в Монмартре).
 |
| Рис. 190 |
Возврат к вертикальному контрфорсу. — Материал находил себе лучшее применение, по выступ все увеличивался, а место для постройки в городах было ограничено. В половине XIII в. часто отказываются от преимуществ, которые давал профиль В, и возвращаются к вертикальному контрфорсу: в Сент-Шапель * контрфорс снова получает профиль С, почти без уступов.
Примечание: Сент-Шанель, в дословном переводе — «святая часовня», — небольшая готическая церковь, бывшая придворной капеллой королевского дворца в Париже. По традиционным сведениям, построена в 1245 г. Пьером де Монтеро (Монтрсйлем), что в настоящее время опровергается. См. Schermann M„ La Sainte Chapelle («Arch. f. christl. Kunst». 1903).
Со статической точки зрения новый контрфорс далеко не равноценен тому, который он заменяет: ему стараются возвратить часть утраченной им устойчивости, нагружая его вершину в виде каменной башенки (пинакля) Р *.
Примечание: Башенка под аркбутаном в том месте, где последний переходит в контрфорс, выполняет, помимо декоративных, конструктивные функции, уменьшая уклон аркбутана к контрфорсу. Немецкая готика именует пинакли «фиалами». См. Genewcin A., Vom Romanischen.
Облегченные контрфорсы. — Результирующая усилий, вызываемых сводом (рис. 190, В), выражается наклонной силой F, которая действует, складываясь в каждой точке (L) с вертикальным давлением, производимым весом каменного массива Lf; результатом этого суммирования сил является линия давления, направление которой показано кривой LR. По линии LR всякая пустота была бы опасной; но вне этой линии пустоты не имеют значения, и если условия расположения требуют устройства обслуживающей галереи, наподобие G, то нет никаких препятствий к тому, чтобы эта галерея прорезала толщу контрфорса.
Почти вес готические контрфорсы именно так прорезаны обслуживающими галереями. В XIII в. стали удалять из контрфорса его ядро XX, статически бесполезное (чертеж D); в таком случае контрфорс подразделяется на внутреннюю часть Т, образующую опорный столб, и внешнюю V, являющуюся собственно контрфорсом; контрфорс получается расчлененным на внутреннюю и внешнюю части.
 |
| Рис. 191 |
Угловые контрфорсы. — Наконец, отметим особенность последнего периода готики — обычай помещать угловой контрфорс под углом в 45° к продолжениям стен. С XII в. до начала XV в. не знают иного расположения, кроме показанного на рис. 191, А — два контрфорса представляют соответственные продолжения обеих стен; начиная с XV в., почти неизменно, два контрфорса заменяются одним, расположенным, как это показано на плане В.
Стена. Уничтожение части стены, расположенной под сводом; расширение части стены, образующей тимпан
Как только распор концентрируется в том месте, куда его передает нервюра, для восприятия его достаточно одного контрфорса, и стена становится лишь инертным заполнением; она может быть облегчена и может быть сделана просто сквозной. И действительно, в течение XIII в. часть стены, заключенная между опорными столбами и подпружными арками сводов, неуклонно сходит на нет и заменяется широкими оконными проемами.
Эта замена тела стены оконным проемом порождает некоторые трудности, заключающиеся в следующем:
1) уничтожение стены ставит опорные столбы в изолированное положение, угрожающее их устойчивости;
2) нарушается точная локализация распора.
Опорные столбы подвергаются опасности бокового выпучивания, а опалубки свода получают некоторую тенденцию к скольжению по внешней поверхности несущих их нервюр. В различное время различными школами применялись следующие решения: В архитектурной школе Шампани (рис. 192, R) обычно широкая арка F связывает опорные столбы и образует у вершины свода своего рода жесткий пояс, препятствующий скольжению заполнении свода (Реймский собор).
 |
| Рис. 192 |
Архитектурная школа Иль де Франса (S) применяет более смелый прием: усилия, вызываемые тенденцией к скольжению заполнении свода, так же, как и распор нервюр, передаются системе опор. Пазухи свода заполняются жесткой забуткой G; передача совершается через посредство этой забутки, и подпружная арка становится легкой и тонкой (собор Парижской Богоматери).
Когда же опорные столбы раздваиваются (чертеж D) на внешние М и внутренние N, то только одни внутренние снабжены подпружной аркой Т. Чтобы укрепить связь между внешними столбами М, перекидывают между ними вторую арку R. Над каждой из этих арок находится тимпан, завершающийся на уровне карниза, а плиты Р образуют потолок между двумя тимпанами.
Эта система скрепляющих арок, которая, в общем, дает своду облегченный тимпан, существует уже с XII в. в соборе в Нуайоне *. В XII в. она находит себе применение главным образом в Бургундии (церковь Богоматери в Дижоне, Оксерр, Семюр, Кламси); мы встречаем ее в Шампани в нефе церкви Сент-Юрбен в Труа; в области Иль де Франс — в капелле Сен-Жермен ан Лэ. В XIV в. она выходит из употребления, и повсюду возвращаются к массивной подпружной арке, тимпан которой совершенно заполнен.
Глава «Элементы опор и уравновешивания сводов» раздела «Готическая архитектура» из книги Огюста Шуази «История архитектуры» (Auguste Choisy, Histoire De L’Architecture, Paris, 1899). По изданию Всесоюзной академии архитектуры, Москва, 1935 г.