Веерный свод, Англия. Типы русских храмов

Главная

Свод

Свод (от «сводить» - соединять, смыкать) - в архитектуре тип перекрытия или покрытия сооружений, конструкция, которая образуется выпуклой криволинейной поверхностью .

Своды позволяют перекрывать значительные пространства без дополнительных промежуточных опор, используются преимущественно в круглых, многоугольных или эллиптических в плане помещениях.

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 наук С. Е. Гурьев .

Эволюция сводчатых перекрытий

Арочно-купольная система перекрытий (Рим): нагрузка распределяется не смыкающимися под прямым углом балками и стойками, а скругленными арками

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.

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.

Два варианта распределения нагрузок: романика и готика

Руины православного храма. Видны остатки арок цилиндрических сводов, опирающиеся на массивные столбы

Готический свод после землетрясения: обрушился кирпичный криволинейный потолок (запалубка), а рёбра-нервюры, на которых держалась кладка потолка, выстояли.

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.

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.

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.

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 .

Иллюстрация	Определение
	Цилиндрический свод - образует в поперечном сечении полукруг (или половину эллипса, параболы, проч). Это простейший и наиболее распространённый тип сводов. Перекрытие в нём опирается на параллельно расположенные опоры - две стены, ряд столбов или аркады . В зависимости от профиля арки, лёгшей в основание, бывают: полуциркульные стрельчатые коробовые эллиптические параболические
	Коробовый свод - разновидность цилиндрического свода; отличается от него тем, что образует в поперечном сечении не простую дугу, а трехцентровую или многоцентровую коробовую кривую. Он имеет большой распор, обычно погашаемых металлическими связями, и служит для перекрытия более обширных по площади помещений, нежели цилиндрический свод.
	Цилиндрический свод с распалубками - свод, образованный путем пересечения под прямым углом одного свода с другими меньшего пролета и меньшей высоты, то есть - с образованием распалубок.
	Крестовый свод - образуется путем пересечения двух сводов цилиндрической или коробовой формы одинаковой высоты под прямым углом. Применялся для перекрытия квадратных, а иногда прямоугольных в плане помещений. Он может опираться на свободностоящие опоры (столбы, колонны) по углам, что позволяет сосредоточить в плане давление только на угловых опорах.
	Сомкнутый свод - образуется наклонными по заданной кривой продолжениями стен - лотками (щеками), которые опираются по всему периметру на стены и сходятся в горизонтальной шелыге свода при прямоугольном плане или в одной точке при перекрытии квадратного (на илл.) в плане помещения (в последнем случае также может также называться «монастырским»). Является производным от свода цилиндрического. Передает на стены вертикальное давление и распор по всей длине. Был известен в архитектуре Средней Азии, Рима и готике, но применялся редко, более широко распространился в архитектуре Возрождения. Свод сомкнутый с распалубками - наличие распалубок по осям лотков меняет конструктивную систему свода: усилия передаются на углы.
	Зеркальный свод - отличается от сомкнутого тем, что его верхняя часть представляет собой плоскую горизонтальную плиту-плафон (т. н. «зеркало»). Обычно она отделяется от паддуг (боковых граней) четкой рамой и часто используется для живописи. Подобный свод часто применяется в декоративных целях, в то время как само помещение на самом деле может быть перекрыто балочной или стропильной конструкцией, к которой подвешивается ложный свод. Получил наибольшее распространение в эпоху Возрождения.
	Парусный свод - вспарушенный свод на четырех опорах. Образуется отсечением вертикальными плоскостями частей сферической поверхности купола. Условно расчленен на две зоны: нижнюю - несущую, и верхнюю - несомую пологую часть сферы, называемую скуфьей. Иногда скуфье придавали полуциркульную форму.
	Крещатый свод - сомкнутый свод, прорезанный двумя пересекающимися крест-накрест сводами иной формы, на пересечении которых стоит световой барабан.
	Купольный свод - представляет собой полушарие, обычно опирается на цилиндрический в плане барабан или на полукруглые в плане стены апсид. В последнем случае называется полукупольным сводом или конхой.
	Купол на парусах (свод на парусах, парусный свод ) - образуется отсечением вертикальными плоскостями частей сферической поверхности купола (без барабана).
	Крестово-купольный свод - купол, водруженный на крестовое перекрытие (с барабаном).
	Ступенчатый свод - тип свода, применявшийся для перекрытия небольших бесстолпных церквей при помощи системы поперечных арок, расположенных ступенями, на которые опираются ступенчатые арочки, расположенные в продольном направлении, образуя в центре открытый квадрат, завершенный световым барабаном.

Дополнительно

см. также List of architectural vaults

Ложный свод - древнейший вид свода. Образуется постепенным напуском внутрь горизонтальных рядов кладки. Не дает горизонтального распора.
Бочарный свод , свод двоякой кривизны - поверхность свода образуется движением плоской кривой, образующей по кривой направляющей.
Клинчатый свод - выкладывался из камней клинообразной формы или имел клинообразные швы между камнями.
Полукупольный свод (конха) - отсеченная горизонтальной и вертикальной плоскосью часть сферы.
Сетчатый свод - похож на крестовый, но не имеет диагональных ребер. На их месте расположены 4 сферических паруса. Может иметь диагональное ребро, но оно не проходит через шелыгу, а упирается в кольцо.
Складчатый свод, ячеистый - не имеет самостоятельного нервюрного каркаса, в данном своде прочный каркас образуется острыми ребрами складок.
Сотовый свод - разновидность складчатого свода, с замкнутыми перегороженными складками в виде ромбических гранёных впадин (пирамидальные углубления). Характерен для арабской архитектуры.
Стрельчатый свод - разновидность цилиндрического свода, в основе которого лежит не полуциркульная арка, а стрельчая (острая). Такой свод представляет собой две дуги окружности, пересекающиеся в щелыге - хребте свода.

Готические своды

Веерный свод - образуется нервюрами (ожива и тьерсерона ), исходящими из одного угла, имеющими одинаковую кривизну, составляющими равные между собой углы и образующими воронкообразную поверхность. Типичен для английской готики .
Звездчатый свод - форма крестового готического свода. Имеет вспомогательные ребра - тьерсероны и лиерны . В каркасе четко выделяются основные диагональные ребра крестового свода.
Свод крестовый готический - крестовый свод, представляющий собой каркасную конструкцию в виде сетки нервюр, на которые опираются распалубки, что позволяет сосредоточить давление только на угловых опорах. Основной признак готического - четко выраженные профилированные диагональные ребра, составляющие основной рабочий каркас, воспринимающий основные нагрузки. Распалубки выкладывались как самостоятельные малые своды, опиравшиеся на диагональные ребра.
Нервюрный свод - свод на каркасе из нервюр, воспринимающих и передающих нагрузку свода на его опоры.

Своды Древней Руси

В большинстве случаев каменные сооружения на Руси перекрывались сводами, которые были многообразны и чрезвычайно сложны. В домонгольской Руси они, как правило, были сложены из плинфы . Своды выкладывались по опалубке, которая опиралась на кружала и торцевые стены (или на находившиеся ниже подпружные арки). После отвердения раствора кружала удалялись, и опалубка снималась .

