11054

Рис. 4.17. Построение четырех типов распалубок крестового свода.

На фиг. 2 показан крестовый свод, вспарушенный по кривой DO, радиусом R с произвольным центром С. При движении полуциркульной кривой распалубки ADB по кривой вспарушения DOС поверхность распалубки получится сфероидальная, двойной кривизны, которую обычно называют бочарною. В этом случае горизонтальные проекции швов 1 — 1', 2—2' и 3—3' будут такие же, как при цилиндрических распалубках на фиг. 1. Вертикальные же проекции 1 — 1', 2—2', 3—3' и 4—4' будут очерчены из того же центра С. Кривая диагонального ребра будет неопределенной (близкой к эллиптической) формы, но без перелома в шелыге свода О.

На фиг. 3 приведен случай с коническими распалубками. Избрав вершину конуса в точке М (в левой части чертежа), проводим через точки 1, 2, 3 и 4 боковой арки образующие М—1, М—2, М—3 и т. д. как в горизонтальной, так и в вертикальной проекциях. Кроме того, из другой вершины М' фронтальной

41

распалубки проводим вертикальные проекции образующих, в виде радиусов М— 1, М'—2', М'— З и т. д. На пересечении образующих двух соседних распалубок получим на диагонали плана и на вертикальной проекции точки 1', 2' и 3' и 4' вертикальной проекции ребра.

Сечение конуса левой распалубки диагональной плоскостью даст эллипс с большой осью АВ и малой осью СС (на чертеже показано пунктиром в совмещении с горизонтальной плоскостью). Вертикальная проекция этого диагонального эллипса АСВ будет также эллипсом А'СВ (вычерчен пунктиром на вертикальной проекции). Вершина С эллипса выше точки О, т. е. вершины свода, однако образующая МС конуса пересекает диагональное ребро в точке К, которая лежит ниже вершины свода О. Участок диагональной кривой АО (от пяты до шелыги) представляет отрезок диагонального эллипса, меньше его четверти, поднимающийся от основания свода до шелыги на высоту Н. Аналогично этому другой участок 0D диагонального ребра будет таким же отрезком эллипса, как и АО. В вершине свода О оба эти участка эллипса будут сопрягаться под углом, не образуя плавной кривой. Следовательно, вспарушение по прямой в случае цилиндрической (фиг. 1) или конической (фиг. 3) распалубки дает перелом диагонального ребра в вершине свода.

Четвертый, способ построения эллипсоидальной распалубки приведен на фиг. 4. Описав вокруг квадратного плана ABB произвольный эллипс с осью С— С, будем вращать его вокруг собственной оси С— С. Поверхности левой и правой распалубки будут тогда поверхностями эллипсоида вращения (см. вертикальную проекцию). Вершина О эллипсоида будет шелыгой свода, лежащей на высоте Н. Таким же образом верхняя и нижняя распалубки будут образованы поверхностями другого эллипсоида с осью ОЕ. Для получения вертикальной проекции линии пересечения двух взаимно перпендикулярных эллипсоидов используем горизонтальную проекцию в виде двух диагоналей АВ. Далее рассекаем эллипсоид плоскостями, проходящими через точки 1, 2, 3 и 4, лежащие на стеновых арках, и через ось его СС. Для вычерчивания кривых пересечения проводим поперечные плоскости /, // (совпадающую со стороной квадрата) и /// по центру свода. Эти сечения изображены на вертикальной проекции в виде кругов /, // и ///. Плоскости

42

сечения эллипсоида ОЕ изобразятся на вертикальной проекции радиусами О— 1,

Точки вертикальной проекции диагональных ребер определяются пересечением радиальных линий О— 1, 0—2, О— З и т. д. с кривыми сечения эллипсоида. На горизонтальной проекции диагонального ребра точки 1', 2', 3' и т. д. получатся пересечением диагоналей плана с горизонтальными проекциями сечений эллипсоида. Во всех четырех типах распалубок (фиг. 1 — 4 рис. 4.17) линии в плане и вертикальной проекции дают изображение рабочих постелей каменной кладки.

