Архитектурно-конструктивная структура здания

Симметрия

диссиметрия ассиметрия симметрия архитектура

Симметрией мы называем одинаковое расположение равных частей по отношению к плоскости или линии. Она относится к числу наиболее сильных средств организации формы. Симметричность строения воспринимающих органов является одной из причин ее активного воздействия на восприятие.

Простейший вид симметрии - зеркальная симметрия, симметрия левого и правого. В этом случае одна половина формы является как бы зеркальным отражением другой. Воображаемая плоскость, делящая форму на две равные части, называется плоскостью симметрии. Плоскость симметрии в произведениях архитектуры, как правило, вертикальна, так же как вертикальна плоскость симметрии тела человека. В горизонтальной проекции строго дисциплинируется расположение частей здания и его деталей, по вертикали развивается свободное и разнообразное чередование элементов и их частей.

На ортогональных чертежах - фасаде, плане, разрезе - плоскость симметрии изображается линией - ее часто называют поэтому осью симметрии. Однако собственно центрально-осевая симметрия - это симметрия относительно вертикальной оси, линии пересечения двух (или большего числа) вертикальных плоскостей симметрии. Сооружение при этом состоит из равных частей, которые могут совмещаться при повороте вокруг оси симметрии. Наивысшей степенью симметрии обладает шар, в центре которого пересекается бесконечное множество осей и плоскостей симметрии, - впрочем, шар или полная сфера используются в архитектуре лишь в случаях исключительных.

Наиболее распространена в архитектуре зеркальная симметрия. Ей подчинены постройки Древнего Египта и храмы античной Греции, амфитеатры, термы, базилики и триумфальные арки римлян, дворцы и церкви Ренессанса, равно как и многочисленные сооружения современной архитектуры.

Симметрия сооружения связывается с организацией его функций. Проекция плоскости симметрии - ось здания - определяет обычно размещение главного входа и начало основных потоков движения. Симметрия не может быть оправданной, если построению плана насильственно подчиняется несимметричная по своей природе система жизненных процессов. Не может быть оправданием симметрия и одинаковое по отношению к оси расположение неравноценных функций.

Симметрия объединяет композицию. Расположение главного элемента на оси подчеркивает его значимость, усиливая соподчиненность частей. Каждая деталь в симметричной системе существует как двойник своей обязательной паре, расположенной по другую сторону оси, и благодаря этому она может рассматриваться лишь как часть целого. Значение общего здесь снижает действенность отдельных элементов.

Главной оси, объединяющей всю композицию, могут сопутствовать подчиненные оси, определяющие симметрию частей. Характерный пример многоосевой симметрии - здание Главного адмиралтейства в Ленинграде.

Башня и арка главного въезда здесь отвечают оси всей композиции; оси второго порядка, объединяющие крылья, выделены большими портиками; осям крыльев подчинены оси малых портиков. Симметричны и части, связывающие крылья с центром, и ризалиты крыльев. Своей вертикальной оси подчинена и форма наименьшей самостоятельной части композиции - фрагмента стены, включающего оконные проемы трех этажей. Равные элементы здесь или сливаются в единство ряда, или подчинены господству главного элемента. Благодаря этому равенство частей ни в чем не нарушает целостности.

Заметим, что на осях симметрии располагаются именно проемы, а не колонны или простенки (т.е. количество колонн в портиках является четным, а количество проемов - нечетным). В противном случае входы пришлось бы расположить по сторонам простенка, занимающего ось симметрии; возникла бы «двойственность» системы, ослабляющая единство целого. Стремление избежать этого определяет неизменность четного числа опор в колоннадах и портиках классической архитектуры. Нечетное число их делали только там, где хотели ослабить центральный акцент, создаваемый симметрией, например, в боковых колоннадах Пропилей, обрамляющих проход на Акрополь в Афинах. Подчеркнутый центр этих колоннад нарушал бы плавкость непрерывного движения, которое они должны были обрамлять.

Центрально-осевая симметрия реже использовалась в истории архитектуры. Ей подчинены античные круглые храмы и построенные в подражание им парковые павильоны классицизма (один из прекраснейших - так называемый «Храм дружбы», созданный в Павловске по проекту Ч. Камерона в 1782 г.). Темпьетто во дворе церкви Сан-Пьетро в Риме (1502 год, архитектор - Донато Браманте) отвечает законам центрально-осевой симметрии См. Приложение. Центрально-осевая симметрия определяет также форму некоторых архитектурных деталей - например колонн и их капителей.

