Конструкция и пластическая разработка форм в готической архитектуре

1 — собор в Реймсе, XIII в.: а— план; б— поперечный разрез; в— членение и декор основного нефа; г— фрагмент бокового фасада; 2 — схема распределения распора и ветрового давления; 3 — стрельчатый крестовый свод; 4 — нервюры свода; 5 — возведение свода по деревянным кружалам; 6 — разрез по наружной стене храма; 7— кладка стены с внутренней забутовкой; 8— готические детали: а— фиал; б— окно-роза; в— профили нервюр; г— двухпролетный аркбутан; д — окно бокового фасада; 9 — деревянная фахверковая конструкция средневекового дома При помощи готической каркасной системы достигалась большая экономия материала. Стена как конструктивная часть здания становилась излишней; она либо превращалась в легкий простенок, либо заполнялась громадными окнами. Стало возможным строить здания невиданной ранее высоты (под сводами — до 40 м и выше) и перекрывать пролеты большой ширины. Возрастали и темпы строительства. Если не было помех (отсутствия средств или политических осложнений), то даже грандиозные сооружения возводили в относительно короткие сроки; так, Амьенский собор в основном был построен меньше чем за 40 лет.

После внедрения в архитектуру металлических конструкций стали применять третью систему — подвесную. Байтовые покрытия, растягиваемые или поддерживаемые системой тросов, могут быть разнообразными по форме.

В современном массовом строительстве не требуется перекрывать большие пролеты, поэтому в основном используют три схемы стоечно-балочной системы.

• 1. Бескаркасная с несущими наружными и внутренними стенами (с продольными или с поперечными). Причем несущими могут быть продольные стены, поперечные или и продольные и поперечные.
• 2. С неполным каркасом: внутренний каркас и несущие наружные стены.
• 3. Каркасная (с полным каркасом), т. е. с несущими отдельными опорами. Состоит она из вертикально поставленных стоек (колонн) и опирающихся на них балок (прогонов).

Соединение вертикальных и горизонтальных элементов конструкции может допускать вращение одного элемента относительно другого; такое соединение, допускающее изменять геометрическую форму сопряжения, называется шарнирным.

Если соединение горизонтальных и вертикальных элементов заделано намертво с целью увеличения жесткости конструкции, такое сопряжение называется жестким. В этом случае из стоечно-балочной система превращается в рамную с жесткими узлами рамы, а балка — в ригель — горизонтальный элемент рамы.

Жесткость конструкции может достигаться введением жестких плоскостей — диафрагм жесткости. Постановка вместо внутренних несущих стен отдельных опор (колонн), соединенных ригелями (балками перекрытий), с опиранием на ригели плит перекрытий дает возможность перекрыть большие пространства, внутри которых можно изменить размеры помещений, передвинув перегородки — ограждающие конструкции. Так возникает понятие гибкой планировки — возможности в процессе эксплуатации здания менять расположение и размеры помещений.

Каркасные здания наиболее полно отвечают требованиям современного строительства, а бескаркасные применяют обычно для жилых домов и небольших общественных и промышленных зданий. Последние надежны и просты, но имеют недостатки: из-за ограниченной длины плит перекрытий, не превышающей 6 м, необходимо возводить стены для опирания плит, поэтому спроектировать свободное помещение большого размера по этой схеме невозможно.

Важнейшим средством практического решения функцией, и идейно-художественных задач архитектуры является строительная техника. Она определяет возможность и экономическую целесообразность осуществления тех или иных пространственных систем.

Для стен в основном использовался кирпичплинфа, укладываемая на растворе. В восточных областях империи, богатых карьерами известняков и туфа, применялась кладка из тесаных камней на растворе (Сирия, Закавказье).

В растворе использовали известь, к которой примешивали мелко истолченный кирпич — цемянку для придания раствору большей прочности и гидравлической стойкости. В стенах раствор укладывался горизонтальными слоями толщиной в несколько сантиметров. Иногда применялась смешанная кладка: 3—5 рядов плинфы, уложенных на толстом слое раствора, чередовались с несколькими слоями тесаного камня. Наружная поверхность стен обычно не штукатурилась.

Быстросхватывающийся цемяночный раствор позволял возводить своды и купола по древневосточному обычаю — без применения дорогостоящих лесов. При возведении куполов кладка велась отдельными кольцами с наклонными рядами кирпича. Продолжая строительные традиции восточных областей империи и сопредельных стран, конструкция византийских сводов из кирпича резко отличается от конструкции римских сводов, возводимых по деревянным кружалам.