Теремной дворец в Кремле. Тип сводов - сомкнутый на распалубках

Схемы основных типов сводов, встречающихся в русском зодчестве XI- начала XVIII вв.:

1 - коробовый (с XI в.); 2 - четвертъцилиндрический (в основном XI-XV вв. и позднее); 3 - купольный (с XI в.); 4 - купольный на парусах без барабана (XI в.); 5 - купольный на барабане (с XI в.); 6 - конха (с XI в.); 7 - двускатный (XI в.); 8 - крестовый (XI-XII вв., а также с конца XV в.); 9 - шатровый (конец XIII в.); 10-12 - ступенчато-арочный (XIV-XVI вв.); 13 - вспарушенный крестовый (с начала XVI в.); 14, 15 - сомкнутый на распалубках, сходящихся к углу (с начала XVI в.); 16, 17 - сводчатое перекрытие одностолпной палаты на распалубках, сходящихся к углу (с начала XVI в.); 18 - сомкнутый на распалубках, отступающих от угла (XVII в.); 19 - сомкнутый со свободным расположением распалубок (XVII в.); 20 - сомкнутый на гранёном основании («гранёный купол» - с начала XVI в., особо распространен со второй половины XVII в.); 21 - парусный (XVI в.); 22 - купол на тромпах (XVI в.); 23 - крещатый с горизонтальным и шелыгами распалубок (XVI в. - наиболее ранний); 24 - крещатый с наклонными щелыгами распалубок (XVI-XVII вв.); 25 - крещатый со ступенчатыми распалубками (конец XVI- начало XVII в.); 26 - сомкнутый без распалубок (в основном со второй четверти XVII в.); 27, 28 - полулоткозый и лотковый (в основном со второй четверти XVII в.); 29 - сводчатое перекрытие одностолпной палаты без распалубок (вторая половина XVII в.); 30 - лотковый на распалубках (XVII в.); 31, 32 - варианты светового пятиглавия бесстолпного храма (собор Введенского монастыря в Сольвычегодске , 1689-1693 гг. и Рождественская церковь в Нижнем Новгороде, конец XVII - начало XVIII в.)

Ссылки

Архитектурные конструкции в русском зодчестве XI-XIX вв. Перекрытия каменных зданий

См.также

Примечания

Литература

Кузнецов А. В., Своды и их декор, М., 1938
Hart F., Kunst und Technik der Wölbung, Münch., 1965.

Храмовая архитектура
Христианские	Крестово-купольный храм Шатровый храм Базилика Ротонда Восьмерик на четверике Иже под колоколы Корабль Надвратный храм Железная церковь Зальный храм
Буддийские	Пранг Пагода Сала Ступа Кумбум Тахото Так-пху Чайтья
Языческие	Митреум Моноптер Нимфеум Наиск Капище Гонтина Серапеум Мегалитические храмы Мальты Мандир
План и объёмы	Наос Пронаос Опистодом Неф Апсида Четверик Восьмерик Капелла Хоры Галерея Средокрестие
Помещения

(прямолинейными или криволинейными).

Энциклопедичный YouTube

1 / 5

Предназначение

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.

Иллюстрация	Определение
	Цилиндрический свод - образует в поперечном сечении полукруг (или половину эллипса, часть параболы, проч). Это простейший и наиболее распространённый тип сводов. Перекрытие в нём опирается на параллельно расположенные опоры - две стены, ряд столбов или аркады . В зависимости от профиля арки, лёгшей в основание, бывают: полуциркульные стрельчатые коробовые эллиптические параболические
	Коробовый свод - разновидность цилиндрического свода; отличается от него тем, что образует в поперечном сечении не простую дугу, а трехцентровую или многоцентровую коробовую кривую. Он имеет большой распор, обычно погашаемых металлическими связями, и используется для перекрытия более обширных по площади помещений, нежели возможно перекрыть цилиндрическим сводом.
	Цилиндрический свод с распалубками - свод, образованный путём пересечения под прямым углом одного свода с другими меньшего пролета и меньшей высоты, то есть - с образованием распалубок.
	Крестовый свод - образуется путём пересечения двух сводов цилиндрической или коробовой формы одинаковой высоты под прямым углом. Применялся для перекрытия квадратных, а иногда прямоугольных в плане помещений. Он может опираться на свободностоящие опоры (столбы, колонны) по углам, что позволяет сосредоточить в плане давление только на угловых опорах.
	Сомкнутый свод - образуется наклонными по заданной кривой продолжениями стен - лотками (щеками), которые опираются по всему периметру на стены и сходятся в горизонтальной шелыге свода при прямоугольном плане или в одной точке при перекрытии квадратного (на илл.) в плане помещения (в последнем случае также может также называться «монастырским»). Является производным от свода цилиндрического. Передает на стены вертикальное давление и распор по всей длине. Был известен в архитектуре Средней Азии, Рима и готике, но применялся редко, более широко распространился в архитектуре Возрождения. Свод сомкнутый с распалубками - наличие распалубок по осям лотков меняет конструктивную систему свода: усилия передаются на углы.
	Зеркальный свод - отличается от сомкнутого тем, что его верхняя часть представляет собой плоскую горизонтальную плиту-плафон (т. н. «зеркало»). Обычно она отделяется от паддуг (боковых граней) четкой рамой и часто используется для живописи. Подобный свод часто применяется в декоративных целях, в то время как само помещение на самом деле может быть перекрыто балочной или стропильной конструкцией, к которой подвешивается ложный свод. Получил наибольшее распространение в эпоху Возрождения.
	Парусный свод - вспарушенный свод на четырех опорах. Образуется отсечением вертикальными плоскостями частей сферической поверхности купола. Условно расчленен на две зоны: нижнюю - несущую, и верхнюю - несомую пологую часть сферы, называемую скуфьей. Иногда скуфье придавали полуциркульную форму.
	Крещатый свод - сомкнутый свод, прорезанный двумя пересекающимися крест-накрест сводами иной формы, на пересечении которых стоит световой барабан.
List of architectural vaults Готические своды Веерный свод - образуется нервюрами (ожива и тьерсерона ), исходящими из одного угла, имеющими одинаковую кривизну, составляющими равные между собой углы и образующими воронкообразную поверхность. Типичен для английской готики . Звездчатый свод - форма крестового готического свода. Имеет вспомогательные ребра - тьерсероны и лиерны . В каркасе четко выделяются основные диагональные ребра крестового свода. Свод крестовый готический - крестовый свод, представляющий собой каркасную конструкцию в виде сетки нервюр, на которые опираются распалубки, что позволяет сосредоточить давление только на угловых опорах. Основной признак готического - четко выраженные профилированные диагональные ребра, составляющие основной рабочий каркас, воспринимающий основные нагрузки. Распалубки выкладывались как самостоятельные малые своды, опиравшиеся на диагональные ребра. Схемы основных типов сводов, встречающихся в русском зодчестве XI- начала XVIII вв.: 1 - коробовый (с XI в.); 2 - четвертъцилиндрический (в основном XI-XV вв. и позднее); 3 - купольный (с XI в.); 4 - купольный на парусах без барабана (XI в.); 5 - купольный на барабане (с XI в.); 6 - конха (с XI в.); 7 - двускатный (XI в.); 8 - крестовый (XI-XII вв., а также с конца XV в.); 9 - шатровый (конец XIII в.); 10-12 - ступенчато-арочный (XIV-XVI вв.); 13 - вспарушенный крестовый (с начала XVI в.); 14, 15 - сомкнутый на распалубках, сходящихся к углу (с начала XVI в.); 16, 17 - сводчатое перекрытие одностолпной палаты на распалубках, сходящихся к углу (с начала XVI в.);

Канонарх - одно из лиц клира. Его обязанностью является предначинание некоторых песнопений. Канонарх должен во всеуслышание провозглашать, что будет петься и на какой глас; затем он провозглашает каждую певческую строку песнопения, которая и повторяется за ним хором. Голос канонарха должен быть сильным, чистым, произношение отчетливым, ясным. Пение с канонархом сохранилось в основном в монастырях.