Прочие виды симметрии в архитектуре используются крайне редко, но и они могут обеспечить практическую и художественную целесообразность формы. Это показывают эксперименты К. Мельникова, одного из наиболее своеобразных и острых мастеров советской архитектуры. В проекте памятника Колумбу (1929) он подчинил основную форму осевой симметрии и вместе с тем сделал ее симметричной относительно горизонтальной плоскости. План построенного им павильона СССР на международной выставке 1925 года в Париже симметричен по отношению к плоскости, рассекающей здание по диагонали. Симметрия здесь не зеркальна - части плана могут поменяться местами, причем фигура его совместится с собой, т.е. получит форму, не отличающуюся от исходной.

Особенно необычно Мельников использовал законы симметрии в конкурсном проекте Дворца Советов в Москве (1929). Форма его плана - круг. Равные части симметричного чашеобразного объема рассечены по диаметру вертикальной плоскостью и повернуты в этой плоскости на 180° по отношению одна к другой.

Подобными экспериментами К. Мельников опроверг представление о симметрии как элементарной закономерности, возможности которой общеизвестны.

К редко используемым зодчеством видам симметрии относится и винтообразная. Она издавна применялась для элементов здания - винтовых лестниц и пандусов, витых стволов колонн. Попытку использовать ее для организации крупной части здания сделал американский архитектор Ф.Л. Райт. Экспозиционный корпус построенного по его проекту музея Гуггенхейма сформирован несколькими витками железобетонной пологой спирали, образующей своеобразную галерею - пандус. Винтообразная симметрия использована при создании освещения залов Государственной Думы См. Приложение.

Симметрия - многообразная закономерность организации формы здания, эффективное средство приведения ее к единству. Однако применение симметрии в архитектуре должно быть поставлено в зависимость от целесообразной организации жизненных процессов и логики конструкций. Симметричные формы могут производить впечатление волевой организованности, величественности. Но вместе с тем симметрия сковывает, жестко регламентирует не только здание, но и самого пользующегося им человека.

Симметрия как средство организации формы не имеет смысла, если она не воспринимается хотя бы с одного направления.

Элементы колонны

§ База — нижняя часть, которая переносит нагрузку на основание. Необязательная, например в классическом дорическом ордере её нет, хотя Палладио использовал.

§ Ствол — собственно основная часть колонны. В классической архитектуре часто украшался канелюрами.

§ Капитель — верхняя часть, распределяющая нагрузку с верхних элементов, тоже, как и база, может отсутствовать. Является самым выразительным элементом ордера.

§

КОЛОННА (лат. Columna – круглый столб) – вертикальная опора, архитектурно оформленный столб, несущий на себе тяжесть вышележащих частей, обычно круглая в поперечном сечении (редко другой формы), наделенный капителью и в большинстве случаев базой.

Виды колонн. К вертикальным опорам можно отнести колонну, столб, пилястр, атланта, кариатиду, а также колонну вотивную, гаторическую, канделябровую, ростральную, триумфальную колонну, связанную, служебную, ордерный столб, трехчетвертную колонну.

Пилястр (фр. piastre, от лат. pila – столб) – плоский вертикальный выступ стены, повторяющий колонну в основных пропорциях и формах.

Атлант (греч. Atlas – мифологический герой-носитель небесного свода) – мужская фигура (полуфигура), держащая тяжесть антаблемента. Применяется как замена колонн в дорическом ордере (портик атлантов Нового Эрмитажа в Санкт-Петербурге, 1844–1849, скульптор А.И.Теребенёв) или как кронштейны, несущие балкон (ратуша в Тулоне, 1656–1657, скульптор Пьер Пюже).

Кариатида (греч. karyatis, букв. – жрица храма Артемиды в Кариях в Древней Греции) – скульптура, изображающая женскую фигуру, которая поддерживает перекрытие здания. Заменяет ионическую или коринфскую колонну или пилястр (портик кариатид храма Эрехтейона на Акрополе, ок. 421–406 до н.э.).

