.jpg/1280px-Temple_of_Jupiter,_Diocletians_Palace,_Split_(11944057914).jpg)
Цилиндрический свод , также известный как туннельный свод , вагонный свод или свод вагонной головы , представляет собой архитектурный элемент, образованный выдавливанием одной кривой (или пары кривых, в случае остроконечного цилиндрического свода) вдоль заданного расстояния. Кривые обычно имеют круглую форму, что придает всей конструкции полуцилиндрический вид. Цилиндрический свод является простейшей формой свода : фактически это ряд арок, размещенных бок о бок (т. е. одна за другой). Это форма бочкообразной крыши .
Как и во всех конструкциях на основе арок , под цилиндрическим сводом возникает наружная распора, создаваемая стенами. Существует несколько механизмов поглощения этой распоры. Один из них — сделать стены чрезвычайно толстыми и прочными — это примитивный и иногда неприемлемый метод. Более элегантный метод — построить два или более сводов параллельно друг другу; таким образом, силы их внешних распор будут нейтрализовывать друг друга. Этот метод чаще всего использовался при строительстве церквей, где несколько сводчатых нефов шли параллельно по всей длине здания. Однако внешние стены самого внешнего свода все равно должны были быть достаточно прочными или укрепленными контрфорсами . Третий и самый элегантный механизм сопротивления боковой распоре — создать пересечение двух цилиндрических сводов под прямым углом, образуя таким образом крестовый свод .
Цилиндрические своды известны из Древнего Ирана ( Элам ), индийской цивилизации долины Инда и Древнего Египта и широко использовались в римской архитектуре . Они также использовались для замены Cloaca Maxima системой подземных канализаций. Другие ранние конструкции цилиндрических сводов встречаются в Северной Европе , Турции , Марокко и других регионах. В средневековой Европе цилиндрический свод был важным элементом каменного строительства в монастырях , замках , башенных домах и других сооружениях. Эта форма конструкции наблюдается в подвалах , склепах , длинных коридорах , монастырях и даже больших залах .
Цилиндрические своды были известны и использовались ранними цивилизациями, включая Древний Египет и Месопотамию . Однако, по-видимому, это был не очень популярный или распространенный метод строительства в этих цивилизациях. Персы и римляне были первыми, кто значительно использовал их в архитектуре. Эта техника, вероятно, развилась из необходимости перекрывать здания элементами каменной кладки, такими как кирпичи или каменные блоки, в районах, где древесина и дерево были редки. Самым ранним известным примером свода является туннельный свод, найденный под шумерским зиккуратом в Ниппуре в Вавилонии , приписываемый примерно 4000 г. до н. э., который был построен из обожженных кирпичей, смешанных с глиняным раствором . Самые ранние туннельные своды в Египте найдены в Рекуагнахе и Дендере , примерно с 3500 г. до н. э. в додинастическую эпоху. Они были построены из высушенного на солнце кирпича в три кольца над проходами, спускающимися к гробницам , с пролетом всего два метра. [1] В этих ранних случаях цилиндрический свод в основном использовался для подземных сооружений, таких как стоки и канализация , хотя несколько зданий великого позднегипетского погребального дворца - храма Рамессеум также были перекрыты таким же образом. [2] Недавние археологические свидетельства, обнаруженные на месте раскопок Моргантина (в провинции Энна ), показывают, что надземный цилиндрический свод был известен и использовался в эллинистической Сицилии в 3 веке до н. э., что указывает на то, что эта техника была известна и древним грекам .
Сводчатая крыша ранней хараппской погребальной камеры была отмечена в Ракхигархи . [3] С. Р. Рао сообщает о сводчатой крыше небольшой камеры в доме из Лотхала . [4] Цилиндрические своды также использовались в позднехараппской культуре кладбища H, датируемой 1900 г. до н.э.-1300 г. до н.э., которая образовала крышу металлообрабатывающей печи, открытие было сделано Ватсом в 1940 году во время раскопок в Хараппе . [5] [6] [7]
Древние римляне, скорее всего, унаследовали свои знания о бочкообразных сводах от этрусков и Ближнего Востока. Персы и римляне были первыми, кто широко использовал этот метод строительства в крупномасштабных проектах и, вероятно, первыми, кто использовал леса, чтобы помочь себе в строительстве сводов, охватывающих ширину, большую, чем что-либо виденное ранее. Однако римские строители постепенно стали предпочитать использование крестового свода ; хотя этот тип свода был более сложным в возведении, он не требовал тяжелых, толстых стен для поддержки (см. ниже), и, таким образом, позволял строить более просторные здания с большими проемами и гораздо большим количеством света внутри, например, термы .
