Арка что это такое в архитектуре

АРОЧНЫЕ КОНСТРУКЦИИ

АРОЧНЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Происхождение, история, физические свойства и виды арок.

Арка – одна из древнейших архитектурных форм, на заре цивилизации она не была просто перекрытием, она несла в себе ритуально-символический смысл. Слово «арка» происходит от латинского «arcus» – дуга, но существует версия, что слово происходит от ивритского «арука», что означает «длинная, тянущаяся». С развитием каменного зодчества, арки приобрели повсеместный характер и стали частью многих типов сооружений. Сегодня арка является популярным декоративным элементом, подчеркивающим изящность и одновременно монументальность объекта, наряду с этим они заняли нишу в промышленном строительстве и стали неотъемлемым элементом многих хозяйственных построек.

Так как же появился столь прекрасный и незаменимый элемент? Откуда человек смог его почерпнуть? Какие схожие конструкции присутствуют в архитектуре и природе? Как развивалась и трансформировалась арка в ходе истории, и какие приобретала значения для человечества? Люди часто забывают о значимости обыденных вещей и редко задумываются о происхождении, на первый взгляд привычного и естественного. Потому-то и стоит периодически освещать простые, знакомые каждому и давно забытые как проблема, вещи и явления.

Изучение арок, как основного элемента храмовой и соборной архитектуры, а так же, и как отдельно стоящего произведения монументальной архитектуры – триумфальной арки, занимает в истории искусств огромное место. Применение арок как пролетов или несущих конструкций имело повсеместный характер уже в начале нашей эры, а оформление арочной конструкцией входа и окон – с 10 по 15 века являлось каноническим и предопределяло становление архитектурных стилей. Возможность распределять нагрузку всего здания на одни лишь арки сыграла роль в становлении и развитии искусства постройки готических соборов, и способствовала появлению в них витража. Особое место арочный пролет занимает в мостострое, ведь именно благодаря этому элементу было создано огромное количество переправ. Сейчас же при помощи арочного принципа можно с легкостью создать покрытия промышленных, сельскохозяйственных и общественных зданий пролетом от 12 до 100м. Это могут быть ангары и складские помещения, спортивные и торговые комплексы, различные кровельные системы. Виды и формы арок, их назначение, а так же сооружение, в которых они применяются, достигли необыкновенного разнообразия и, скорее всего, пришли к кульминационному моменту развития, продолжая свой длинный исторический путь.

Происхождение и природа арок

Как же человек пришел к такой несокрушимой и долговечной конструкции, которую легко соорудить из природных материалов, создав прочную опору для всего сооружения?

Скорее всего, люди заметили эту форму в природе, окружающей человека испокон веков. Арки были всегда на виду у человека – это и вход в пещеру, и грот, и склоненные друг к другу деревья, и радуга, и полукруг заходящего солнца. В мире встречаются необычные и причудливые природные арки. Они разбросаны по свету и присутствуют на каждом материке. Эти гигантские естественные шедевры вырезаны из твердых скал, под влиянием воды, ветра и солнца.

Некоторые из них возвышаются на десятки метров над землей, в то время как другие едва сформированы и почти незаметны, но в любом случае их объединяет одно – все эти красивые естественные формирования обладают уникальной формой арки. Примеров таких явлений бесконечное множество, так что придется привести лишь наиболее монументальные и известные арки. Это Лондонская арка на побережье южной Австралии, гора Слоновий хобот, расположенная на побережье реки в южном Китае, утес Персе в Квебеке в восточной Канаде, Дердл-Дор – выступ на северном побережье Великобритании, Лазурное Око на западном побережье мальтийских островов. Радужный мост и Изящная арка находятся в США в штате Юта, где располагается целый национальный парк арок. В парке находится более 2000 природных арок из песчаника, а так же множество других ландшафтных образований. Он имеет площадь 309 кв. км и находится неподалеку от города Моаб. А самой большой на данный момент считается арка, расположенная в Китае, – мост Фей, пролет которой около 120 метров. Подобные, сформированные природой, арки можно встретить и в России: гора Кольцо в окрестностях Кисловодска, грот Дианы в мысе Лермонтова, Арка Стеллера на дальневосточном побережье, скала Золотые ворота близ массива Кара-Даг и др.