Вотивная колонна (лат. columna votivus – связанный с обетом, votum – обет) – отдельно стоящая колонна с изображением вотивных предметов, т.е. посвященных божествам, для исцеления, удовлетворения просьбы. Устанавливались на священном участке у античных храмов.

Канделябровая колонна – имеет различное сечение: то увеличивается, то суживается. Появилась в эпоху Ренессанса.

Ростральная колонна (лат. columna rostrata – украшенная частями трофейных кораблей) – отдельно стоящая колонна, ствол которой украшен носами кораблей или их скульптурными изображениями. Воздвигались в честь морских побед или как символ могущества страны. Возникла в Древнем Риме в честь победы над Карфагеном и установлена на Римском форуме.

Триумфальная колонна – отдельно стоящая колонна, ствол которой часто украшен рельефом и, которую обычно венчает статуя. Встречаются в искусстве Древнего Рима (колонна Траяна в Риме, 111–114). В средних веках на них устанавливали крест или скульптуру святого. Колонны в Венеции: на одной (1293) – фигура крылатого льва, символа св. Марка, на другой (1329) – скульптура св. Федора Стратилата, покровителя Венеции. На Вандомской площади Парижа установлена колонна в честь Наполеона (1806–1810) (архитекторы Ж.Гондуэн и Ж.-Б.Леперо), в Санкт-Петербурге – Александровская колонна (1830–1834), воздвигнутая в память победы в Отечественной войне 1812 (архитектор Огюст Монферран, скульптор Б.И.Орловский).

Фронтон

[ править ]

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

О римском писателе см.: Марк Корнелий Фронтон

Верхняя часть здания Греческой национальной ассамблеи в Афинах.

Фронто́н (фр. fronton, от лат. frons, frontis — лоб, передняя часть стены) — завершение (обычно треугольное, реже — полуциркульное) фасада здания, портика, колоннады, ограниченное двумя скатами крыши по бокам и карнизом у основания.

Узкие стороны античных храмов всегда оканчивались вверху невысоким фронтоном, треугольное поле или тимпан которого бывало украшено скульптурными фигурами, а боковые карнизы несли на себе края двускатной крыши сооружения. В последнюю пору римского искусства появились фронтоны другой формы, перешедшие потом в архитектуру эпохи Возрождения, а именно такие, в которых наклонные карнизы заменяются одним непрерывным дугообразным карнизом, так что образуется тимпан в виде сегмента круга. В позднейшее время форма фронтонов разнообразилась ещё более: появились фронтоны в виде трапеции, с боковыми карнизами, не сходящимися вверху, в форме равностороннего треугольника и др. Такие фронтоны устраиваются преимущественно не над фасадами, а над окнами, дверями и крыльцами.

[ править ]Основные виды

§ Килевидный — напоминающий перевёрнутый киль корабля, характерен для древнерусского деревянного зодчества.

§ Лучковый — дугообразный, напоминающий натянутый лук. При увеличении сегмента круга фронтон становится циркульным.

§ Полукруглый — с полуциркульным завершением.

§ Прерванный — с горизонтальным карнизом, прерываемым для вставки, например, окна. Если карниз отсутствует почти полностью и фронтон покоится, например, лишь на двух колоннах, такой фронтон называют полуфронтоном. Когда же карниз исчезает совершенно, фронтон превращается в щипец, или, в готической архитектуре, в вимперг.

§ Разорванный — с не сходящимися вверху и оставляющими между своими верхними концами (иногда переходящими в волюты) свободное пространство для помещения пьедестала для вазы, бюста или какого-либо другого украшения.

§ Раскрепованный — с выступающими вперёд частями — раскреповками (см.: Раскрепованный ордер).

§ Самцовый — сложенный из брёвен как непосредственное треугольное продолжение венцовой торцевой стены.

§ Ступенчатый — в виде ступеней, уменьшающихся в своих размерах кверху.

§ Трапециевидный — в виде трапеции.