После падения Римской империи в течение нескольких столетий строилось мало зданий, достаточно больших, чтобы требовать многого в плане сводов. В ранний романский период возвращение к каменным цилиндрическим сводам было замечено для первых больших соборов; их интерьеры были довольно темными из-за толстых, тяжелых стен, необходимых для поддержки свода. Одной из крупнейших и самых известных церквей, окруженных сверху огромным цилиндрическим сводом, была церковь аббатства Клюни , построенная между 11 и 12 веками.
В 13-м и 14-м веках, с развитием нового готического стиля, бочкообразные своды почти исчезли в конструкциях больших готических соборов; крестовые своды, укрепленные каменными ребрами, в основном использовались в начале, а позже были разработаны различные типы эффектных, богато украшенных и сложных средневековых сводов. Однако с приходом эпохи Возрождения и стиля барокко , а также возрожденным интересом к искусству и архитектуре античности, бочкообразные своды были вновь введены в действительно грандиозном масштабе и использовались при строительстве многих известных зданий и церквей, таких как базилика Сант-Андреа-ди-Мантова Леоне Баттисты Альберти , Сан-Джорджо-Маджоре Андреа Палладио и, возможно, самая славная из всех, базилика Святого Петра в Риме, где огромный бочкообразный свод охватывает неф шириной 27 м (89 футов). [8]
При конструкции с цилиндрическим сводом векторы давления приводят к возникновению направленной вниз силы на корону, в то время как нижние части арок реализуют боковую силу, выталкивающую наружу. [9] В результате эта форма конструкции подвержена разрушению, если стороны не закреплены или не подкреплены очень тяжелыми строительными элементами или значительными земляными обшивками. Например, в замке Мачалс в Шотландии смежные стены к камерам с цилиндрическим сводом имеют толщину до 4,6 м (15 футов), что добавляет прочность опоры, необходимую для закрепления изогнутой конструкции.
Присущая сложность адекватного освещения конструкций с цилиндрическими сводами широко признана. [10] Внутренняя инженерная проблема заключается в необходимости избегать проколов окон в каменных цилиндрических сводах. Такие отверстия могут поставить под угрозу целостность всей системы арок. Таким образом, романским средневековым строителям приходилось прибегать к методам небольших окон, больших контрфорсов или других форм внутренних поперечных связей стен, чтобы достичь желаемых результатов освещения. Во многих монастырях естественным решением были клуатры, которые могли иметь высокую конструкцию с цилиндрическими сводами и открытым двором, обеспечивающим достаточное освещение.
С 1996 года инженеры-строители применяют ньютоновскую механику для расчета численных нагрузок напряжения для древних каменных сводов-цилиндров. [11] Эти анализы обычно используют алгоритм конечных элементов для расчета напряжений, вызванных гравитацией, от собственного веса арочной системы. Фактически, для инженеров-строителей анализ свода-цилиндра стал эталонным тестом компьютерной модели структурной инженерии «из-за сложных мембранных и неэкстенсивных изгибных состояний напряжения».
В сравнении с другими методами сводов, бочкообразный свод изначально является более слабой конструкцией по сравнению с более сложным крестовым сводом . Конструкция бочкообразного свода должна опираться на длинные стены, создавая менее стабильное боковое напряжение, тогда как конструкция крестового свода может направлять напряжения почти чисто вертикально на вершины. [12]
_(cropped).jpg/1280px-Bramble's_views_Toledo,_Ohio_-_diamond_anniversary_1837-1912_-_DPLA_-_a4b983d79cfcfaaf7368d108fe048f73_(page_27)_(cropped).jpg)
Существует множество современных примеров конструкции цилиндрического свода в викторианской и современной архитектуре , в том числе:
Помимо классического использования цилиндрического свода в макроархитектурном дизайне (например, в качестве основного структурного элемента кровли), существует множество производных приложений, явно основанных на первоначальной концепции и форме цилиндрического свода. Эти приложения возникают в областях хирургии , проектирования световых люков , детских игрушек и микроструктурного дизайна (например, автобусных остановок). Хотя ни одно из этих приложений не соперничает с величием древних и классических предшественников, они демонстрируют всепроникающую силу цилиндрического свода как архитектурной концепции в современную эпоху.
В области костной хирургии техника разреза в форме «бочкообразного свода» не только является четко определенной современной хирургической процедурой, но и название «бочкообразный свод» дано этой технике хирургами -ортопедами . [15] В исследовании Вольфарта приводятся документальные результаты этой хирургической процедуры на большеберцовой кости человека в 91 такой операции.