Облачение – название одежд, в которые облекаются священнослужители во время богослужения.

Епитрахиль (греч. – на шее) – принадлежность священнического облачения: длинная, широкая лента, надеваемая на шею. Концы ее скреплены пуговицами и спускаются на грудь, доходя почти до земли.

Жезл – символ духовной власти. Древнейшие изображения представляют Спасителя в виде Пастыря (Пастуха) с посохом в руке. С жезлом (посохом) изображались и апостолы. В виду преемственности духовной власти жезл от апостолов перешел к их преемникам –

Перекрытие подавляющего большинства крестово-купольных храмов сводится к сочетанию этих трех типов сводов. Кроме того, в переходе от квадратного основания к кругу (в основании барабанов) применялись паруса, имеющие форму сферического треугольника. Но сами паруса не были частью свода в строгом смысле этого слова, поскольку они выкладывались напусками горизонтальных рядов плинфовой кладки. Известен случай замены паруса переброшенными в углу под барабаном косыми арочками — тромпами (Успенский собор во Владимире, 1158— 1160 гг.). Кроме того, в XI в. встречаются полусферический свод без барабана непосредственно на парусах (малые компартименты Софии Киевской), своды, имеющие форму четверти цилиндра (галереи Софии Новгородской; у Киевской Софии такое очертание имеют только арки галерей, несущие обычные коробовые своды).

Уникален тип свода с двумя прямыми скатами, которым перекрыты некоторые малые компартименты Новгородской Софии над хорами

В памятниках XII в., помимо названных основных типов сводов, изредка встречается крестовый свод (Киев, Чернигов, Смоленск, Волынь)*.

В конце XII — начале XIII вв. свод в виде четверти цилиндра начинает употребляться для перекрытия угловых компартиментов четырехстолпного крестово-купольного храма, чему обычно соответствует трехлопастная форма завершения фасадов. Тогда же впервые зафиксировано появление подпружных арок под барабаном, повышенных по отношению к прилегающим сводам (церковь Пятницы в Чернигове). В Новгородской земле перекрытия под хорами иногда были деревянными.

Своды белокаменных сооружений Владимиро-Суздальской Руси, как и их стены, сложены из блоков известняка. В поперечном по отношению к своду сечении блоки имеют трапециевидную форму, образуя более или менее радиально ориентированные швы в соответствии с кривизной свода. Верхняя поверхность свода обрабатывалась сравнительно грубо. Типы сводов, встречающиеся в сохранившихся памятниках Владимиро-Суздальской земли, — наиболее простые и распространенные, т.е. коробовый, купол и конха.

Архитектура русских княжеств конца XIII—XV вв.

В каменном строительстве Руси периода феодальной раздробленности применялись самые простые типы сводов: коробовый, иногда свод в форме четверти цилиндра, а также купола и конхи для барабанов и апсид. Случаи применения более сложных сводов очень редки и носят каждый раз единичный характер. Поиски композиционных и конструктивных решений направлены не на введение новых типов сводов, а на новые сочетания ранее известных простейших типов, в основном коробового.

Лучше всего прослеживается развитие техники выкладки сводов в Новгороде. Памятники конца XIII в. занимают в этом отношении как бы переходное положение. Своды церкви Николы на Липне (1292 г.), как и у более ранних новгородских храмов, сложены из кирпича, но э.то уже не обычная плинфа, а особый вид кирпича клиновидной формы, изготовленного специально для этой цели. Необычны в этом памятнике более нигде не встречающиеся «шатровые» своды западных угловых компартиментов. Это разновидность сомкнутого свода с прямыми скатами, ребра которого выступают внутрь, образуя подобие простеиших нервюр, но никакой конструктивной роли, как в нервюрном своде, они не выполняют В последующие периоды своды новгородских построек, как правило, выкладывались из плитняка местных месторождений, хотя арки в основном по-прежнему были кирпичными (из обычного брускового кирпича). Кирпич использовался также для выкладки куполов и конх, но известны случаи выполнения их из плиты (конха церкви Власия, 1407 г.). В угловых компартиментах новгородских храмов широко распространены своды в виде четверти цилиндра, однако наряду с этим встречаются и коробовые своды. Подпружные арки всегда понижены по отношению к прилегающим сводам. Совершенно уникален звездчатый нервюрный свод палаты архиепископа Евфимия, выстроенный в 1433 г. с участием «немецких мастеров из Заморья», которые и принесли с собой эту чисто готическую конструкцию, не получившую известных нам повторений ни в Новгороде, ни в других русских городах.

Помимо сводов в новгородских храмах XIV—XV вв. часто встречаются деревянные накаты. Их использовали под расположенными в уровне хор угловыми приделами или камерами иного назначения, а также в переходах между ними, а с XV в., когда вошло в обычай устраивать под церковью подклет, — в перекрытиях над подклетами.

В архитектуре Пскова в XIV— XV вв. применялись коробовый свод, купол и конха. Выкладывались они из блоков местного плитняка. Псковские четырехстолпные храмы этого времени в большинстве имеют повышенные подпружные арки под барабаном. Наряду с ними сооружались небольшие бесстолпные храмы, для перекрытия которых чаще всего использовались те или иные варианты перекрытия системой ступенчатых арочек Простейший вид такого перекрытия — коробовый свод, в котором посредине на всю его ширину устроен вырез, перекрытый узким поперечно ориентированным сводиком, который, в свою очередь, имеет в середине квадратный вырез для светового барабана. В более сложных случаях сравнительно широкие участки коробового свода заменяются узкими, ступенчато поднимающимися к середине арочками, переброшенными попарно как в поперечном, так и в продольном направлениях в различных сочетаниях. Отдельные арочки расположены при этом в разных уровнях и между собой не пересекаются, поэтому такую систему правильнее рассматривать не как самостоятельный тип свода, а как сочетание отрезков коробового свода**. Перекрытия над подклетами псковских храмов, как и в Новгороде, деревянные. Часто не имели сводов и церковные паперти, широко распространенные в псковском храмовом строительстве.

В сохранившихся памятниках Московского княжества XIV — начала XV в. мы встречаемся только с коробовыми сводами, куполом и конхой. Подпружные арки под барабаном повышены по отношению к сводам, как и в Пскове.

Кроме того, применялся тип так называемого храма «с пристенными столбами», представляющий собой как бы вычлененную срединную часть обычного крестово-купольного храма со столбами и подпружными арками, но без боковых членений. Своды памятников Московского княжества иногда имеют вытянутое вверх, близкое к параболическому очертание (церковь Николы в Каменском, конец XIV в., собор Троице-Сергиева монастыря, 1422 г.). Материал сводов — гладкотесаный белый камень; техника выкладки близко напоминает кладку сводов памятников Владимиро-Суздальской Руси.

Архитектура Московской Руси (конец XV—XVII вв.)