§ Треугольный — в виде равнобедренного треугольника

Архитектурные детали стен

Сандрик — деталь, выполняемая над оконным или дверным проемом, выступает за плоскость стены над наличником карниза, увенчанного фронтоном. Сандрик может быть выполнен как над прямоугольным, так и над криволинейным проемом. Русты — горизонтальные борозды на глубину 30—60 мм в кладке наружной стены, располагаются через четыре-восемь рядов. Русты делят фасад на пояса, создавая рельефную поверхность. Кладка архитектурных деталей из профильного, прямоугольного кирпича ведется одновременно с кладкой наружных и внутренних стен. Пояски и карнизы выкладываются из кирпичей, выступающих в виде кронштейнов. Выполняются кронштейны из лицевого кирпича, который ставится или на ребро, или кладется плашмя. Поля между кронштейнами заполняются обыкновенным или профильным кирпичом или художественными вставками.

Все выступающие ряды в карнизах, поясках и др., независимо от перевязки кладки, выполняют из целых кирпичей. Причем свес каждого ряда кладки не должен превышать 1/3 кирпича, а общий свес неармированного карниза должен составлять 1/2 толщины стены. Карнизы, общий вынос которых составляет более 1/2 толщины стены, выполняются с использованием армирования кирпичной кладки на растворе марки 25 или из железобетонных элементов, заанкериваемых в кладке. Кладка всех архитектурных элементов выполняется в соответствии с проектом. Чтобы придать кирпичу требуемую форму, его вытесывают. Свешивающиеся ряды карнизов, поясков, сандриков и других деталей выполняют из обыкновенного (полнотелого) или специального (профильного) лицевого кирпича, даже если кладка ведется из пустотелого кирпича.

Для кладки архитектурных деталей применяют также керамические камни, керамические, каменные, бетонные плиты и готовые детали, выполненные из бетона, керамики, природного камня. При оформлении наличников и откосов оконных и дверных проемов в устройстве поясков, карнизов и украшений фасадов применяют бетонные и железобетонные детали. Карнизы с керамическими деталями разрешается делать только вперевязку с кладкой напуском. Причем общий вынос не превышает половины толщины стены. Архитектурными деталями из природного камня оформляют цоколи (рис. 71), наличники, откосы, пояски. Установка архитектурных деталей ведется в процессе кладки, но возможна и по ранее выложенной кладке, крепление крюками или костылями, которые заделываются в гнезда, или скобами, которые заделываются в швы кладки. Способы крепления указываются в проекте.

12. Энта́зис (от греч. ἔντασις, éntasis — напряжение), утоне́ние — плавное изменение диаметра сечения колонны вдоль продольной оси от максимального в пределах нижней трети ствола до минимального в завершении. Применялся для создания зрительного эффекта напряжённости и устранения иллюзии вогнутости ствола колонны (фуста). Наряду с курватурой является одним из главных выразительных приёмов, используемых в классической ордерной архитектуре. греч. entasis - напряжение) – утолщение ствола(фуста) колонны в средней его части (обычно на одну треть ее высоты), создающее впечатление напряженности и устраняющее оптическую иллюзию вогнутости ствола.

ПРОЁМ

[opening; Öffnung f; ouverture (f)] — отверстие в конструкциях здания (стенах, перегородках, перекрытиях). В зависимости от назначения проём может быть оконный, дверной, воротный и др.

А́рка — архитектурный элемент, криволинейное перекрытие сквозного или глухого проёма в стене или пролёта между двумя опорами (колоннами, устоями моста). Как и любая сводчатая конструкция создаёт боковой распор. Как правило арки симметричны относительно вертикальной оси.

Арки, перекрывающие несквозной проем, называются слепыми. Одной из целей этого является увеличение прочности стены при экономии материала. В древности известен прием, когда арка делалась для облегчения, например, когда перекрытие проёма в стене было выполнено в виде плоской арки, для разгрузки которой над нею делалась слепая арка.

Арки, поддерживающие барабаны в крестовокупольных храмах, называются подпру́жными.

Типы арок

По форме различают арки:

Конструктивная работа

Своды, как правило, испытывают нагрузку от собственного веса, плюс от находящихся выше конструктивных элементов здания (и погодных воздействий). Под нагрузкой свод работает преимущественно на сжатие. Возникшее вертикальное усилие сжатия своды передают на свои опоры. Во многих типах сводов возникает дополнительное усилие — горизонтальное, т.е. они начинают работать еще и на распор. Горизонтальный распор может быть минимальным, или же погашаться в теле кольцевой затяжки или иной заложенной в теле свода арматуры.

