Hvelv

Et hvelv , et ord som kommer fra det latinske volta , [ 1 ] selv om det er mer hensiktsmessig fra den rekonstruerte formen volta , [ 2 ] er et overfladisk konstruksjonselement , vanligvis laget i mur eller murverk , der delene og komponentene fungerer under kompresjon . Hvelvene har en geometrisk form generert av bevegelsen av en genererende bue langs en akse . Som en generell regel tjener dette konstruksjonselementet til å dekke rommet mellom to vegger eller en serie av justerte søyler . [ 3 ] Det konstruktive problemet består i å finne ut tykkelsen eller motstanden til de tilstøtende veggene, slik at de kan motstå sideskyvningen til hvelvene de støtter. I mange tilfeller har overflaten ribber der skyvelinjene er rettet og konsentrert. Til tross for dens utbredte bruk i konstruksjon, ble dens virkemåte ikke forstått og forklart av vitenskapen før langt ut på 1800  -tallet . [ 4 ]

Det er vanligvis funnet i noen bygninger som arkadede torg , klostre , katedraler og også i underjordiske gallerier , i infrastrukturen til metroen , gruvedrift . For tiden, med bruken av nye materialer, for eksempel armert betong , har den klassiske formen og arrangementet av hvelv med elementene som arbeider under kompresjon, sluttet å bli utført som vanlig i konstruksjon, noe som tillater konstruksjon av flate overflater (flate hvelv) ...

Funksjoner

Den geometriske formen til hvelvet genereres ved translasjon i rommet av like buer, riktig sammenlåst, for til slutt å oppnå et " overfladisk " konstruksjonselement. Med andre ord er buen generatoren til hvelvet. Hvelv er passende strukturer for å dekke store arkitektoniske rom gjennom bruk av små biter. [ 5 ] Dens geometri kan være av enkel eller dobbel krumning , et eksempel på enkel geometri finnes mellom tønnehvelvene , og i de med mer kompleks krumning de av kant (kryssing av to tønnehvelv). I mange tilfeller har hvelvet en plante mellom kvadratisk eller rektangulær .

Den er vanligvis bygget med støtter innvendig i form av tidligere buer og som er dekket med søm . I moderne bygninger har begrepet hvelv blitt utvidet, og på grunn av arven etter murhvelvkonseptet brukes det om konstruksjoner bygget med buede tak , der tykkelsen er svært liten i forhold til bredden og lengden, også kalt skjell eller skjell .. [ 6 ] Mens i murhvelv arbeider brikkene i kompresjon, i disse moderne strukturene er arbeidet grunnleggende i bøying.

Fabrikk

Tradisjonelle hvelv er bygget med murmaterialer. [ 7 ] [ 8 ]​ Materialene som tradisjonelt er brukt i konstruksjonen har vært stein , murstein . Alle er materialer som danner konstruksjonselementene til et klassisk hvelv, og er svært egnet for å "arbeide" i kompresjon. Disse materialene er like egnet for å bygge buer. Når det gjelder steinhvelv, var kunnskapen om steinhoggere i stereotomi nødvendig for å kunne skjære ut steinene til plementería- lerretene , så vel som de forskjellige elementene i ribbeina. For tiden brukes også stål og armert betong , etc. som byggemateriale for hvelv . Voussoirene kan rigges "til bein", det vil si uten sammenlåsing, selv om de vanligvis er sammenføyd med et bindemateriale eller mørtel .

Bruken av prefabrikkerte mursteinshvelv var en konstant i latinamerikansk konstruksjon på 1960- og  1970 -tallet . To hovedideer kom sammen i disse hvelvene: på den ene siden, en av de store lidenskapene i disse årene, prefabrikkert konstruksjon, ideell for å garantere smidige og mekaniserte produksjonsprosesser; på den andre siden av den lette hvelvede konstruksjonen med murverk, som, til tross for at det i hovedsak var et tradisjonelt konstruksjonssystem, hadde noen fordeler som kunne hevdes, fra disse årenes perspektiv, med årsak: dens lave kostnader, enkle produksjon og moderat energiforbruk. [ 9 ]

Hvelveteori

Både i de gamle hvelvene og i de moderne er den dominerende oppfordringen i elementene komprimering . Dens spenninger ligner på en bue , eller et sett med buer som danner en overflate. Kraftene til et hvelv omdannes til en horisontal skyvekraft som må motvirkes for å holde strukturen i balanse. Det strukturelle elementet er vanligvis en støtteben , eller distanse . Noen ganger stoler man på mer enn ett tellerelement. Problemet som skal løses ved bruk av hvelv er å dimensjonere støtteveggene riktig for de permanente horisontale fremstøtene. Skyv som oppstår fra unionslinjen mellom hvelvet og veggen. Dette er grunnen til at planutformingen av bygninger med store hvelv var nødvendig for å vurdere motvirkningen, på en eller flere måter, av denne påvirkningen.

Resulterende skyv inn i et hvelv (røde piler).
Å motvirke denne horisontale drivkraften er gjenstand for konstruksjonsteknikk .
Skyvefordeling som må motvirkes med stigbøyle .  
Luftfoto av hvelvet som viser sidetrykkene.  
Noen ganger bygges det ofte en "stabel" av hvelv som lener seg mot hverandre.  