Из всех четырех типов распалубок цилиндрическая (фиг. 1) и коническая (фиг. 3) дают ломаную диагональную кривую и жесткую геометрическую форму распалубок. В двух других решениях мы имеем распалубки двойной кривизны — бочарную поверхность (фиг. 2) и поверхность эллипсоида (фиг. 4). Конечно, поверхность эллипсоида, приближающаяся к шаровой, более приятна для глаза, но выполнение ее сложно, требует разнообразных кружал, построенных по точкам. Бочарная поверхность легче для выполнения, так как здесь все кружала вычерчены двумя радиусами r и R. Оба решения хороши тем, что дают плавные кривые для диагональных ребер, без перелома в шелыге (см. вертикальные проекции).

Из всего изложенного можно заключить, что для распалубок, опирающихся на диагональные ребра, можно выбирать любые выпуклые поверхности, а также шаровые, с вершинами в любых точках плана свода. На фиг. 4 рис. 4.17 можно проследить переход крестового свода в парусный.

Рассмотренные геометрические формы распалубок являются главными факторами, влияющими на пространственный образ крестового свода. От распалубок зависит также форма кривой диагонального ребра, которое является линией их пересечения. Задаваясь поверхностями распалубок, мы получаем диагональные ребра как их производные. Готические мастера задавались, наоборот, кривыми ребер каркаса, который и был основным формообразующим и декоративным фактором всего свода, а распалубки между ними, сильно измельченные, служили только второстепенным, местным заполнением. Остается

43

рассмотреть еще изменение профиля выступающего углом диагонального ребра и образование в шелыге разнообразных форм плафонов.

Фиг. 2 рис. 4.18 изображает крестовый свод с закругленным углом диагонального ребра. Можно срубить ребро прямой фаской, как показано на фиг. 3

рис. 4.18.

Рис. 4.18. Промежуточные формы крестового свода.

Сильно увеличенная фаска будет читаться уже как самостоятельная часть сводчатой поверхности, а именно как поверхность парусно-сомкнутого свода. При большом закруглении диагонального ребра крестового свода радиусом, равным половине стороны плана, крестовый свод переходит в веерный (фиг. 4 рис. 4.18).

Таким образом, введение в пределы диагонального ребра поверхностей других сводов сильно изменяет основную форму крестового свода и даже уничтожает ее. На этих примерах мы видим ряд промежуточных и смешанных форм сводов и наблюдаем переход одной формы в другую.

В истории архитектуры можно найти немало примеров, где элементы различных сводов сочетаются в одно новое сводчатое покрытие.

Так же можно разделить крестовые своды по форме их завершения в шелыге. Все архитекторы для выгодного декоративного украшения применяли в шелыге плоскую фигуру.

44

Рис. 4.19. Схемы разнообразных форм крестовых сводов.

В сводах ренессанса чаще встречается в шелыге круглый медальон по схеме 1 рис. 4.19, например, в вестибюле палаццо Веккио (рис. 4.20). В вилле Мадама плафон имеет форму квадрата с вогнутыми сторонами, по схеме 3 рис. 4.19. Такие медальоны используют только более или менее плоское место шелыги свода и органически мало связаны с его формой. На рис. 4.19 приведены разнообразные композиции, в которых форма плафона органически связана со структурой и формой распалубок и ребер свода. Одно вытекает из другого, и все вместе взятое дает целостную концепцию.

Фиг. 5 повторяет уже известный нам вариант с притуплённым ребром свода (фиг. 3 рис. 4.18). Плафон в виде квадрата, повернутого на 45° к оси свода, четко связан с гранями притуплённого ребра.