Своды подразделяют на:

§ Повышенные — отношение стрелы свода или подъема к пролету свода более 1/2.

§ Пониженные — отношение стрелы свода к пролету колеблется от 1/4 до 1/2.

§ Плоские — отношение меньше 1/4.

В России теорией равновесия сводов активно занимались знаменитые учёные, такие как академик Петербургской Академии наукС. Е. Гурьев ^[1] .

[ править ]Эволюция сводчатых перекрытий

Конструкции сводов, т.е. арочно-купольная система перекрытий явилась следующим шагом в развитии архитектуры. Ей предшествовала стоечно-балочная система, в основе которой лежит использование древесных стволов в качестве главного строительного материала. Несмотря на то, что блоки камня и кирпич вскоре заменили древесину, стоечно-балочная система (т.е. конструкция, элементы которой смыкаются под прямым углом) оставалась основным принципом строительства в Древнем мире — в архитектуре Древнего Египта и Древней Греции. Величина прочности камня на изгиб ограничивала в стоечно-балочной конструкции ширину пролёта примерно до 5 м. (Те своды, которые все-таки встречаются в архитектуре этих периодов, например, казематы акрополя Тиринфа и шахтовые гробницы носят название ложных сводов, т.к. в отличие от классических вариантов, не передавали усилий распора и напоминали их лишь внешне).

Ситуация изменилась лишь с изобретением достаточно надёжных связующих — таких растворов, как цемент и бетон, а также с развитием науки, которая позволила рассчитывать более сложные криволинейные конструкции. Применение криволинейных сводов, где камень работает уже не на изгиб, а на сжатие, поэтому обнаруживает более высокую прочность, позволило значительно превысить указанный выше размер пролета от 5 метров балочно-стоечной системы. ^[2]

Хотя цилиндрические своды появились уже в 4—3 тыс. до н.э. в Египте и Месопотамии, массовое использование арочно-купольной системы перекрытий началось лишь в архитектуре Древнего Рима. К этому времени принято относить изобретение арки и купола, а также основных типов сводов, в основе которых лежат два этих конструктивных элемента. Со временем число этих типов увеличилось.

Своды в древнеримском строительстве, а также в её наследниках — романской и византийской архитектуре были достаточно тяжёлыми, поэтому, для того чтобы выдерживать вес перекрытий, стены-опоры для этих сводов возводились очень толстыми и массивными. Нагрузка в таких конструкциях передавалась непосредственно на стены. Следующий этап в развитии сводов наступил в готической архитектуре, строители которой изобрели новый вариант распределения нагрузки.

Массивная стена, служившая опорой для тяжелого свода, была заменена на систему контрфорсов и аркбутанов. Теперь усилие стало передаваться не непосредственно вертикально вниз, а распределяться и отводиться вбок по аркбутанам, уходя в контрфорсы. Это позволило намного утончить стены, заменив их на несколько надежных опорных контрфорсов. Кроме того, произошло изменение в кладке собственно сводов — если раньше они целиком выкладывались из массивных камней и были одинаковы по всей толщине, то теперь свод стал представлять собой жёсткие рёбра (нервюры), служащие для опоры и распределения нагрузки, а промежутки между нервюрами выкладывались лёгким кирпичом, выполнявшим теперь лишь заградительную, но не несущую функцию. Это открытие позволило архитекторам готики перекрывать конструктивно новыми типами сводов невиданно большие пространства соборов и создавать головокружительно высокие потолки.

Наконец, следующая и на сегодняшний день завершающая веха в эволюции сводов наступила в XIX веке с изобретением железобетона. Если до этого инженерам приходилось рассчитывать своды, выложенные по опалубке из кирпича с помощью цемента, или из камня с помощью бетона (а они могли рассыпаться в случае неудачных расчетов или ошибок в кладке), то теперь бетон армируется железом и формуется в заливочных формах. Это придало ему необыкновенную прочность, а также дало максимальную свободу фантазии архитекторов. Со 2-й половины XIX в. своды нередко создавались из металлических конструкций. В ХХ в. появились различные типы монолитных и сборных железобетонных тонкостенных сводов-оболочек сложной конструкции. Они применяются для покрытий большепролётных зданий и сооружений. С середины ХХ в. распространяются также деревянные клеёные сводчатые конструкции. ^[2]