Конструктивные новшества, внесенные в русскую архитектуру на рубеже XV—XVI вв., получили наибольшее отражение в системах сводчатых покрытий. В этот период в Москве и других городах наряду с традиционными входят в употребление несколько новых типов сводов. Прежде всего это крестовый свод, который был известен еще в домонгольское время, но после XII в. уже более на Руси не использовался и практически был введен заново итальянскими строителями. Крестовый свод применялся в двух вариантах— обычный и вспарушенный Вместе с ним был введен сомкнутый свод на распалубках, равномерно расположенных по периметру стен (обычно по две или по три с каждой стороны), причем на углах помещения смежные распалубки смыкались, образуя выступающее угловое ребро Крестовыми сводами или сомкнутыми на распалубках перекрывались помещения квадратные в плане или близкие к квадрату. В редких случаях при значительной разнице в длине продольных и поперечных стен возводились лотковые своды на распалубках с аналогичным их расположением (квасная поварня Кирилло-Белозерского монастыря). При перекрытии больших палат для сокращения пролета в середине ставился столб, и сводчатая система становилась более сложной, причем опирание сводов на стены осуществлялось тем же образом, т.е. при помощи системы одинаковых, равномерно расположенных и смыкающихся на углах распалубок При наличии двух распалубок у каждой из стен такой одностолп-ной палаты образовывалось пространство, перекрытое как бы четырьмя крестовыми сводами. Наиболее известный образец такого перекрытия — Грановитая палата Московского Кремля (1487— 1491 гг.). Одностолпные палаты получили особо широкое распространение в монастырских трапезных.

Перечисленные выше типы сводов имеют между собой общие черты — все они основаны на применении распалубок. Простейший среди них по очертанию — крестовый свод — вообще состоит из четырех сходящихся к середине помещения распалубок. Все эти своды, как правило, перекрывают квадратное или близкое в плане к квадрату пространство и образуют центричную композицию. Распалубки в них служат не только элементами конструкции, но и органической частью общей архитектурной композиции; их размещение, число, размеры подчинены единому ритму. Характерно, что сомкнутые или лотковые своды без распалубок в памятниках XVI в. встречаются крайне редко и только в небольших помещениях, имеющих второстепенное значение (верхние приделы собора Соловецкого монастыря, палатка для часов Успенской церкви в Белозерске), также как и единичные, не сведенные в систему распалубки над проемами. Кроме того, без распалубок устраивались сомкнутые своды сооружений, имевших многогранную форму. Такие восьми или шестилотковые своды можно представить себе и как разновидность купола. Только у некоторых псковских сооружений восьмигранные помещения перекрыты своеобразными зонтичными куполками.

Меньшее распространение получили для перекрытия квадратных помещений разновидности сферического свода, чаще всего применяющиеся у небольших бесстолпных трапезных церквей. Одна из разновидностей — купольный свод, опирающийся на арочные тромпы Иногда в его середине устраивалось круглое отверстие, над которым ставился световой барабан со своим куполом меньшего диаметра (Сретенская церковь Антониева монастыря в Новгороде, 1533—1536 гг.). Другая разновидность — парусный свод, представляющий собой как бы часть купола большего диаметра, которым перекрывалось все помещение целиком Линия пересечения сферической поверхности парусного свода с плоскостью стены образует плавную дугу. Благодаря этому парусный свод может, подобно крестовому, опираться как на стены, так и на арки. Это свойство использовано, например, при устройстве хозяйственных подвалов в Борисоглебском монастыре под Ростовом (XVI в.), где четырьмя парусными сводами на подпружных арках перекрыты большие одностолпные палаты. Наиболее оригинальной конструкцией, вошедшей в употребление на рубеже XV и XVI вв., был крещатый свод***. Основу его составляют две пары пересекающихся под прямым углом арок, не выявленных снизу, но четко делящих свод на девять частей. Среднюю из них занимает небольшой световой барабан на парусах. Участки свода по его сторонам представляют собой подобия распалубок. Они опираются на возведенные над арками треугольные стенки и служат как бы продолжением поверхности поперечной арки в ее средней части. Угловые ячейки свода имеют форму четвертей сомкнутого свода. Распалубки крещатого свода образуют своего рода рукава креста, что придает пространству бесстолпного храма некоторое сходство с пространством четырехстолпного крестово-купольного храма Очертание пересекающихся арок обычно не полуциркульное, а приближающееся либо к параболической, либо к стрельчатой арке, что обеспечивает сводикам распалубок достаточный подъем. Крещатый свод появляется в известных нам памятниках сразу в развитом виде, что, казалось бы, указывает на перенесение в русскую архитектуру уже сложившейся конструкции. В отличие от двух появляющихся в этот период новых типов сводов крещатый свод неизвестен в архитектуре Италии, и ближайшие по времени его аналогии наблюдаются в мусульманской архитектуре. Тем не менее его использовали как русские, так и итальянские архитекторы, работавшие в России.

На протяжении XVI в. конструкция крещатого свода претерпевает изменения. У наиболее ранних памятников распалубки имеют горизонтальные шелыги, несколько позднее их начинают располагать наклонно, с повышением к центру свода. В конце XVI в. в рукавах креста применяются ступенчатые сводики

Особняком среди сводчатых конструкций XVI в. стоит почти плоское кирпичное перекрытие между западным и центральным столпами храма Покрова на Рву, выложенное своеобразными кессонами, армированными металлом.

Помимо перечисленных новых конструкций, в постройках XVI в. в Москве и некоторых других местах находит применение для перекрытия малых храмов система ступенчатых арочек, известная до этого в Пскове.

Ранние каменные шатры (церковь Вознесения в Коломенском, 1532 г., храм Покрова на Рву, 1555—1560 гг.) выложены напусками горизонтальных рядов кирпича, и их следует отнести к категории «ложных сводов»****. Более поздние шатры выкладывались рядами наклонных кирпичей, по опалубке, подобно сводам, и условно могут быть отнесены к сводчатым конструкциям, несмотря на отсутствие кривизны, в строгом смысле обязательной для свода.

Применение восьмигранных шатровых завершений на квадратном основании, так же, как и куполов, перекрывающих квадратное в плане помещение, требовало применения тромпов. Тромпы обычно делались арочными, при этом они были весьма разнообразны. Простейший по выполнению (но не кажущийся простым по своей форме) — тромп в виде поставленного по диагонали помещения коробового сводика (рис. 100,а).

100. Основные типы тромпов в постройках XVII—XVIII вв.
- верхний ряд — в виде цилиндрического свода с горизонтальной щелыгой;
- средний ряд — то же, с наклонной щелыгой;
- нижний ряд — в виде конусного свода;
а — основной тип;
б — ступенчатый вариант

101. Схема перевязки кладки и тески кирпичей при выкладке ребер распалубок

Такой сводик опирается своей пятой не по периметру угловой части стен, а на их толщу, и кладка в углах после снятия опалубки дополняется до пересечения с криволинейной поверхностью сводика, образуя изогнутую линию пересечения, которую можно ошибочно принять за криволинейную пяту. Наиболее ранний пример такой конструкции — церковь Вознесения в Коломенском, где коробовые своды угловых тромпов чередуются с такими же сводами выступов крещатого плана, образуя единый архитектурный мотив. Более простыми, на первый взгляд, выглядят также широко применявшиеся конические тромпы, выкладка которых в действительности значительно сложнее Тромпы нередко делались ступенчатыми, причем ступенчатые арочки могут как повышаться от угла к середине помещения, так и понижаться, образуя под основанием купольного свода нечто вроде подпружной арки (Благовещенская церковь Ферапонтова монастыря, 1530—1534 гг.). Встречаются также тромпы в виде наклонного коробового сводика, части сферы и в виде плоского скоса, выложенного напусками кирпичной кладки.