У людей первобытного мира арка принимала участие в ритуалах и, скорее, служила символом, в который вложен особый смысл, ведь через нее можно пройти. Например, у некоторых племен центральной Африки существует обряд, согласно которому, что бы мальчик стал мужчиной, он должен на несколько дней отправиться в лес и выжить там. Племя строит из веток арку на окраине леса, юноши, которые должны доказать, что уже готовы повзрослеть, уходят через арку в чащу, а оставшееся в деревне племя, начинает их оплакивать. Когда же те вернуться, то считаются уже зрелыми и готовыми к жизни мужчинами. Так же, пигмеи верят в существование бога радуги и, когда она, наконец, появляется, они, выражая желание общаться с ним, берут лук и стреляют в радугу. У римлян, где богом ворот и дверей был двуликий Янус, проход через ворота, по сторонам которых находились алтари Януса и Юноны, символизировал переход из одного возраста в другой. Значение ворот в религии Древнего Рима не ограничивалось обрядом юношеской инициации, но также было своеобразным способом очищения от зла. Арка была символом небосвода, у греков она обозначала Зевса, у римлян – Юпитера, а 35 арок символизировали дорогу жизни. Арки участвовали и в ритуале чествования и освящения победы. Триумфальные арки в конце концов наводнили всю Италию. Они были символом, увековечивающим победы. Однопролетные, глубокие, массивные арки на Руси были городскими воротами, защищающими от врагов, но в мирное время служили точкой отправления ритуальных шествий, так например, у главных ворот встречали масленицу и поедали блины. Дуга была и обтекаемым, динамичным элементом, присутствуя в конской упряжке. Важным является присутствие арки в обряде кумования на троицу. По обычаю, нужно сплести верхушки двух молодых, стоящих рядом берез, и, пройдя через получившуюся арку, обняться и поцеловаться – покумоваться. После этого девушки становились неразлучными подругами, и их не должны были посещать ссоры. Таким образом, арка, как символ, элемент быта, инструмент обрядов присутствует у различных народов и цивилизаций и играет важную роль в их жизни и культуре.

Физические свойства

Распределение сил

Суть работы арки можно представить на следующем простом примере: любая прямолинейная балка под воздействием нагрузки будет прогибаться. Происходит это потому, что под действием нагрузки в поперечных сечениях балки возникают продольные сжимающие и растягивающие напряжения. При этом в верхней части сечения действуют сжимающие напряжения, а в нижней части – растягивающие напряжения. Под действием этих напряжений верхняя часть балки сжимается, а нижняя – растягивается. В итоге, после прогиба балки, получается как бы перевернутая арка. Но если взять балку, уже имеющую некоторую кривизну оси, относительно большую по сравнению с пролетом, и перевернуть ее, то мы получим нечто, напоминающее арку. Такая теория касается арок, выполненных из цельного пласта материала. Совершенно другая идея лежит в основе арок, собранных из отдельных элементов, чаще всего, каменных. Сегменты выточены в виде усеченных клиньев, так что, опираясь друг на друга, они последовательно предают нагрузку, идущую сверху, соседнему сегменту, пока та вся не перейдет в опоры. Так что, если материал арки и опор имеет соответствующую прочность, то при повышении нагрузки арка лишь становится плотнее и крепче, это увеличивает срок ее службы и улучшает устойчивость.

Расчет арок

Расчет арок производится по правилам строительной механики. Начинают с замера и учета всех нагрузок, таких как масса самой арки, снеговая и ветровая нагрузки, а также прочие нагрузки, связанные с использованием помещения. После чего можно переходить к расчетам, которые выполняются в следующем порядке:

геометрический расчет арки;
статический расчет;
подбор сечений и проверка напряжений;
расчет узлов арки.

Нагрузки

Приходится учитывать, что нагрузки, действующие на арку, могут распространяться равномерно, на всю площадь поверхности, а могут быть сосредоточенны в отдельных местах. Например, точно постоянной и равномерной нагрузкой можно считать давление от массы покрытия и самой арки. К ним чаще всего добавляют условно полученный запас прочности, равномерно распределенной по длине пролета. Для определения массы арки используют коэффициенты собственной массы kсв = 2…4, который зависит от массы покрытия gn, снега p, других нагрузок и присутствует в выражении

Снеговую нагрузку р так же условно считают равномерно распределенной по длине пролета покрытия и определяют по нормам нагрузок и воздействий. Стрельчатые арки в этом случае принимают за треугольные, а для сегментных арок вводят определенные коэффициенты. Ветровую нагрузку q и считают приложенной нормально к поверхности покрытия и определяют так же по нормам нагрузок и воздействий. При этом для упрощения расчета криволинейные эпюры этой нагрузки можно заменять прямолинейными, а стрельчатые так же заменяют треугольными. Сосредоточенные, временные нагрузки Р включают в себя массу подвесного оборудования, или оборудования, находящегося на покровах пролета, и временных нагрузок на нем.