[ править ] Предназначение

Сводчатые перекрытия на протяжении веков использовались, в первую очередь, для религиозных и общественных помещений, поскольку при правильном расчете свода он может покрыть огромное пространство — в то время как балка, вне зависимости от материала, имеет предел длины. (Именно поэтому в частном строительстве, даже в тех же панельных домах, до сих пор преобладает балочно-стоечная система, так как там нет нужды в большом метраже и высоких потолках). Наибольшее разнообразие типов сводов демонстрирует сакральная архитектура, которая обязана была совмещать вместительность и красоту, а в сталинской архитектуре этим параметрам должно было соответствовать метро, поэтому в настоящий момент станции московского метрополитена демонстрируют большую вариабельность в типах сводов.

[ править ]Элементы сводов

В зависимости от типа свода он может иметь следующие элементы:

§ Замок, замковый камень, ключ свода — средний клинчатый камень в щелыге арки или свода. Иногда подчёркивается декором.

§ Зеркало — горизонтальная, плоская плоскость зеркального свода, потолочный плафон (изначально — любая гладкая поверхность плит в каменной кладке).

§ Лотки — криволинейная плоскость свода, одним концом опирающаяся на стену, а другими — смыкающаяся с остальными лотками, то есть часть свода, имеющая форму отрезка полуцилиндрической поверхности, рассечённой двумя взаимно пересекающимися плоскостями.

§ Паддуги (падуги) — боковые цилиндрические части сомкнутого свода, в зеркальном своде — находятся под зеркалом. Изначально — большая выкружка над карнизом, служащая переходом от стены к потолку.

§ Пазуха свода — пространство между наружными поверхностями смежных сводов, или сводом и стеной.

§ Паруса — сферический треугольник, обеспечивающий переход от квадратного в плане подкупольного пространства к окружности купола.

§ Подпружная арка — упорная арка, укрепляющая или поддерживающая свод.

§ Пролёт свода — его ширина

§ Пята свода — нижняя часть арки, свода, опирающаяся на стену или столб; или же верхний камень опоры, на котором покоится арка или свод.

§ Распалубки — выемка в цилиндрическом своде в виде сферического треугольника. Образуется пересечением двух взаимно перпендикулярных цилиндрических поверхностей (обычно разного радиуса). Может быть либо частью крестового свода, либо дополнительным сводом, врезаным в цилиндрический или зеркальный. Устраивается над дверными и оконными проёмами при расположении верхней точки проёма выше пяты свода.

§ Стрела свода — расстояние от оси арки в ключе до хорды, соединяющей центры её пят.

§ Шелыга (щалыга) — верхняя линия или хребет свода. Также — непрерывный ряд замковых камней (ключ свода).

§ Щека свода (люнет) — торец свода, его срез

§ Щековая арка — подпружная боковая арка крестового свода, расположенная по сторонам прямоугольника его плана.

§ Щековая стена — торцовая стена помещения, перекрытого цилиндрическим сводом, нагрузки не испытывает.

Готические конструкции:

§ Нервюры — ребро готического каркасного свода. Делятся на:

§ Ожива — диагональная арка. Почти всегда полуциркульная.

§ Тьерсерон — дополнительная нервюра, идущая от опоры и поддерживающие посередине лиерны.

§ Лиерны — дополнительная нервюра, идщая от точки пересечения ожив к щелыге щековых арок.

§ Контрлиерны — поперечные нервюры, связывающие между собой основные (то есть оживы, лиерны и тьерсероны).

§ Запалубка — в нервюрном своде заполнение между нервюрами.

Экстерский собор:замковый камень в нервюрном своде

 

[ править ]Основные типы сводов

В Древнем Риме применялись следующие типы — цилиндрические, сомкнутые и крестовые. В Византии применялись цилиндрические, парусные, крестовые. В архитектуре Мидии, Индии, Китая, народов Средней Азии и Ближнего Востока использовались преимущественно стрельчатые. Западноевропейская готика предпочитала крестовые своды, максимально их развив в сторону стрельчатости ^[2] .