Ved noen anledninger, av sikkerhetsmessige årsaker, brukes utformingen av mer enn ett inneslutningssystem. Når hvelvet er demontert , har skyvekraften en tendens til å presse ut bunnen av hvelvet. Romerske arkitekter brukte tykke støttemurer . I hvelvteorien er det vist at en enkel vegg er utilstrekkelig til å støtte kraften til hvelvene. Flyvende støtteben og støtteben ble brukt i gotisk arkitektur . Støttene til hvelvene mot veggene må ikke være særlig sterke, sideskyvningen reduserer belastningen på hvelvene. [ 3 ]

Konstruksjon

Siden starten har bruken av provisoriske hjelpestrukturer blitt praktisert i konstruksjonen, hvis funksjon var å støtte brikkene som utgjør hvelvets overflate. Disse strukturene, kalt cimbras , gjorde byggingen av hvelv dyrere. [ 10 ] De var vanligvis laget av tre og krevde deltakelse fra høyt spesialiserte snekkere . Noen ganger var falskarbeidet stort, minst like stort som hvelvet. På grunn av denne ulempen, siden begynnelsen av byggingen av hvelv, har det blitt gjort forsøk på å forbedre konstruksjonsteknikker for å unngå bruk av falskt arbeid (i det som kalles "luft"-konstruksjon), eller redusere bruken så mye som mulig. . Kostnaden for forskalingen kan nå kostnaden for buen. De fleste av de klassiske hvelvene er laget med falsk arbeid. [ 11 ] Denne bruken strakte seg frem til romanske , der skipene var dekket med ribbehvelv mellom kraftige tverrbuer og ribber med prismatisk snitt .

Romerne brukte kun forskaling på toralbuene . I dette forsøket på å minimere kostnadene ved falskt arbeid, oppstår det oppdelte hvelv som bruker svært få falske strukturer (eller takstoler) i konstruksjonen. [ 12 ] Elementene som hvelvet er støttet på og sitter på, som en korbel , kalles pendentiver . [ 13 ]

Historikk

I arkitekturhistorien spilte murhvelv, det vil si laget av murstein eller stein, en fremtredende rolle i konstruksjonen og har mistet fremtredenen med generaliseringen av moderne byggeteknikker og materialer: først bruken av stål og senere armert betong . [ 14 ] Muliggjør flate bygg med store spenn som støtter arbeid i bøying , hvor det tidligere kun var mulig å bygge hvelvede flater som fungerer i kompresjon. Imidlertid brukes armert betonghvelv i stor utstrekning i anleggsteknikk for å bygge gallerier, tunneler, tak med store spenn og generelt sett alle de arbeidene der elementene fungerer i bøying er uheldige fra et teknisk og økonomisk synspunkt. [ referanse nødvendig ]

Romersk arkitektur brukte falskt arbeid som bare støttet hovedbuene i murstein mellom flisene. Resten av hvelvet var laget av upresset betong. I gotisk arkitektur ble bruken av falsk arbeid betraktelig redusert, fordi den kun ble laget for ribber . [ 15 ] Romersk arkitektur utviklet seg fra tønnehvelv til lyskehvelv (skjæringspunktet mellom to tønner ).

Klassisk hvelvkonstruksjon
Byggeprosess av et romersk hvelv ved bruk av falskt arbeid og murverk. [ 15 ]  
Geometrisk prosess for design og dimensjonering i gotisk arkitektur. ( Krysshvelv ).  

Bruken av hvelv i noen arkitekturer som den bysantinske gir opphav til plantegninger som det såkalte greske korset . [ 13 ] I likhet med buer ble hvelv ikke vitenskapelig forstått før på midten av 1800-  tallet . [ 4 ] Noen forfattere undersøkte mekanismene for hvelvkollaps, med Wittmann i 1879 som en av de første som forsto mekanismen i ribbehvelv , [ 16 ] Allerede på 1900  -tallet er en av de mest nevnte studiene Heyman (1966). [ 17 ] Den katalanske arkitekten Antoni Gaudí tegnet hvelvene med skalamodeller.

Allerede på 1900  -tallet fødte den konstruktive utviklingen av hvelvene nye konsepter, som de såkalte skjellhvelvene . [ 6 ] En av dem skyldes den spanske arkitekten Félix Candela som ble berømt for konstruksjonen av hvelv i form av hyperbolske paraboloider . I de første tiårene designet den uruguayanske ingeniøren Eladio Dieste en metode som han selv kalte armert keramikk som besto av hvelvede konstruksjoner av murstein, stålarmering og minimal bruk av betong.