В известных нам среднерусских постройках последней четверти XV в. и более поздних своды, как правило, сложены из кирпича (кроме памятников, целиком выполненных из белого камня, а также подвальных, иногда и подклетных этажей). Обычная толщина сводов, начиная с Успенского собора Фьораванти — один кирпич (порядка 30 см). Сравнительно редко пятовые части сводов больших пролетов выкладывались в полтора кирпича и более. Особую сложность представляла выкладка ребер («усов») распалубок, требовавшая от каменщика большой тщательности и специфических навыков. Кирпичи, подходящие с двух сторон к ребру, не составляют единого ряда, а как бы перехлестывают один другой, перевязываясь на углу (рис. 101).

На самое ребро выпускаются кирпичи только с одной из сторон, причем они подтесываются по двум плоскостям: для плотного примыкания к опалубке и для образования с боковой стороны плоскости, на которую должны быть уложены подходящие с другой стороны кирпичи встречного ряда. Для каждого ряда такая двойная теска производится по индивидуальному шаблону. Правильная перевязка требует укладки кирпича по одной из граней наклонными рядами, причем со стороны другой грани угловые кирпичи благодаря их подтеске образуют на поверхности кладки характерные треугольники. Наклонная выкладка встречается как со стороны распалубки, так и с лицевой стороны свода; в этом последнем случае пята свода в промежутке между распалубками выкладывается не прямыми горизонтальными рядами, а вогнутыми, поднимающимися в обе стороны к ребрам распалубок. С начала XVI в. в московских и некоторых других памятниках используется новый тип выкладки купольных сводов, с так называемой спиралевидной либо сетчатой перевязью. При этом способе горизонтальные кольца кирпичей прерываются поставленными на ребро тычками, образующими на поверхности свода сходящиеся к центру спирали (Архангельский собор Московского Кремля, 1505—1508 гг. и ряд последующих памятников), либо пересекающиеся спирали разного направления, членящие поверхность на ромбы (собор Спасского монастыря в Ярославле, 1506—1516 гг.). Назначение этого способа перевязки чисто конструктивное. Постановка тычков в вертикальном направлении позволяла расчленять каждое кольцо на короткие участки, которые каменщик укладывал враспор без устройства опалубки (рис. 102).

102. Спиралевидная и сетчатая перевязь купольных сводов XVI в.
1 — спиралевидная перевязь;
2 — сетчатая перевязь;
3 — выступы ребровых кирпичей на кольце купольный кладки, позволяющие класть свод короткими участками без опалубки

Такая техника кладки куполов без опалубки известна в Италии, откуда она и была принесена мастерами, работавшими в России. Спиралевидная перевязь встречается в московских памятниках вплоть до второй половины XVI в., после чего она вновь уступает место традиционной кладке концентрическими кольцами, которая удерживалась до этого в периферийном строительстве. Наконец, следует сказать об известном случае армирования купольного свода металлом (Успенская церковь в Ивангороде, начало XVI в.).

В архитектуре XVI в. появляются новые варианты традиционных типов культовых сооружений, в которых изменения достигаются за счет различного расположения столбов и сочетания используемых типов сводов. Повышенные подпружные арки еще продолжают применяться в четырехстолпных храмах, но наряду с ними получают широкое распространение арки, пониженные по отношению к сводам. Введение крестовых сводов привело к появлению храмов, где такими сводами перекрыты все ячейки, кроме увенчанных световыми барабанами, причем все своды расположены на одной высоте. В перекрытии таких храмов пространственный крест не выявлен, и их правильнее относить к типу не крестово-купольного, а зального храма (наиболее известный пример — Успенский собор Московского Кремля). Нередко можно встретить смешанные типы сводчатого покрытия, например, в Покровском соборе в Суздале подпружные арки слегка повышены, но при этом вся западная часть перекрыта тремя не разделенными арками крестовыми сводами, шелыги которых сливаются в одну линию. Наряду с четырехстолпными храмами начинают возводиться и двухстолпные, причем наиболее оригинален в конструктивном отношении тип двухстолпного храма со световым барабаном, расположенным между столбами (Благовещенский собор в Сольвычегодске, 1560—1570-е гг., и ряд позднейших построек).

Основные изменения сводчатых конструкций в XVII в. сводятся не столько к введению новых типов сводов, сколько к более свободному комбинированию уже известных к этому времени. Некоторые типы сводов XVI в. выходят из употребления или становятся очень редкими: крещатый свод (после 1620-х гг.), купольные на тромпах, парусные. Начинают широко применяться сомкнутые и лотковые своды без распалубок Их использование для перекрытия церквей свидетельствует, что эта форма стала восприниматься как эстетически полноценная. Меняется и принцип употребления распалубок: они теперь уже не обязательно используются как органический элемент пространственной композиции свода, а зачастую прорезают его без определенной системы, следуя расположению проемов или ниш, т.е. подчиняясь скорее функциональным, чем художественным требованиям. Особенно часто наблюдается это в жилых и хозяйственных постройках. Более свободным становится и расположение распалубок в углах сомкнутого свода. По большей части они не сходятся вплотную, а несколько отодвинуты от ребра В некоторых случаях, главным образом в провинциальном строительстве, можно наблюдать, как на выбор формы свода и расположения распалубок повлияли не художественные соображения и не принцип рациональной работы конструкции, а возможность упрощенного устройства опалубки (больничная палата Кирилло-Белозерского монастыря, 1643 г.).

В продолжающихся строиться в XVII в. храмах со столбами можно встретить разные сочетания сводов, применение которых с меньшей очевидностью, чем это имело место ранее, подчиняется строгой композиционной системе. Особо разнообразны и причудливы сводчатые конструкции подмосковных двухстолпных храмов (Казанская церковь в Коломенском, середина XVII в., Никольская церковь в Никольском-Урюпине, 1664— 1665 гг. и др.). Существенным конструктивным достижением для второй половины XVII в. было значительное увеличение пролетов сводов. Особенно сказалось оно при возведении трапезных палат нескольких крупных монастырей, где пролеты 12—15 м перекрыты без промежуточных столбов (трапезные Симонова монастыря, 1680-е гг., Троице-Сергиева монастыря, 1686—1692 гг.).

Особую группу, с точки зрения применения сводчатых конструкций, представляют церкви, возведенные на рубеже XVII и XVIII в. по заказу Строгановых. В наиболее значительных из них — соборе Введенского монастыря в Сольвычегодске и Рождественской церкви в Нижнем Новгороде - оригинально разрешена проблема постановки светового пятиглавия над бесстолпным пространством храма. Собор Введенского монастыря перекрыт сомкнутым сводом, в середине и углах которого устроены квадратные в плане вырезы, над которыми на тромпах поставлены восьмигранные барабаны. Угловым вырезам по размерам соответствуют большие распалубки, прорезающие свод в середине каждой стены и дающие место для окон второго света. Свод Введенского собора лишен массивности, обычной для сомкнутого свода, и по общей своей схеме (хорошо читающиеся взаимно пересекающиеся арки) близок крещатому своду. У Рождественской церкви та же задача устройства пяти световых глав над единым сводом решена иначе: малые главы поставлены не в углах, а по основным осям над прорезающими свод распалубками; при этом вырез для среднего светового барабана имеет не квадратную, а восьмигранную форму, а от углов к диагональным сторонам этого выреза идут расширяющиеся кверху треугольные лотки*****. Сводчатые системы обоих памятников при всем их различии объединяет редкое для этого периода единство проявившегося в них конструктивного и художественного мышления. Во второй половине XVII в. в жилых постройках, особенно в верхних этажах, вместо сводов часто стали применять деревянные потолки. Их конструкция, повидимому, была аналогичной потолкам деревянных построек допетровского времени.

