Принцип разгрузочного действия арочных конструкций в древнем риме


Древний Рим. Строительные приёмы и конструкции

Главный принцип, которым руководствовались римские строители, заключался в практицизме и естественной гармонии линий. Практичность служила основой обывательской философии римлянина, на что указал как на положительное качество нации еще Цицерон. Объём, масса и форма постройки в совокупности должны органично соответствовать друг другу и при этом опираться на свойства строительных материалов. Что касается декора, то он почти не употреблялся. В Древнем Риме продолжали развиваться стеновые и стоечно-балочные конструкции, унаследованные от этрýсков и греков. Наряду с этим поиски форм, отвечающих новым архитектурным задачам и масштабам строительства, привели римлян к широкому применению арочных и сводчатых конструкций, которые стали оказывать решающее влияние на архитектуру. С конца II в. до н.э. вошел также в широкое употребление обожжённый кирпич. Техника возведения стен и сводов изменялась с развитием архитектуры и появлением новых материалов. Первоначально господствовала каменная кладка насухо. Наряду с неправильной («полигональной») применялась «нормальная» квадровая кладка стен из правильных блоков с кратными размерами сторон (60 × 60 × 120/180 см). С развитием «нормальной» кладки сложилось и ее сочетание с клинчатой аркой из тщательно отёсанных трапециевидных камней, также укладываемых насухо.

Примерно ко II в. до н.э. сложилась техника возведения монолитных стен и сводов на основе раствора и мелкого камня-заполнителя, которой суждено было сыграть ведущую роль в период императорского Рима.

Римский бетон – это твердеющая на воздухе и под водой смесь извести, вулканического песка и пыли пуццолáны (от названия порта на юге Италии) – породы вулканического происхождения, обладающей свойствами гидравлического вяжущего – с битым кирпичом, затворённая умеренным количеством воды. Битый кирпич (от лат. саетёпйип) в русской транскрипции читается и пишется «цемент». Гидравлические добавки в виде пуццоланы сделали бетон водонепроницаемым и очень прочным. Вначале бетон применялся лишь для забутовки пустот в стенах. Постепенно заполнитель становился всё мельче, смесь делалась однородной. Щебень, применявшийся для заполнения стены, предварительно не смешивался с раствором. Между двумя рядами облицовки из камня или кирпича укладывали попеременно толстый слой (10 ÷ 15 см) раствора и примерно такой же слой измельченного до размера 8 ÷ 10 см каменного щебня, после чего его подвергали трамбованию, вся бетонная масса получала строение монолита. Для облицовки бетонных стен римляне применяли обработанный камень (туф, известняки и др.) в виде усечённых пирамид для лучшего сцепления с бетоном, а позднее и обожжённый кирпич. Вначале облицовка выполнялась довольно крупными камнями, стёсанными так, что они образовывали на фасаде нерегулярный рисунок - йнцерт. С І в. до н.э. стал применяться ретикулат – четырехгранные с фасада камни, образующие в облицовке прямоугольную сетку. Бетон был экономичным по материалоёмкости, простым в производстве и не требовал высокой квалификации строителей, что позволяло широко использовать на строительстве труд рабов. Бетонная техника открыла также новые возможности и для развития сводов. Уже в период Республики техника сооружения клинчатых конструкций из каменных блоков без раствора достигла высокого со-вершенства, особенно при строительстве мостов и акведуков. Однако подлинный расцвет сводостроения в Риме наступил лишь с широким внедрением бетона. Обожжённый кирпич, ставший в период Империи важным компонентом большинства сводчатых сооружений из бетона, применялся в виде арочных рёбер. В цилиндрическом своде выполнялись кирпичные арки, параллельные друг другу. В крестовых сводах арми-ровались диагональные рёбра и краевые участки как наиболее напря-жённые места сводов. Прибегали к кирпичному каркасу и в куполах. Равномерно распределяя усилия в бетоне и укрепляя наи-более напряженные участки сводов, кирпичные рёбра служили также для предотвращения усадки бетона и появления трещин. Особенностью римских бетонных сводов является их армирование кирпичными каркасами. Распространёнными видами сводов в период Республики были цилиндрические и полусферические. Тяжесть и распор этих конструкций воспринимали массивные несущие стены. Для перекрытия квадратных ячеек применялся также крестовый свод, получивший особенно большое развитие в императорский период. Усилия в нём сходятся в диагональных ребрах, а его верти-кальные стороны, освобождённые от нагрузки, использовались для устройства оконных проёмов или лёгкого ажурного стенового запол-нения. При сочетании двух или нескольких смежных сводов создавалась удлиненная пространственная конструкция, с помощью которой перекрывались большие в плане помещения. Нередко строители сочетали в одном сооружении различные приёмы возведения и разные по прочности и объёмному весу материалы. Породы камня комбинировались в здании в зависимости от нагрузки, декоративной роли и условий выветривания. При квадровой кладке римляне стремились для лицевой стороны стены и наиболее ответственных деталей применять один камень, а для ядра стен – другой, менее прочный. При возведении сложных конструкций изменяли массу и прочность балласта в зависимости от нагрузок. Большое развитие получили в римскую эпоху деревянные конструкции. Бетонная техника требовала возведения опалубки, иногда очень сложной, из деревянных решётчатых конструкций. Для покрытия больших пролётов применялись конструкции, близкие к современным фермам. Решётчатые деревянные конструкции широко использовались, в частности, при сооружении мостов, но до настоящего времени они не сохранились. Только один из них, построенный в 104-105 гг. Аполлодóром из древнего Дамаска, дошел до потомков в виде изображения на колонне императора Траяна. Этот мост из 21 пролёта по 52 м был не только самым большим по размерам пролётов, но, судя по изображению, был первым пролётным сооружением, в котором применены раскосные арочные фермы. Каждая ферма этого грандиозного моста через Дунай состояла из трёх концентрических арок, соединённых радиальными связями. Высокого совершенства достигли римляне в технике отделочных, и особенно штукатурных работ. По внешнему слою производилась окраска стен, наносилась живопись. Окраска производилась по ещё не просохшему слою для лучшего впитывания краски и бóльшей долговечности. Живопись, нанесённая на стены подобным образом, получила название «фресковой». В отделке стен и полов римляне широко применяли инкрустацию из мраморных и терракотовых плит разных оттенков, мозаику, различные резные и скульптурные украшения. При строительстве крупных общественных зданий римляне сначала возводили основные конструкции – стены и своды, а затем, иногда через значительный промежуток времени, облицовку. Последняя могла составлять сама по себе довольно сложную декоративную систему, как правило, мало связанную с основной конструкцией.