Геометрический расчет арки

Он заключается в определении всех размеров, углов и их тригонометрических функций полуарки, необходимых для дальнейших расчетов. Исходными данными при этом являются пролет l, высота f, а в стрельчатых арках также радиус полуарки r или ее высота f.

Статический расчет

Если рассматривать трехшарнирную арку, то опорные реакции состоят из вертикальных и горизонтальных составляющих. Причем вертикальные реакции определяют так же, как в свободно опертой балке, из условия равенства нулю моментов в опорных шарнирах. Горизонтальные реакции, которые называют распором, определяют из условия равенства моментов нулю в коньковом шарнире. Продольные и поперечные силы можно определять только в сечениях у шарниров, где они достигают максимальных величин, что необходимо для расчетов узлов. Полученные результаты сводят в таблицу усилий, по которой затем определяют максимальные расчетные усилия при основных наиболее не выгодных сочетаниях нагрузок.

Подбор сечений и проверка напряжений производятся по максимальным значениям расчетных усилий. При этом ветровые нагрузки учитываются только в тех случаях, если ветер более чем на 20% увеличивает расчетные усилия. Так же производится ряд проверок, на прочность, устойчивость к деформациям.

После глобальных расчетов выполняется анализ узлов арки, как опорных, так и замковых, если они есть. Производится проверка узла на смятие и устойчивость к горизонтальным нагрузкам.

Источник

ngasanova

Вспомнить, подумать.

Строители нескольких древних цивилизаций были знакомы с аркой, но, по странным причинам,
использовали её лишь в утилитарных или подземных сооружениях, таких как хранилища или
водостоки.
Апогей её использования настал в готической архитектуре, но для современной архитектуры
конструкция арки была нехарактерна.

Эти контрфорсы миланского собора смотрятся просто великолепно.

«Готическая система позволяла облегчить каменные конструкции».

Арка позволяет ограничивать пространство или создавать проёмы в каменных стенах, поскольку, по сути,
она представляет собой безупречную сжимающую конструкцию, идеально сочетающуюся с такими материалам,
как камень и кирпич, обладающими большой силой сжатия, но малым растяжением. Тем не менее, арка в
своём основании создаёт распор, сопротивление которому обеспечивает стабильность структуры.

Массивные полукруглые арки базилики Максенция – крупнейшего здания Римского форума.

Первым архитектурными возможностями арки воспользовались древние римляне. Она послужила основанием для
создания величественных мостов, акведуков и виадуков во времена экспансии Римской Империи, что позволило
Риму стать первым мегаполисом с населением свыше миллиона человек. Аркообразные проёмы, образующие
ярусы аркад, применялись в сооружениях, подобных Колизею, а триумфальные арки воздвигались в честь
крупных военных побед. Благодаря выдавливанию арки формировали своды, а их вращение позволило создать
конструкцию купола.
Несмотря на её огромные размеры, у полукруглой арки, предпочитаемой римлянами, а позднее возрождённой в
романской архитектуре Европы во времена первой волны строительства церквей и монастырских зданий, было
два серьёзных недостатка: она обладала значительным распором и, будучи основой системы сводов, могла
применяться лишь для формирования крестовых сводов. Эти недостатки устранило появление готической
стрельчатой арки, обладавшей меньшим распором и возможностью покрывать сводом прямоугольные пролёты
благодаря тому, что её вертикальные и горизонтальные размеры могли изменяться независимо друг от друга.
Готическая система позволяла облегчить каменные конструкции; чтобы справиться с оставшимися проблемами,
связанными с распорами, каменщики разработали сложную систему контрфорсов.

Предоставив строителям возможность изменять соотношение ширины и высоты, готическая система
стрельчатых арок и сводов, представленная в своей первозданной и чистой форме в Амьенском
соборе, кардинально изменила будущее каменной архитектуры.

Самые прочные формы арок представлены параболической и катенарной конструкциями. Они послужили основой
каталонской системы возведения сводов, использованной Антонио Гауди, в насмешку называвшим контрфорсы
«архитектурными костылями», а позднее применимыми венесуэльским инженером Эладио Диесте.