Архитектура XVIII—XIX вв.

В послепетровский период сводчатые перекрытия все более вытесняются балочными. Своды продолжают использоваться главным образом в культовом строительстве, хотя в памятниках классицизма наряду с кирпичными сводами можно встретить и ложные деревянные оштукатуренные своды, имитирующие каменные. В гражданском строительстве на протяжении XVIII в. своды часто применялись в перекрытиях подвалов и цокольных этажей, а также коридоров и лестничных клеток. В основном встречаются коробовые, крестовые (в перекрытии галерей) и сомкнутые своды, а также купола. Нередко своды и особенно распалубки имеют не встречавшееся до того лучковое очертание (т.е. в форме сегмента, с резким переломом в пяте). Лучковые распалубки не образуют единой криволинейной поверхности, как это имело место у распалубок более раннего времени, их средняя сводчатая часть фланкирована двумя боковыми вертикальными плоскостями. Распалубки такой формы по большей части делались над дверными и оконными проемами, имевшими прямую или же лучковую перемычку, что обычно для построек XVIII в.

Для сводов конца XVIII — начала XIX в. характерна замена сплошной забутовки пазух отдельными распорными стенками, перпендикулярными по отношению к стене помещения, что встречается как у цилиндрических, так и у купольных сводов. Конструктивным новшеством в архитектуре XVIII в. стала также выкладка парусов наклонными рядами как элементов сводчатой конструкции, в отличие от бытовавшей до этого времени кладки парусов напусками горизонтальных рядов кирпича.

На протяжении XIX в. своды использовались почти исключительно в культовом зодчестве либо для перекрытия подвальных этажей. Как одну из характерных черт каменного церковного строительства этого времени можно отметить широкое применение наряду с коробовыми и крестовыми также парусных и «бочарных» (удлиненных парусных) сводов. Сомкнутые и лотковые своды более характерны для провинциального строительства.

В подавляющем большинстве случаев перекрытия в гражданских постройках классицизма были деревянными. Балками обычно перекрывали пролеты до 7— 8 м. Для того чтобы поверхность потолка была гладкой, на концах наката выбирали четверть, соответствующую по размеру нижнему выступу балки (или черепному брусу), либо же снизу к балкам прибивали гвоздями подшивку из тонких досок. Междуэтажные перекрытия иногда делали двойными, с раздельными балками для потолка нижнего и пола верхнего этажей. Общая толщина такого перекрытия могла доходить до метра или даже более. В верхних этажах потолки над залами большого пролета часто крепились к стропильным фермам. Гладкие потолки обычно пришивались непосредственно к нижнему поясу фермы, сложные кессонные потолки или же потолки, имитирующие в дереве форму сводов, подвешивались к фермам на металлических хомутах. Потолки каменных зданий классицизма штукатурили по дранке.

Начиная с первой четверти XIX в. в монументальном строительстве Петербурга обнаруживаются попытки заменить сгораемые деревянные перекрытия металлическими. Основой конструкций обычно служат составные балки из стальных листов, соединенных болтами или клепкой. Между балками делался металлический настил, иногда выстланный кирпичом. Если перкрытие было междуэтажным, то на верхнюю полку балок укладывались обычные деревянные лаги. Каких-либо стандартов металлических сечений не существовало, и вплоть до середины XIX в. каждое такое перекрытие представляло собой индивидуально разработанную конструкцию, причем весьма громоздкую (толщина его достигала 1,5 м, пролет обычно составлял 9—11 м).

Применение металла было довольно разнообразным. Так, у Исаакиевского собора основная конструкция обеих купольных оболочек состоит из мощных чугунных ребер, пространство между которыми заполнено кладкой из пустотелых горшков. Металл в этом памятнике применен также для скрытых конструкций в архитравных перемычках портиков, в стенах фонаря. Вплоть до середины XIX в. сталь и чугун в перекрытиях и в большинстве других конструкций старались замаскировать, создавая видимость использования только традиционных материалов, за исключением пролетов мостовых сооружений, где металл, как правило, применялся открыто.

Во второй половине XIX в. в конструкции перекрытий начал применяться металлический прокат. Большое распространение получили перекрытия в виде небольших кирпичных, а позднее бетонных сводиков, опирающихся на металлические балки. Однако в массовом строительстве на протяжении всего XIX в. продолжали преобладать деревянные перекрытия.

* Г.М. Штендером высказано предположение о существовании крестовых сводов в первоначальном покрытии второго яруса галерей Софии Киевской.

** В XV в. и позднее ступенчатый свод изредка встречается и в Новгороде

*** Особенности этого свода наиболее полно изучены Л.А. Давидом.

**** К «ложным сводам» принадлежат также конструкции типа машикулей, применявшиеся в интерьере некоторых храмов XVI в. и служившие для сужения пролетов, перекрываемых собственно сводом (церковь Иоанна Предтечи в Дьякове и др.).

***** Тип свода Рождественской церкви получил распространение в строительстве Урала и Сибири первой половины XVIII в.

Свод (от «сводить» -- соединять, смыкать) -- в архитектуре тип перекрытия или покрытия пространства (помещения), ограниченного стенами, балками или столбами -- конструкция, которая образуется наклонными поверхностями (прямолинейными или криволинейными).Своды позволяют перекрывать значительные пространства без дополнительных промежуточных опор, используются преимущественно в круглых, многоугольных или эллиптических в плане помещениях. Сводчатые покрытия проектируются, как правило, из сборных железобетонных элементов для прямоугольных в плане однопролетных или многопролетных зданий. По продольным краям (вдоль образующей) своды могут опираться на колонны, стены или непосредственно на фундаменты.

Распор сводов воспринимается затяжками (рис. 7.1) из стали или железобетона, поперечными стенами, рамами, контрфорсами или фундаментами (рис. 7.2). При проектировании сводов следует учитывать податливость элементов или конструкций, воспринимающих распор. Уменьшение податливости поперечных стен, контрфорсов и фундаментов может быть обеспечено установкой затяжек, расположенных ниже уровня пола. сводчатый конструкция купольный рим

Сводами обычно именуются арочные распорные конструкции сплошного сечения, протяженность которых в направлении, перпендикулярном к оси, соизмерима с пролетом. Арки представляют частный случай свода, его плоскую модель. Каждый тип свода может быть представлен как система элементарных арок или полуарок, образующих форму свода и несущих свою часть нагрузки. Равномерное распределение нагрузки вдоль цилиндрической части свода обеспечивает каждой его элементарной арке одинаковый режим работы, т.е. аналогичные напряжения и деформации, поэтому влияние смежных участков не проявляется. Сосредоточенная нагрузка, деформирующая данный участок, включает в совместную работу и соседние полосы, причем ширина «подключения» зависит от толщины свода, способа кладки и прочности раствора. Сочетание нескольких видов нагрузки вызывает сложную деформацию распорных систем, в которой трудно выделить долю каждого вида, в том числе и преобладающего, так как нередко суммируются несимметричные прогибы.