На постройках умело сочетался труд небольшого числа опытных мастеров с трудом огромной массы рабов.

АРОЧНЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Содержание статьи

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.

Виды арок, дополнительные элементы

Все это происходит, потому что на опорах появятся не только вертикальные реакции, но и горизонтальные, которые называются распором. Именно распор в каждом сечении арки создает момент, противоположный по знаку моменту от внешних нагрузок, что и позволяет их существенно уменьшить, а в некоторых случаях свести к нулю. В случае чрезвычайно больших сил распора между опорами добавляют затяжку, которая проходит через весь пролет, и принимая на себя излишки распора, укрепляет, таким образом, все перекрытие. Затяжка может располагаться в центре опор, а может быть подпольной, или приподнятой. Сами опоры так же могут иметь абсолютно различную форму и функцию. В 40–50 годы 19 века, вскоре после изобретения проката металла и заклепочных соединений для несущих конструкций, стали применяться стальные арки. Это позволило отказаться от тяжелых, дорогих и более трудоемких каменных арок. Появились новые возможности закрепления и усовершенствования арочных конструкций. Для уменьшения различных колебаний, вызванных осадкой опор, сменой распределения нагрузки, изменениями температуры или других условий, влияющих на материал, в арку включают шарниры. Их добавляют в месте соединения арки с опорами. Как правило, посредине арки (в самом высоком месте) добавляется еще один шарнир. Этот центральный шарнир называется замком арки. По этому принципу возникает деление на трехшарнирные, двухшарнирные и бесшарнирные. У трехшарнирных арок , по сравнению с бесшарнирными есть преимущества: они статически определимы, то есть все их реакции опор могут быть определены уравнениями равновесия, они нечувствительны к неравномерным осадкам опор и колебаниям температуры. Но вместе с этим наличие шарниров увеличивает вес и сложность конструкции. Исходя из перечисленных выше плюсов и минусов, чаще предпочтение отдают двушарнирным аркам. Независимо от всевозможных усовершенствований арки имеют длину пролета и высоту (стрелу) подъема. Пролет и стрела подъема обычно определяются технологическими и архитектурными требованиями. В зависимости от соотношения стрелы подъема (f) к пролету (l) арки можно разделить на пологие (1/10