Для облегчения веса в кладку сводов вводились пористые каменные породы, в частности пемза. Купола и своды покрывались черепицей или свинцовыми листами.

Для восприятия распора арок и сводов в процессе их сооружения в византийских постройках часто применялись металлические и деревянные затяжки, которые иногда оставлялись и в уже возведенном здании. В куполах закладывали растяжные кольца, изготовленные из дубовых брусьев или полосового железа.

В восточных областях империи, где преобладал в кладке естественный камень, своды и купола возводились по кружалам. Наряду с тесаным применялся бутовый камень на растворе.

Среди сводчатых форм, выполненных из камня, следует отметить сомкнутые и крестовые своды, а также появившиеся в Сирии и Закавказье арки и своды со стрельчатым очертанием.

Следует отметить использование и развитие византийскими зодчими эллинистических источников. Известно, что один из строителей собора Софии Константинопольской Исидор из Милета был автором не дошедшего до нас комментария к книге Герона Александрийского «О конструировании сводов». Второй архитектор собора Софии Анфимий из Тралл сам был автором трактата «О парадоксах механики».

Романские строители полностью отказались от приемов укладки камней насухо, а также от бетонной кладки горизонтальными слоями, характерной для римской техники. Стены обычно выполнялись трехслойными с забуткой из каменного балласта и раствора; внешние ряды из тесаного камня также укладывались на растворе.

Своды романских зданий делались из клинчатых тесаных камней или кирпича на растворе. Все своды выполнялись по деревянным кружалам. В целях экономии материала камни для кладки стен имели различную длину и высоту. Выравнивались по высоте лишь камни, находящиеся в одном горизонтальном ряду; сами же ряды часто имели различную высоту. Отеска камня и его окончательная обработка, включая резьбу по камню, производилась до укладки квадров на место. При этом тщательно обрабатывалась лишь лицевая сторона.

Особое значение приобретал укладываемый толстыми слоями раствор, который в данном случае был не только вяжущим, но прежде всего пластическим материалом, служащим для равномерного распределения давления в кладке стены или свода.

В зависимости от применяемых материалов кладка стен, обычно не оштукатуривавшаяся, была важнейшим средством художественной выразительности, способствуя выявлению особенностей тектоники зданий.

Готическая архитектура знаменует собой огромный подъем мастерства каменотесов. Для возведения зданий использовался местный природный камень, а в северной Германии, Нидерландах, некоторых районах Ломбардии и Южной Франции — также и кирпич. Из камня выкладывались не только стены, но и тонкие колонны, своды и все остальные элементы зданий; кроме того, из камня высекались узорчатые оконные переплеты и другие художественные детали. Кровельным материалом служили шифер или обожженная черепица.

Общий уровень архитектурно-строительных знаний XIII в. отчасти нашел свое выражение в капитальном энциклопедическом труде доминиканского монаха Винцента де Бове «Великое зерцало», состоящем из соединенных в три тома 83 книг, написанных на основе использования множества разрозненных трудов, принадлежавших авторам различных народов. Трактат во многом развивает и положения Витрувия.

Сохранившиеся источники дают основание утверждать, что имелись определенные методы вычисления размеров частей зданий и сооружений. Существовали строительные правила, писались трактаты по сводостроению и другим вопросам строительного искусства, интересовались зодчие и проблемами механики. Сохранились источники, говорящие о назначении размеров конструкций в соборах с учетом не только обычных нагрузок здания, но и сотрясения от колокольного звона, дающего специфические вибрационные нагрузки.

В готической архитектуре возведению здания обычно предшествовал проект. Если в романский период достаточно было схематического наброска с размерами, фиксирующего общие пожелания заказчика, то проект готического времени, как об этом свидетельствуют сохранившиеся материалы по строительству Страсбургского и Кёльнского соборов, уже представлял собой выполненные на больших листах пергамента чертежи, на которых сравнительно точно были определены основные конструктивные и архитектурные элементы здания.

Качественные изменения строительной техники, создание новых конструкций и материалов существенно повлияли на современную архитектуру. Особое значение имеет замена ремесленных методов строительства индустриальными, связанная с общими процессами развития производства, с необходимостью повышения темпов массового строительства и потребовавшая введения стандартизации, унифицированных конструкций и деталей. Метод стандартизации должен обеспечить многообразие форм из стандартных элементов, отвечающее многообразию функциональных потребностей и обусловливающее выразительность сооружений и их ансамблей. Индустриализация создает необходимые предпосылки для широкого развертывания массового строительства.