Расчет любого типа свода включает:

· выбор оптимальной рабочей схемы, т.е. такой системы главных и второстепенных арочных элементов, которая бы наиболее соответствовала характеру распределения усилий и действительной значимости каждого элемента;
· определение габаритов расчетных элементов;
· сбор и разделение нагрузки;
· определение реакций R, распора Н и внутренних усилий -- момента М и нормальной силы N расчетных элементов;
· проверку их несущей способности по величине сжимающих напряжений в кладке.

Собственно расчет каменной арки, символизирующей самостоятельную конструкцию, отдельный деформационный блок или характерную деталь свода, может быть сведен к проверке несущей способности ее сжатой зоны.Форма арки или свода, при которой любое сечение под действием нагрузки работает в наиболее рациональном для кладки режиме, т.е. симметрично сжато, наиболее рациональна и отвечает условию: Мх= Hfx, т.е. безмоментной кривой. На практике большинство построенных сводов по различным причинам, а также по чисто эстетическим соображениям не абсолютно рациональны, их сечения обжаты несимметрично.

Растянутая часть сечения в работе не участвует, хотя при наличии упругого раствора способна удерживать растягивающие напряжения до 0,15 МПа. Растянутая часть сечения может располагаться с внутренней или наружной поверхности свода в соответствии с характером деформации. При центральной нагрузке на свод растяжение наблюдается обычно в центральной трети пролета на нижней поверхности и в боковых третях -- на верхней. Глубина растянутой части сечения растет при деформации свода пропорционально уменьшению высоты работающей сжатой зоны. Высота сжатой зоны сечения -- основной показатель устойчивости арочной конструкции, сложенной из кирпича или камня. Для любого внецентренно сжатого сечения свода высота сжатой зоны приблизительно равна удвоенному расстоянию от точки приложения нормальной силы N до ближайшего края сечения, т.е. hc = (h/2 -- е)2, где hc -- высота сжатой зоны; h = полная высота сечения; е= M/N-- эксцентриситет приложения нормальной силы относительно центра сечения.

О работе отдельных сводов

Рабочая схема простого цилиндрического (коробового) свода представляет систему независимых параллельных арок (рис. 121,А).

121. Рабочие схемы сводов Л -- цилиндрический свод со ступенчато распределенной нагрузкой; Б-- цилиндрический свод с распалубкой; В -- цилиндрический свод с сосредоточенной нагрузкой; Г-- крестовый свод;v Д, Е -- сомкнутый свод с центральной нагрузкой;v 1 -- элементарные арки; 2 -- условное диагональное ребро; 3 -- эпюра распора

Если нагрузка вдоль свода не меняется, то о его несущей способности и деформациях можно судить по работе одной элементарной арки, служащей таким образом рабочей схемой свода. Если нагрузка вдоль свода меняется ступенчато или существуют местные поперечные утолщения свода в виде гуртов и подпружных арок, то каждой ступени нагрузки или сечения соответствует своя элементарная арка, символизирующая отдельный деформационный блок.

При наличии распалубок (см. рис. 120,Б) распор и давление упирающихся в них арок передаются на опору свода вдоль ребер распалубок, обжатых подобно ребрам крестового свода. Часть распора может передаваться непосредственно вдоль оси распалубки, если ее образующие касательны к оси арок. Рабочую схему цилиндрического свода с распалубками можно представить либо как систему арок, разветвляющихся вокруг распалубок (тогда полоса сбора нагрузки на арку равна шагу распалубок или простенков), либо как систему обычных элементарных арок, упирающихся в условные арочные элементы, оконтуривающие распалубки. На практике очертание оконтуривающих «арок» определяется качеством перевязки кладки лотка и распалубки, наличием закладок, трещин и т.п. Плохая перевязка и слабый раствор предполагают очень острое огибание распалубки. То же касается любого другого, специально не оконтуренного отверстия в своде. В любом случае усилия и напряжения в кладке концентрируются вокруг распалубок, увеличиваясь по мере приближения к опоре свода в простенках. Распалубки с забутовкой между ними значительно снижают деформативность арочного контура свода, разделяя его на «активную» -- пролетную и неподвижную части. Анализ деформаций сводов выявляет довольно четкую границу между этими частями, проходящую в зоне наклона радиальных швов 30--40°.

Распалубки используются в цилиндрических сводах также как средство местной разгрузки несущих стен и переноса давления на соседние участки при устройстве всевозможных проемов. Регулярное расположение распалубок позволяет иногда перенести давление и распор свода на отдельные столбчатые опоры. В целом же сосредоточенная передача опорных реакций характерна для крестовых сводов, представляющих комбинацию четырех распалубок.

Рабочая модель крестового свода (см. рис. 120,Г) -- система элементарных арок, образующих распалубки и передающих давление и распор на диагональные ребра. Существуют своды, например готические, где диагонали как основные несущие элементы выполнены из более прочного, чем распалубки, материала, имеют постоянное сечение и выделены на поверхности свода в виде нервюр. Для подавляющего большинства крестовых сводов ребра служат жесткостными элементами лишь в силу естественного утолщения кладки при сопряжении смежных распалубок. Сечение и ширина таких «естественных» ребер -- величина переменная и может быть определена по характеру преобладающих деформаций кладки, участвующей одновременно в работе диагонали и арок распалубки.

Диагональ испытывает неравномерное, нарастающее к пятам вертикальное давление, соответствующее опорным реакциям элементарных арок распалубки, и горизонтальную нагрузку от их распоров, направленную к углам свода, т.е. растягивающую диагональ. Суммарное действие этих двух видов нагрузки создает неравномерное обжатие сечений диагонального ребра-- большое на опорном участке и очень малое в замке. Слабое обжатие замковых сечений диагоналей и, соответст¬венно, всей центральной зоны -- характерная особенность крестовых сводов, вследствие чего они неспособны нести сосредоточенные центральные нагрузки.

Сомкнутый свод (см. рис. 121 Д,Е) представляет в общем случае сочетание двух пар цилиндрических или вспарушенных лотков. Рабочую схему сомкнутого свода можно рассматривать как систему элементарных полуарок, образующих лотки и передающих распор в условные диагональные ребра, а при наличии центрального светового барабана -- и в его опорное кольцо. Нижней опорой (пятой) элементарные полуарки передают распор и грузовое давление на опорный контур свода. Диагональные ребра сомкнутых сводов образуются как элементы формы при сопряжении (смыкании) лотков и основными несущими элементами не являются. Главными рабочими элементами служат центральные лотковые полуарки (короткого пролета для вытянутых в плане сводов) и нижний опорный контур.

Расчет показывает, что от любого вида нагрузки опорные реакции элементарных полуарок возрастают от углов к середине. Для сводов, загруженных только распределенными нагрузками, эпюра давления лотка имеет вид простого или выпуклого треугольника, а эпюра распора-- параболического (вогнутого в разной степени) треугольника -- в соответствии с подъемностью свода и видом нагрузки. Суммарное давление и распор лотка численно равны площадям соответствующих эпюр. Из их анализа следует, что на среднюю треть лотка приходится приблизительно 2/3 суммарного давления и распора, а угловые трети практически не работают.