Железобетонная стяжка, применяемая Луисом Каном для укрепления арочных проемов.
Надо заметить, что подобное конструктивное решение применяется сейчас при
проектировании зданий в сейсмически опасных районах.

В современной архитектуре арки не заслужили популярность; отчасти потому, что имелись такие материалы,
как сталь и железобетон, обладавшие большой силой сжатия и растяжения, частью от того, что необходимая
для их сооружения кладка свода по кружалам дорого обходится, а частью и потому, что они имеют не такой
современный вид. Тем не менее, их ожидало триумфальное возвращение в работе Луиса Кана, представившего
железобетонные стяжки для сопротивления распору, а также в кирпичных постройках в Индии и Бангладеше,
где были представлены необычные перевёрнутые арки, противостоящие вертикальному распору, образующемуся
под воздействием землетрясений.

Вдохновленный «римским великолепием», Луис Кан применил принципы каменной архитектуры в кирпичных
зданиях в Индии и Бангладеш, удвоив арки таким образом, чтобы сформировать круглые проёмы.

Источник

Арка что это такое в архитектуре

Полезное

Смотреть что такое «Арка» в других словарях:

арка́да — аркада … Русское словесное ударение

арка́л — аркал … Русское словесное ударение

арка́н — аркан … Русское словесное ударение

арка — и, м. arc m., ит. arco <лат. arcus. 1. архит. <Ворота> построены на манеру, или на образец, арка Триумфальнаго. Матвеев Зап. 1 58. Выше самых ворот или арков. Лом. АСС 9 160. Для лучшей обсушки болот потребно сделать арку под Лиговой… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

АРКА — (франц. arc, от лат. arcus лук, искривление, свод). 1) отверстие в стене, имеющее полукруглый верх. 2) ворота с полукруглым сводом. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. АРКА дугообразный проезд или… … Словарь иностранных слов русского языка

АРКА — закрепленный по концам кривой брус плавного очертания, обращенный выпуклостью навстречу действующим на него нагрузкам. А. служат для перекрытия отверстий между опорами; применяются в мостах в качестве главных ферм (см. Мост арочный), как… … Технический железнодорожный словарь

Арка — (от лат. arcus дуга, изгиб), криволинейное перекрытие проёма в стене или пространства между двумя опорами (столбами, колоннами, пилонами). В зависимости от размера пролёта, нагрузки и назначения арка выполняются из камня, железобетона,… … Художественная энциклопедия

АРКА — АРКА, арки, жен. (лат. arcus дуга). Архитектурное сооружение криволинейной формы, служащее для перекрытия отверстия в стене или промежутка между отдельными стенами. Стрельчатая арка. Зубчатая арка. ❖ Триумфальная арка триумфальные ворота.… … Толковый словарь Ушакова

АРКА — Ассоциация рекламных компаний Алтая организация АРКА Агентство страховщиков автогражданской ответственности авто, Молдова АРКА Анапская региональная курортная ассоциация организация … Словарь сокращений и аббревиатур

Арка — – конструкция в форме кривого бруса для перекрытия проемов в стене или пролетов между опорами в зданиях, мостах и других сооружениях. [Терминологический словарь по бетону и железобетону. ФГУП «НИЦ «Строительство» НИИЖБ им. А. А. Гвоздева,… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

АРКА — жен., лат. перекинутая чрез промежек дуга, перемычка, свод стеною (не баней, не главою). Римская арка круглая сверху; восточная островата; готическая стрельчата. Арочный, арковый, к ней относящийся. Аркада жен. целый ряд, порядок перемычек,… … Толковый словарь Даля