Сломав диагональную грань свода, изображенного на фиг. 5 рис 4.19, мы получим свод с восьмигранным плафоном (см. фиг. 4 рис 4.19). В направлении от угла восьмигранника к опоре появится третье диагональное ребро. Это среднее ребро будет, однако, впадающим, как и в сомкнутом своде (см. ниже), а два крайних — выступающими (внутрь свода). В крестовом своде мечети в Эфесе (рис. 4.21) ясно видны эти выступающие ребра и среднее диагональное, впадающее.

Неистощимая фантазия Востока обогатила форму сводов в Эфесе дополнительной деталью, которая придала своду характер граненого кристалла (фиг. 7 рис. 4.19 - мечеть Мохаммед-эль-Гаули в Каире). В шелыгу распалубок зодчий ввел ромбические малые медальоны, благодаря которым получились

45

дополнительные ребра, излом-складка диагонального ребра был продолжен на боковые грани распалубок. Получилась новая форма складчатого крестового свода с семью ребрами и тремя складками. Возможен также вариант с восьмигранным плафоном, расположенным по осям свода (фиг. 8 рис. 4.19).

Особые формы плафонов можно вывести из конструктивных решений форм распалубок и из выполнения их из камня. Если заполнение распалубки каменной кладкой ведется нормально биссектрисе угла (фиг. 6 рис. 4.19), по методу английской готики, то доведя кладку до шелыги распалубок, мы получим в середине свода отверстие в виде четырехконечной звезды. Оформляя это отверстие в виде плафона, мы получим новую форму его, тесно связанную с линиями кладки распалубок.

Фиг. 9 рис. 4.19 представляет крестовый свод с вздутыми сфероидальными распалубками. Сечение такого свода горизонтальною плоскостью дает в плане фигуру в виде четырехлистника.

4.2.3. Готические крестовые своды

При анализе готических сводов оставим в стороне вопрос о разрезке камней и способе кладки, будем указывать линии (швы) кладки только для наглядного выяснения формы поверхности и направления действующих усилий.

46

В основу готического крестового свода, как известно, положен активный каркас, несущий заполнение в виде малых сводиков. Каркас готического свода построен по четким и практичным приемам и методам каменного искусства.

Вследствие трудности исполнения кладки больших распалубок вводятся дополнительные рабочие ребра, так называемые тьерсероны (по-французски tiercerons, по-немецки Dienste — помощники), направленные, как и главное диагональное ребро, к опоре. В шелыгах и по второстепенным направлениям мастера начали вводить для упрощения и красоты стыка камней горизонтальные, длинные ровные камни, называемые лиернами. С развитием каркаса лиерны стали также служить опорами для верхних концов тьерсеронов и получили кривое сводчатое очертание.

Такая система получила свое полное конструктивное развитие в так называемом звездчатом крестовом своде, впервые примененном на пересечении нефов Амьенского собора (1220—1288).

На рис. 4 . 2 2 показан такой звездчатый свод собора в Беверли, в

Англии; LB и LD, MB и МА и т. д. — тьерсероны, El, EH, ЕЕ и EG — лиерны.

Англичане называют такую систему Complex quadripartite Yaults.

Основным признаком крестового готического свода является четко выраженное профилированное диагональное ребро. На рис. 4.23 изображены наиболее характерные готические своды. В нижнем ряду приведены крестовые своды: фиг. 4 — обыкновенный звездчатый свод, фиг. 5 — свод более сложной формы, в виде восьмиконечной звезды, фиг. 6 — свод, в середине которого пересечением ребер (тьерсеронов) образуется восьмигранник. Во всех трех формах узорного каркаса четко выделяются основные диагональные ребра крестового свода.

