Сущность каркасной системы готической архитектуры
Под каркасной системой готической архитектуры понимается совокупность конструктивных строительный приемов, появившихся в готике. Данная каркасная система позволила определенным образом распределить нагрузки в здании и заметно облегчить его стены и перекрытия.
Благодаря каркасной системе готической архитектуры средневековым архитекторам удавалось значительно увеличить площадь помещений и высоту возводимых зданий.
Ключевыми элементами готической каркасной системы являются такие конструкции, как:
- контрфорсы;
- аркбутаны;
- нервюры.
Контрфорс – вертикальная конструкция, представляющая собой либо часть стены, т.е. вертикальное ребро, либо отдельно стоящую опору, которая связывается со стеной основного здания при помощи аркбутана.
Аркбутан – наружный каменный элемент в каркасе готической архитектуры, передающий горизонтальное усилие, называемое распором, на опорную колонну или столб, располагающийся за пределами основного здания.
Статья: Система аркбутанов и контрфорсов
Рисунок 1. Аркбутаны и контрфорсы. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Нервюры – вертикальные ребра в конструкции готического каркаса. Данные ребра входят в состав крестового готического свода. Их применение в совокупности с контрфорсами и аркбутанами позволяет значительно облегчить конструкцию свода, уменьшить его вертикальное давление.
Одной из главных черт каркасной системы готической архитектуры является её ажурная структура, которая представляет собой резкий контраст массивных конструкций с предшествующими элементами.
История возникновения контрфорсов
Конструкция контрфорса характерна для архитектуры эпохи средневековья. Эти опоры стали одним из главных элементов романского направления в архитектуре, а после перекочевали и в готический стиль. В эти времена контрфорсы проектировались вокруг всего сооружения и представляли собой своеобразные устои, заделанные в стены с внешней стороны здания и расположенные на некотором удалении друг от друга. Данные конструкции сооружались в тех местах, где было предусмотрено опирание на конструкцию наружной стены подпружных арок сводов.
Наиболее важное значение с точки зрения функциональной составляющей контрфорсы приобрели во время развития готической архитектуры. Сооружения этого периода характеризовались высокими стенами, несущая способность которых оставляла желать лучшего из-за больших оконных проемов. В этой связи конструкцию контрфорсов было решено сделать существенным элементом сооружений периода готической архитектуры. В первых таких зданиях контрфорсы возводились вплотную к наружной стене сооружения, как и в романской архитектуре. Позднее, с развитием зодчества, их стали возводить на некотором удалении от конструкции стены, при этом соединяя с ней аркбутанами. Разрез контрфорсов получил многоугольную форму, а его поверхность стала архитектурным украшением, предусматривающим общую концепцию с орнаментацией здания. Вершина контрфорса представляла собой остроконечное увенчание в форме пинаклей.
В эпоху Ренессанса, с возвращением к античным формам в архитектуре, контрфорсы практически перестали применяться при строительстве новых сооружений. Им на смену пришли группы колонн, способные выполнять роль стеновых подпор, а также декорированные полуколоннами выступы стен (пилястры). Примечательно, что контрфорсы, при необходимости, применяются в инженерном проектировании и в наше время.
Рисунок 2. Аркбутаны. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Стоит упомянуть об угловом контрфорсе, который представляет собой продолжение стен за пределы сооружения на углах. Таким образом в плане сооружение выглядело как крест. Диагональным контрфорсом называют опору, возводимую на углу постройки таким образом, что она образует с вертикалью угол 135 градусов.
Применение контрфорсов и аркбутанов
Техническим прорывом зодчих во времена готики являлась разработка нового способа распределения и передачи нагрузки. (Любое сооружение воспринимает два типа нагрузок – от собственного веса и погодные (от ветра, дождя, снега). Несущие элементы здания передают эти нагрузки вниз – к фундаменту, а фундамент распределяет их по грунтовому основанию). В этой связи каменные здания возводятся более основательно, чем деревянные. Камень представляет большую опасность при обрушении, чем древесина, поэтому расчетному этапу здесь должно уделяться особое внимание.
Средневековые зодчие предположили, что вес и давление каменной или кирпичной кладки можно сконцентрировать в определенных точках, и если определенным образом организовать «поддержку» их в этих местах, другие элементы сооружения можно облегчить, ведь они в таком случае не будут являться несущими. Так возник готический каркас, включающий в себя систему аркбутанов и контрфорсов, хотя предпосылки для его появления возникли гораздо раньше. Считается, что данный конструктивный прием, правда, несколько видоизмененный, фигурировал в романском крестовом своде. Романские зодчие в определенных ситуациях выкладывали швы между распалубками крестовых сводов выступающими наружу камнями. Однако, такие швы в данном случае несли исключительно декоративное значение, а свод по-прежнему оставался тяжелым и массивным.
Новаторство готического каркаса заключалось в следующем: свод больше не опирается на сплошные несущие конструкции стен здания. Массивный свод цилиндрической формы заменяют ажурными нервюрными крестовыми сводами, нагрузка от такого свода воспринимается нервюрами и арками. Боковой распор воспринимается в данном случае системой аркбутанов и контрфорсов.
Полученный нервюрный свод был гораздо легче романского, ведь было уменьшено вертикальное давление и горизонтальное усилие. Своими пятами нервюрный свод опирался на колонны, а не на стены. Распор такой конструкции был четко выявлен и локализован в небольшой области. Любому строителю было ясно, в каком месте и каким образом данное усилие должно быть «погашено».