Большое обжатие центральной зоны, равное суммарному распору всех лотков, позволяет сомкнутому своду нести тяжелую центральную нагрузку (еще больше увеличивающую это обжатие). Благодаря этому свойству сомкнутый свод использовался для перекрытия большинства бесстолпных храмов XVII--XVIII вв. Сосредоточенный распор, создаваемый тяжелым световым барабаном и конструкцией завершения, гасился толщиной и замкнутым армированием несущих стен, а также двумя (четырьмя) парами перекрестных воздушных связей, которые ставились в зоне наибольших деформаций лотков. Лотки больших сводов выкладывались с гуртами. Относительное выравнивание давления и распора между средней третью и угловыми частями опорного контура достигалось различными приемами -- вспарушенностью лотков, введением угловых клиновых вставок, устройством по оси лотков разгрузочных отверстий, кладкой «в елку». При пятиглавом завершении выравнивающим давление фактором служила масса угловых барабанов.

Крещатый свод может быть представлен либо как система двух пар главных пересекающихся арок, несущих тяжелую центральную нагрузку, и четырех диагональных полуарок, собирающих нагрузку с угловых частей свода, либо как система полуарок сомкнутого свода с центральными распалубками, разрезающими лотки до уровня «зеркала» или опорного кольца барабана. Вторая схема показательнее для случая, когда центральные арки не выделены технологически, например утолщением или швом. Ширина неявных главных арок в этом случае может быть определена по характеру нагрузки и другим конструктивным признакам, выделяющим центральный деформационный блок. На практике она приблизительно равна удвоенному расстоянию от края центрального проема до заделки в лоток воздушной связи. Вторая схема может быть применена для сомкнутого свода с распалубками, люкарнами и другими отверстиями, разгружающими центральные зоны лотков и опорного контура.

Конструктивную основу крестово-купольных сооружений составляет трех- или пятипролетная арочно-стоечная система (рис. 122).

122. Рабочая схема крестово- купольной системы А -- разрез; Б -- план; В, Г-- планы древних церквей с дополнительной внешней жесткостью; N-- плоский распор системы продольного или поперечного направления; G-- центр тяжести внутренней диафрагмы жесткости; О -- центр поворота; Ne,c -- усилия в воздушных и стеновых связях; R -- реакции противодействия распору внутренних и внешних диафрагм

Подпружные арки, опирающиеся на наружные стены и центральные столбы, служат основанием для цилиндрических сводов планового креста и угловых барабанов, на центральные подпружные арки опирается центральный световой барабан. Арки делят в плане сводчатую систему перекрытия на модули, создающие большие или меньшие встречные распоры. Складываясь, они создают суммарный распор системы, действующий в плоскости арок продольного и поперечного направлений или в диагональной плоскости и воспринимаемый главным образом массой кладки внутренних и внешних жесткостных элементов. Основными внутренними жесткостями служат конструкции «креста» -- центральные столбы, части стен, арочные перемычки и перекрытия хор, объединенные в диафрагмы, а также пространственные угловые модули. Дополнительными внутренними жесткостями ранних храмов служили утолщения западной стены, скрывающие лестницу на хоры (церковь Георгия в Старой Ладоге), или заполнение пространства между подкупольными столбами (подобно Софии Константинопольской).Внешними жесткостями помимо апсид могли быть лестничные башни на западных углах объема (Георгиевский и Софийский соборы в Новгороде), приделы, галереи и высокие притворы против крыльев креста (церковь Михаила Архангела в Смоленске).

Распределение суммарного распора между жесткостными элементами происходит пропорционально их сравнительной жесткости на любой стадии работы системы. Устойчивость системы обеспечивается, если опрокидывающее действие распора Нс, приложенного к своему элементу жесткости на высоте hc, меньше удерживающей реакции собственного веса и нагрузки данного элемента, приложенных с соответствующими плечами относительно точки (оси) опрокидывания. В противном случае, при избытке распора равновесие системы должно поддерживаться работой замкнутого связевого каркаса и затяжек, установленных в уровне пят подпружных арок.

Наиболее нагружены в конструкции перекрытия системы подпружные арки и паруса, несущие центральный световой барабан. Следует заметить, что функции арок и парусов при неизменной общей нагрузке могут существенно меняться в течение «жизни» памятника. В строительный период подпружные арки работают как перемычки, несущие полный вес барабана и парусов. По мере того как твердеет раствор кладки, паруса, упираясь в опорное кольцо барабана, начинают работать самостоятельно, передавая свою часть нагрузки и распора на столбы и далее на элементы жесткости. Распределение нагрузки между арками и парусами зависит от пролета перекрываемого модуля, системы и качества кладки парусов, толщины арок, наличия воздушных связей, наконец, от характера общей деформации памятника. Иногда нагрузка на подпружную арку может быть назначена «по факту», как вес блока кладки барабана, ограниченного усадочными или иными трещинами. Паруса при небольших диаметрах барабанов имеют незначительный вылет. Нагрузка на паруса передается таким образом почти по всей площади, что допускает простую кладку парусов горизонтальными нависающими рядами.При достаточном сцеплении раствора паруса могут работать и как «кронштейны», и как распорные конструкции, воспринимающие усилие распора под углом к плоскости швов. С ростом пролетов функции таких ложных парусов, как консольных или распорных элементов, резко падают. Полутораметровый, например, ложный парус, соответствующий семиметровому пролету арок, теоретически уже не способен нести вес «своего» сектора барабана и тем более помогать подпружным аркам при их деформации. Ненадежность опирания барабана стала, возможно, одной из причин ограничения его диаметра и пролета подпружных арок.

Работа воздушных связей. Воздушные связи арочных конструкций, расположеные в разных уровнях относительно пят, могут иметь неодинаковые функции и по-разному формировать внутренние усилия в сводах.

Затяжки в уровне пят арок и сводов могут воспринимать:

полный распор, если опорные конструкции способны нести лишь вертикальную нагрузку (стойки открытых павильонов и галерей, перекрытых цилиндрическими сводами на распалубках и подпружных арках или крестовыми сводами);«излишек распора», не воспринимаемый опорными конструкциями из-за их недостаточной устойчивости (некоторые крестово-купольные храмы и другие арочно-стоечные системы при значительных пролетах сводов и умеренных толщинах несущих стен и столбов).

Затяжки в уровне пят могут быть поставлены и конструктивно в сооружениях, где распор надежно гасится совместной работой вертикальных и горизонтальных элементов жесткости. При нормальной, спокойной статике большинства крестово-купольных сооружений роль воздушных связей в обеспечении их равновесия не является определяющей. Податливость анкеров, температурные деформации металла при морозах и пожарах, коррозия затяжек и шплинтов -- все это не позволяет считать воздушные связи долговременным и равнопрочным звеном древних распорных конструкций, тем более ставить самую возможность существования памятников в зависимость от их наличия.

Воздушные связи активно работают как арочные затяжки при возведении здания и в течение всего периода твердения раствора. На этой стадии стены, столбы и диафрагмы еще не создают устойчивого контура для арок и сводов, а распор подпружных арок, несущих полный вес незатвердевшей кладки сводов и световых барабанов, намного превышает значение действительного распора от фактической длительной нагрузки. В дальнейшем, как показывают расчеты и контрольные измерения, функция воздушных связей в качестве затяжек крестово-купольной и других распорных систем может быть весьма умеренной.Но в случае деформации объема связи могут препятствовать горизонтальным смещениям пят сводов и арок. Связи включаются в работу и при увеличении нагрузки на своды, а также при изменении общей схемы здания. Просадка опор (например, более нагруженных центральных столбов), вызывающая заметный (до 10--15 см) наклон связей в принципе не влияет на усилия в затяжках.

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.

Разделы