47

Все три свода в верхнем ряду рис. 4.23 похожи на нижние крестовые, однако они не имеют диагональных ребер крестового свода и представляют собою другие формы, называемые сетчатыми. Фиг. 1 представляет основную форму сетчатого свода; здесь на месте диагональных ребер появляются четыре цилиндрических паруса. Свод, показанный на фиг. 2, еще ближе по очертанию каркаса к крестовому (фиг. 5 ) , но диагональные ребра также отсутствуют. Наконец, на фиг. 3 свод имеет и диагональное ребро, но оно не проходит через шелыгу и упирается в кольцо. Если же три нервюры, выходящие из опор (диагональная и два тьерсерона), очерчены одним радиусом и образуют правильную воронку, то в этом случае получается новая форма веерного свода.

Изменения основной рабочей схемы каркаса крестового свода возможен при помощи изменения цилиндрической поверхности распалубок в поверхность двойной кривизны (сфероидальную), которое также перераспределяет усилия в ребрах. Наиболее употребительные формы поверхностей крестовых сводов и их распалубок сопоставлены на рис. 4.24 с указанием изменения работы ребер.

48

Рис. 4.24. Различные формы крестовых сводов и их распалубок.

На фиг. 1 изображена основная схема крестового свода с цилиндрическими распалубками. Действующие усилия в распалубках показанные стрелками, передаются на диагональные ребра. Стены (боковые арки) свободны от нагрузки.

На фиг. 2 ряды кладки распалубок выложены в виде арочек по передвижным на нервюрах кружальцам, с притеской каждого камня на месте. При этой системе стеновые арки воспринимают распор и часть веса распалубок (см. стрелки на рис. 4.24) а диагональные ребра разгружаются.

На фиг. 3 применены вздутые сфероидальные распалубки. Шелыги распалубок могут быть расположены в произвольной точке плана, ближе или дальше от центра свода.

На фиг. 4 свод, кроме диагональных ребер, имеет по осям распалубок, в их шелыге, рабочие кривые ребра АС и BD. Свод разделен, таким образом, на восемь распалубок, которые могут иметь произвольную форму — вздутую, сфероидальную и др. Поверхность каждой распалубки может быть расчленена на три малых треугольника (в своде окажется всего 24 распалубки). При этом в замке свода сходятся 16 ребер: 4 основных диагональных, 4 лиерны и 8 ответвлений тьерсеронов. Таким образом, эта система представляет другой пример (первый — собор Эксетер) множественности нервюр, но уже сконцентрированных у замка свода. В опорах же имеется всего по 3 ребра

49

(диагональное и два тьерсерона), как в нормальном звездчатом своде. Вся композиция получает форму восьмиконечной звезды.

Рис. 4.25. Так называемые сотовые своды (Wabbengewolbe).

На фиг. 5 вся поверхность свода так сильно вспарушена, что превращается в парусный свод. Все нервюры расходятся от шелыги, как меридианы, и работают подобно ребрам купола. Распалубки или имеют самостоятельную кривизну и опираются на ребра, или совпадают со сферической поверхностью свода. Такая система нервюрного каркаса без диагонального рабочего ребра известна под названием «сетчатого свода». Основные формы немецких сетчатых сводов приведены на рис. 4.26; фиг. 3 рис. 4.26 дает план сетчатого свода, изображенного на фиг. 5 рис. 4 . 2 6 (на фиг. 1, 2 и 3 рис. 2.23 приведены сетчатые своды в аксонометрической проекции).

Все упомянутые шесть форм, показанные на рис. 4.26 (фиг. 1 — 6), имеют по два рабочих ребра у опор; лиерны, изображенные пунктиром, дополняют узор каркаса. Фиг. 6 рис. 4.24 представляет особую форму складчатых распалубок, встречающуюся в единичных случаях в германской готике и известную под названием Zeilengewolbe (ячеистый свод).

В этом своде нет самостоятельного профилированного нервюрного каркаса — острые ребра складок и без того образуют достаточно сильный каркас. Поэтому правильнее будет назвать такой свод крестовым складчатым. Такая форма свода вполне отвечает современным складчатым железобетонным конструкциям и легко выполняется в железобетоне.

50