Материалы, техника, конструкции в строительстве Рима эпохи Республики | Архитектура Древнего Рима | История античной архитектуры

Глава «Строительные материалы, строительная техника, конструкции» подраздела «Архитектура Римской республики» раздела «Архитектура Древнего Рима» из книги «Всеобщая история архитектуры. Том II. Архитектура античного мира (Греция и Рим)» под редакцией Б.П. Михайлова. Автор: И.С. Николаев (Москва, Стройиздат, 1973)

Камень был основным строительным материалом в гористой, богатой разными его сортами и вулканическими породами стране. Наиболее удобными для обработки были разновидности мягкого туфа — серого, желтоватого или коричневатого цвета. Очень ценился твердый известняк — травертин, применявшийся крайне экономно в течение почти всего периода республики. Он использовался архитекторами лишь в местах наибольшей нагрузки здания в угловых частях и тех деталях, где нецелесообразен был пористый туф, легко подвергавшийся выветриванию. Снаружи каменные здания нередко покрывались легким слоем стука. Из камня возводились преимущественно культовые и общественные здания и инженерные сооружения. Жилища строились из кирпича-сырца. С конца II в. в употребление вошел обожженный кирпич разных форм. Из фасонного круглого или пятиугольного кирпича выкладывались стволы колонн (рис. 1). К концу I в. до н.э. в стенах терм применялись пустотелые кирпичные блоки для устройства обогревательной системы, в которой циркулировал горячий воздух (рис. 2).

1. Фасонный кирпич для кладки колонн
2. Виды полых кирпичей
3. Образцы «нормальной» кладки
4. Подъемный механизм

В конце периода республики для отделки храмов, общественных зданий и богатых жилищ стал употребляться белый мрамор, как местный, так и привозимый из Греции.

В строительном искусстве и приемах обработки камня известное влияние на римлян оказали этруски. Остатки древнейших римских построек выполнены из больших камней неправильной формы. Кроме полигональной рано была освоена и квадровая кладка. За период V—III вв. до н. э. римляне усовершенствовали строительную технику, разработав так называемую «нормальную» кладку из блоков в форме параллелепипеда разных размеров (в среднем 60X60X120 см). Применялось несколько способов этой кладки: из одних ложковых рядов блоков; из ложков с редкими тычками; из чередующихся рядов ложков и тычков, а также с соблюдением ритмического чередования в каждом ряду тьчков и ложков (рис. 3).

К III в. до н.э. под влиянием греков улучшилась обработка внешней стороны блоков и были разработаны различные способы рустовки. Для подъема и перемещения тяжелых каменных блоков на стройках применялись простейшие подъемные краны (рис. 4).

Помимо стоечно-балочной системы в конструкциях употреблялись ложная арка и ложный свод. К концу III в. до н.э. относится появление римского бетона, открывшего огромные возможности в строительстве.

Развитие римского бетона началось с применения известкового раствора в бутовой кладке. Подобный строительный прием в эллинистическое время был широко распространен. Отличие римского бетона от обычных известковых растворов заключается в том, что вместо песка в нем использовались пуццоланы — вулканические пески, названные по месту добычи (городу Поццуоли — древние Путеолы). Применение пуццолан вместо песка в строительном растворе было вызвано отсутствием хороших сортов песка в этой части Италии. Пуццоланы оказались лучшим вяжущим средством в растворе, так как придавали ему водонепроницаемость, прочность и способствовали его быстрому схватыванию. Первоначально бетон использовался только для заполнения пространства между стенами из тесаного камня. Размеры камней, закладываемых в бетон, постепенно уменьшались, смесь становилась все более однородной и бетон превращался таким образом в самостоятельный строительный материал, хотя облицовка наружных поверхностей камнем сохранялась. Первоначально поверхность стены состояла из небольших камней неправильной формы, связанных с ядром стены и друг с другом бетонным раствором. Это так называемая неправильная облицовка— инцерт (opus incertum). Постепенно появляется (с 90-х годов I в. до н.э.) тенденция придавать камням все более правильную форму и, наконец, с середины I в. до н.э. входит в употребление ретикулат — сетчатая кладка (opus reticulatum), при которой внешняя поверхность бетонной стены облицовывается небольшими, тщательно уложенными камнями пирамидальной формы. Плоские основания их выходят наружу и образуют сетчатый узор, а остроконечные концы погружены в бетонное ядро стены (рис. 5). Углы стен и притолоки проемов образовывались кладкой из крупных блоков. Образцы ранней бетонной техники дошли до нас в небольшом числе. Это объясняется тем, что первоначально бетон использовался главным образом не в монументальных постройках, а в жилищах и мелких сооружениях, для которых был нужен быстро получаемый и недорогой стеновой материал. Техника бетона имела еще и то преимущество, что она требовала гораздо меньшего числа квалифицированных строительных рабочих и позволяла широко применять труд рабов.