Typer hvelv

Se også: Vedlegg: Typer hvelv

Avhengig av formen på hvelvets intrados , er det forskjellige arrangementer eller typologier. Avhengig av buens generatrise , for eksempel , genereres tønnehvelv ved å bruke en halvsirkelformet bue med en sylindrisk form som en generatrise . Hvis buen som brukes som generator senkes (dvs. med ellipsebue eller lignende) kalles det senket hvelv som når det flate hvelvet. Hvis en tilsvarende spiss bue brukes, kalles det et spiss hvelv . En spesiell type hvelv er kuppelen som dannes ved å rotere en bue om en akse, og danner en halvkule. [ 17 ] Det er noen forfattere som er opptatt av den taksonomiske klassifiseringen av hvelv, i mange avhandlinger siden slutten av 1800  -tallet er det gjort hyppige omtaler av emnet. [ 8 ]

Arkivelementer

Hvelvene består av forskjellige deler, hvis valør tradisjonelt er:

Dimensjoner

I design og konstruksjon av hvelv refererer det ofte til deres karakteristiske dimensjoner, som tradisjonelt har blitt referert til som:

Bruker

Ved bruk av hvelv på en klassisk bygning står de knapt for mellom ti til femten prosent av konstruksjonsmaterialet som brukes; resten brukes til å bygge vegger og fremfor alt til forstøtninger som støtter kraften til hvelvene. [ 7 ] Hvelvet er lite egnet til å bære last over seg, derfor brukes det hovedsakelig til å dekke overflater. I hvelvenes intrados utføres vanligvis malerier, fresker osv. på grunn av sin store overflate. Den typiske rektangulære utformingen gjør hvelvene egnede steder å plassere korridorer og buktstrukturer som skip (som industribygninger ). Det er mye brukt i underjordiske konstruksjoner av alle slag, som et element for å dekke underjordiske gallerier .

Se også

Referanser

  1. ↑ Lajo Pérez, Rosina (1990). Kunstleksikon . Madrid - Spania: Akal. s. 33. ISBN  978-84-460-0924-5 . 
  2. ↑ Elena Pingarrón. "hvelvetymologi" . Etymologisk ordbok . Valentin Anders . Hentet 2. juli 2016 . 
  3. ^ a b Gargollo y Parra, Manuel (1878). Typ. Litterær av F. Mata, red. Statikk av hvelvene: sammendrag av de muntlige leksjonene gitt i år 1860 ved National Academy of San Carlos, i dag School of Fine Arts (første utgave). Madrid. 
  4. ^ a b Karl-Eugen, Kurrer (2008). Ernst & Son Verlag, red. Historien til teorien om strukturer: fra bueanalyse til beregningsmekanikk (første utgave). ISBN  978-3-433-01838-5 . 
  5. ↑ Orchard Fernandez, Santiago (2004). Juan de Herrera Institute, red. Buer, hvelv og kupler (første utgave). Madrid. ISBN  84-9728-129-2 . 
  6. ↑ a b Olvera López, Alfonso (1968). Continental Publishing Company, red. Analyse, beregning og design av skjellhvelv (første utgave). Madrid. 
  7. ^ a b Fitchen, John (1961). University of Chicago Press , red. Byggingen av gotiske katedraler: en studie av middelaldersk hvelvoppføring (første utgave). Chicago. ISBN  0-226-25203-5 . 
  8. ↑ a b Rovira og Rabassa, Antonio (1897). Stereotomi (første utgave). Barcelona: Superior School of Architecture i Barcelona. 
  9. ↑ Garci'a Muñoz, Julian; Beltran Fernandez, Maria de los Angeles. «Prefabrikasjon av mursteinshvelv. En latinamerikansk utopi» . rita_ Indexed Journal of Academic Texts (2): 92-99. doi : 10.24192/2386-7027(2014)(v2)(05) . 
  10. ↑ Orchard Fernandez, Santiago (2004). Juan de Herrera Institute, red. Buer, hvelv og kupler. Geometri og balanse i tradisjonell beregning av murkonstruksjonerArcos (første utgave). Madrid: Juan de Herrera Institute. ISBN  84-9728-129-2 . Hentet 26. oktober 2011 . 
  11. ↑ Fortea Luna, Manuel (2001). Mursteinshvelv: byggeprosess og strukturell analyse av lyskehvelv . Vicente López Bernal (andre utgave). Madrid: Editorial of the Trades SL ISBN  84-930427-3-0 . 
  12. ↑ Truño, Angel (2004). College of Architects of Catalonia, red. Bygging av flislagt hvelv (første utgave). Barcelona. ISBN  84-9728-130-6 . 
  13. ↑ a b Auguste, Choisy . Kunsten å bygge i Byzantium (første (på spansk) utgave). Barcelona: Redaksjonell tilbake. s. 109-111. 
  14. ↑ Echaide, Rafael (2002). ETSA publikasjonstjeneste, red. Arkitektur er en historisk realitet . s. 120-125. ISBN  84-89713-54-5 . 
  15. ^ a b Choisy, Auguste (1999). CEHOU, red. Kunsten å bygge i Roma (første (på spansk) utgave). Madrid: Juan de Herrera Institute. 
  16. ^ Wittmann, W. (1879). «Zur Theorie der Gewölbe». Zeitschrift für Bauwessen (Berlin) 29 . 
  17. ^ a b Heyman, Jacques (1997). University of Cambridge, red. Steinskjelettet: Strukturell konstruksjon av murarkitektur . ISBN  9780521629638 . 

Eksterne lenker