Источник

Арка что это такое в архитектуре

Арка (от лат. arcus — дуга, изгиб) в архитектуре, криволинейное перекрытие проёма в стене или пространства между двумя опорами — столбами, колоннами, пилонами и т. п. В зависимости от размера пролёта, нагрузки и назначения арки выполняются из камня, железобетона, металла, дерева. По форме кривой различают арки: полукруглые, или полуциркульные (наиболее распространённый вид), стрельчатые (характерны для архитектуры готики), подковообразные (распространены в архитектуре араб. стран), килевидные, многолопастные, ползучие (с опорами на разной высоте) и др. Впервые арки (каменные) появляются в архитектуре Древнего Востока, где отсутствовало дерево, пригодное для крупных горизонтальных балочных перекрытий. Далее арки получили широкое применение в архитектуре античного Рима (в зданиях, акведуках, триумфальных арках). Видоизменяясь в соответствии с системой конструкций сводчатого перекрытия и требованиями стиля, арка осталась важным элементом зодчества и в дальнейшем. Отдельно стоящие триумфальные арки или арки, связанные со зданием (например, арка здания Главного штаба в Ленинграде), определяют иногда характер ансамбля.
В современном строительстве арки применяют в качестве несущих элементов покрытий зданий, пролётных строений мостов, путепроводов и т. п. Под нагрузкой арка работает в основном на сжатие и, в отличие от балок и ферм, передаёт на опоры не только вес (вертикальную нагрузку), но и распор (горизонтальное давление), который погашается опорой, затяжкой, контрфорсом. По конструктивной схеме различают арки бесшарнирные, двух- и трёхшарнирные. Неподвижность опор бесшарнирных арок обеспечивается жёстким защемлением их в поддерживающих арки конструкциях. При проектировании очертание оси арки принимается таким, чтобы при постоянной нагрузке (собственный вес арки, вес опирающегося на неё покрытия, кровли и т. п.) в арке возникали лишь усилия сжатия, что обеспечивает наименьшие размеры её поперечного сечения. Арки решётчатой конструкции, выполняемые, как правило, из металла или дерева, называются арочными фермами.

Смотреть что такое АРКА в других словарях:

(от лат. arcus — дуга, изгиб) в архитектуре, криволинейное перекрытие проёма в стене или пространства между двумя опорами — столбами, колоннами. смотреть

арка ж. 1) Дугообразное перекрытие проема в стене или пространства между двумя опорами (столбами, колоннами, пилонами). 2) Проем с таким перекрытием в стене, использующийся для прохода, проезда.

Источник

Значение слова арка

Словарь Ушакова

Средневековый мир в терминах, именах и названиях

(от лат. arcus — дуга, изгиб) — полукруглое или криволинейное перекрытие проема, имеющее выпуклую форму. В архитектуре средних веков получила распространение стрельчатая а. с изломом в центре, особенно характерная для готики.

Архитектурный словарь

архитектурная криволинейная конструкция для перекрытия проемов, состоящая из уложенных дугой блоков с опорами лишь по бокам.

(Архитектура: иллюстрированный справочник, 2005)

1. Криволинейное перекрытие, у которого поперечная толщина кладки меньше, чем протяженность (вдоль лицевой поверхности) перекрываемого пространства.

2. Проезд с криволинейной перемычкой.

3. Дугообразная вставка посреди кладки, перераспределяющая нагрузку на основание (разгрузочная арка).

(Термины российского архитектурного наследия. Плужников В.И., 1995)

(Словарь терминов архитектуры. Юсупов Э.С., 1994)

Историко-этимологический словарь латинских заимствований

1) Дугообразное перекрытие проема в стене;

2) декоративное сооружение в виде ворот с проездами, завершенными сводами.

► лат. arсus «сводчатые ворота; свод, арка». Заимств. из ит. arсa или через фр. arс «свод, арка» (Шан., I, 143). Период вхождения характеризовался наличием вариантов арк и арко, подтверждающих возможность сразу нескольких источников заимствования.

Употребляется с начала ХVIII в. (Сл.РЯ ХVIII в., I, 91). Впервые приводится в Сл.Яновск. (I, 295).

С ХVIII в. и до середины XIX в. в русском языке присутствовал омонимичный латинизм арка – «мат.дуга, часть кривой линии».

► лат. arcus «мат.дуга», возможно, заимств. из фр. arc, о чем свидетельствовало непродолжительное употребление формы арк (Бирж., 343). Латинизированная форма аркус к концу ХVIII в. опростилась. Фиксируется в Сл.Яновск. (I, 205).

Геоморфологический словарь-справочник

Дизайн. Словарь терминов

АРКА (итал. arko) – архитектурное криволинейное перекрытие проемов в стене (ворот, окон, дверей) или пролетов между двумя опорами, например между колоннами, устоями моста.

Энциклопедический словарь

Словарь Ожегова

АРКА, и, род. мн. арок, ж.

1. Обычно дугообразное перекрытие проёма в стене или пролёта между двумя опорами.

2. Сооружение в виде больших ворот такой формы. А. Победы. Триумфальная а.

| прил. арочный, ая, ое. Арочное перекрытие. Арочная плотина.

Словарь Ефремовой

Энциклопедия Брокгауза и Ефрона

Источник