5. Способы облицовки: а — инцерт; б — ретикулат
6. Рим. Портик Эмилиев, II в. до н.э. Реконструкция

Параллельно шло развитие арочно-сводчатых конструкций, которые применялись еще в архитектуре древнего Востока, иногда встречались и в Греции (Приена, Пергам и др.). Вопрос о том, привнесены ли арочно-сводчатые конструкции в архитектуру Рима извне или самостоятельно изобретены римскими архитекторами, нельзя в настоящее время считать окончательно решенным.

Первое появление клинчатой арки в Риме относится к IV в. до н.э. В III—II вв. до н.э. число арочно-сводчатых конструкций возрастает, особенно увеличивается оно с конца II в. до н.э.

Соединение бетонной техники и арочносводчатых конструкций, давшее невиданные ранее возможности, оказало огромное влияние на развитие римского зодчества. Только с помощью подобной строительной техники можно было создать такие выдающиеся архитектурные сооружения, как римские акведуки, Колизей и Пантеон.

Первым из дошедших до нас монументальных сооружений в этом новом виде техники является портик Эмилиев, бывший огромным складом зерна в Эмпории (порт Рима вниз по течению Тибра). Здесь производились крупные торговые операции. Первоначально Эмпорий был простой разгрузочной площадью, а портик Эмилиев — временным сооружением. В 174 г. до н.э. было построено здание портика (рис. 6). Он представлял собой большое прямоугольное в плане, вытянутое вдоль набережной здание (487X60 м), разбитое внутри на 50 коротких поперечных нефов 49 рядами столбов. Здание ступенями поднималось от берегов Тибра, и каждый неф был перекрыт ступенчатым цилиндрическим сводом пролетом 8,3 м. На фасаде из тесаного туфа каждому нефу соответствовала секция, отделенная от соседних пилястрами. Каждый неф выражен на фасаде: внизу большим арочным пролетом, наверху двумя окнами меньшего размера также с полуциркульным завершением. Стены здания выполнены из серого бетона очень хорошего качества, поверхность их облицована инцертом; из прямоугольных блоков того же материала выполнены углы здания и клинчатые арки над дверными и оконными проемами. Портик Эмилиев был выдающимся памятником раннеримского строительного искусства.

Здесь впервые в здании столь грандиозного масштаба достигнуто слияние сводчато-арочного принципа конструкций с бетонной техникой. Столь развитая конструкдия указывает, вероятно, на долгую предшествующую эволюцию.

Назначению здания отвечала простота его форм. Повторение на фасаде одного стандартного элемента 50 раз придавало зданию- масштабность и подчеркивало утилитарность его назначения.

Подобные огромные по размерам сооружения осуществлялись в исключительно короткие сроки. Грандиозный Колизей был построен за пять лет, а акведуки длиной в 100 и более километров вместе с субструкциями и мостами «в местах пересечения ими речных долин римляне успевали возвести за два-три года (срок действия полномочии эдила — руководителя строительства, избиравшегося сенатом). Строительство обычно сдавалось с торгов и осуществлялось подрядчиками, которые были заинтересованы в наилучшей организации цела, умело сочетая труд огромной массы неквалифицированных рабов и небольшого числа опытных архитекторов-строителей. Поэтому при проектировании широко использовали типизацию основных элементов конструкций, кратность их размеров футу и модульность, что позволяло расчленить работу на одинаковые несложные операции. Организация труда на римских стройках была очень высока.

Материалы, техника и конструкции в строительстве Римской империи | Архитектура Древнего Рима | История античной архитектуры

Глава «Строительные материалы, строительная техника, конструкции » подраздела «Архитектура Римской империи» раздела «Архитектура Древнего Рима» из книги «Всеобщая история архитектуры. Том II. Архитектура античного мира (Греция и Рим)» под редакцией Б.П. Михайлова. Автор: И.С. Николаев (Москва, Стройиздат, 1973)

В период империи расширилось количество употребляемых строительных материалов и стало более разнообразным их качество. С одной стороны, этому способствовало открытие богатых залежей прекрасного мрамора в Луни (совр. Каррара), с другой — широкий приток со всех концов империи (особенно из Африки, Сирии и Греции) редких сортов цветного мрамора, гранита и порфира. Иногда они доставлялись в Италию уже в качестве готовых архитектурных элементов — баз, капителей и стволов колонн, заготовленных на месте. Эти ценные сорта камня служили для отделки монументальных храмов, базилик, дворцов и других сооружений. Наиболее парадные сооружения — Золотой дом Нерона, форум Траяна и др. — украшались внутри золотом, слоновой костью и перламутром. Обильное применение дорогих материалов — характерная черта многих зданий империи, отличающихся своей роскошью от строгих построек республики.

Широчайшее распространение получил бетон, в большинстве сооружений составлявший основу стен и сводов. Для равномерного распределения бетона служили кирпичные прокладки в нем, которые также препятствовали возникновению трещин (рис. 1). Стены с обеих сторон облицовывались камнем или кирпичом (рис. 2), а своды — кирпичом, который обеспечивал хорошее сцепление со штукатуркой, покрываемой росписями или лепниной.

1. Техника возведения кирпично-бетонного свода 2. Бетонная стена с кирпичной облицовкой
3. Салона. Веерная кирпичная кладка свода мавзолея Диоклетиана, 284—305 гг. н.э.

Ко II в. кирпич как облицовочный материал начал вытеснять камень. Небольшие здания целиком клались из кирпича. Применение цветного кирпича, а также цветной штукатурки открыло новые возможности декоративного решения зданий. В обиход вошла узорчатая разноцветная кладка, обогатившая внешнюю фактуру зданий. В конце империи был найден чрезвычайно рациональный способ кладки купола без кружал с помощью «веерной кладки» из кирпича (купол мавзолея Диоклетиана в Салоне, рис. 3). В связи с упадком строительства в Италии в конце III и в IV вв. нередки были случаи разборки обветшавших сооружений и вторичного использования их камня, колонн, деталей и рельефов для реконструкции зданий (храм Сатурна, Рим) и для возведения немногочисленных новых построек (арка Константина, Рим и др.).

В большинстве провинций основным строительным материалом был не бетон, а тесаный камень (особенно в восточных провинциях). В большом количестве бетон употреблялся в западных областях — Галлии, Британии, Испании. Римские строители умели приспосабливаться к местным условиям и широко использовали местные строительные материалы. В провинциях многие технические новшества распространялись позднее, чем в Италии. Так, кирпич, в Италии распространившийся уже в I в. н.э., в Галлии начинает использоваться только со II в. н.э. (хотя на юге Галлии он стал известен в I в. н.э.), а массовым материалом делается лишь с начала IV в. н.э. В Африке массовое распространение кирпича отмечено только с III в. н.э. Некоторые технические приемы, исчезавшие в Италии, продолжали жить в провинциях. Облицовка бетона ретикулатом, почти вышедшая из употребления в Италии в конце I в. н.э., оставалась популярной в Галлии еще несколько столетий. Одновременно в провинциях использовались материалы, не употреблявшиеся в Италии: дерево было очень популярно в постройках Британии и Германии.

В I—IV вв. н.э. в Риме были разработаны сводчатые конструкции большого пролета, осуществление которых стало возможным благодаря применению бетона. В этот период применялись и нашли дальнейшее развитие основные типы сводчатых конструкций, выработанные к концу республики: цилиндрический свод (прямоугольный и полукруглый в плане), разные виды коробовых сводов, крестовый, сомкнутый и купольный своды (рис. 4). Особые успехи были достигнуты в сооружении купольных покрытий большого диаметра (Пантеон, центрические помещения больших терм, нимфей Минерва Медика, мавзолеи III—IV вв.). Для облегчения сводов и куполов использовались легкая пемза и керамические сосуды, вводимые в кладку (рис.5). Они служили также резонаторами.

4. Основные виды сводов, применявшихся в период Римской империи
5. Керамические сосуды, употребляемые в кладке сводов

С конца I в. н.э. в римском зодчестве усиливаются поиски новых пространственных форм, усложняется планировка зданий и ансамблей, в нее вводятся криволинейные элементы, требующие необычных конструкций сводчатого перекрытия (зонтичный свод вестибюля Золотой площади на вилле Адриана в Тибуре).

В провинциях сводчатые конструкции были мало распространены, за исключением Сирии, где своды употреблялись и в общественных, и в жилых зданиях. В отличие от Италии в Сирии своды выполнялись не из бетона, а из тесаного камня.


Смотрите также