Главная Окна Значение слова свод в архитектурном словаре. Общие свойства сводчатых конструкций

Значение слова свод в архитектурном словаре. Общие свойства сводчатых конструкций

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.

Свод - пространственная конструкция, перекрытие или покрытие сооружений, имеющие геометрическую форму, образованную выпуклой криволинейной поверхностью. Под нагрузкой свод, подобно арке, работает преимущественно на сжатие, передавая на опоры вертикальные усилия, а также во многих типах свода горизонтальные (распор). Простейшим и наиболее распространенным является цилиндрический свод, опирающийся на параллельно расположенные опоры (стены, ряды столбов, аркады и т.п.); в поперечном сечении он представляет собой часть окружности эллипса, параболы и др. два цилиндрических свода одинаковой высоты, пересекающиеся под прямым углом, образуют крестовый свод, который может опираться на свободностоящие опоры (столбы) на углах. Части цилиндрического свода - лотки, или щёки, опирающиеся по всему периметру перекрываемого сооружения на стены (или арки, балки), образуют сомкнутый свод. Зеркальный свод отличается от сомкнутого тем, что его верхняя часть (плафон) представляет собой плоскую плиту. Производной от свода конструкцией является купол. Отсечением вертикальными плоскостями частей сферической поверхности купола образуется купольный (парусный) свод (свод на парусах). Многочисленные разновидности этих основных форм определяются различием кривых их сечений, количеством и формой распалубок и пр. (своды стрельчатые, ползучие, бочарные, сотовые и др.). древнейшими являются так называемые ложные своды, в которых горизонтальные ряды кладки, нависая один над другим, не передают усилий распора. В 4-3 тыс. до н.э. в Египте и Месопотамии появились цилиндрические своды, распространившиеся в архитектуре Древнего Рима, где также употреблялись сомкнутые своды и крестовые своды. В византийской архитектуре применялись цилиндрические, парусные, крестовые своды, в частности, в крестово-купольных храмах.. В архитектуре Азербайджана, Индии, Китая, Средней Азии и Ближнего Востока использовались преимущественно стрельчатые своды. В Западной и Северной Европе в средние века получили распространение крестовые своды, которые в архитектуре готики приобрели стрельчатый характер с основным конструктивным элементом - нервюрой. С древности своды выполнялись преимущественно из природного естественного камня и кирпича. Величина прочности камня на изгиб ограничивала примерно на 5 м ширину пролета в стоечно-балочной конструкции. Применение сводов (в которых камень, работая не на изгиб, а на сжатие, обнаруживает более высокую прочность) позволило значительно превысить эти размеры. Со 2 пол. 19 в. своды нередко создавались на основе металлических конструкций. В 20 в. появились различные типы монолитных и сборных железобетонных тонкостенных сводов-оболочек сложной конструкции, которые применяются для покрытий большепролетных зданий и сооружений. С сер. 20 в. распространяются также деревянные клеёные сводчатые конструкции.

Ложный свод - перекрытие пролёта последовательно выдвигаемыми и нависающими друг над другом рядами горизонтально положенных каменных плит (брусьев, брёвен и т.п.). Ложный свод в отличие от настоящего не даёт бокового распора.

Каменные своды нигде не были так распространены, как у римлян: руины полны их остатков, повсюду своды, выполненные из щебня и раствора, смело переброшенные над пространством, перекрывают античные залы; или по крайней мере остатки каменной конструкции в виде выступа, нависшего над поверхностью стен, сохранились как свидетели первоначальной конструкции и выявляют нам конструкцию сводов, разрушенных временем. Эти своды из маломерного материала разнообразятся, так сказать, до бесконечности; ими перекрыты то прямоугольные ограждения, то круглые, то многоугольные в плане площади, то экседры. Выполненные по опалубке, они одинаково хорошо приспосабливались к самым разнородным планам и к самым многообразным требованиям расположения помещений. К тому же, многие из них, казалось были рассчитаны на существование веками, а благородная простота их форм придавала зданиям строгий, величественный вид. Никогда строительные приемы не соответствовали так хорошо материальным и духовным потребностям народа; и нам становится ясным, почему римляне основывали на применении подобной конструктивной системы всю свою архитектуру.
Проблема замены деревянных конструкций иными, одновременно более прочными и более долговечными, так же стара, как строительное искусство; но до появления сводов, выполненных в виде монолитной каменной конструкции, не известно было никакого действительно практического решения. Настил из плит и каменные архитравные перекрытия египетских и греческих храмов требовали материалов, добываемых ценою тяжелого труда и используемых ценою больших расходов. Мы находим в постройке примитивных архитектур несколько сводов, выполненных из горизонтальных рядов камней, постепенно нависающих друг над другом; мы находим даже своды, состоящие из клинчатых камней, линии швов которых сходятся в одной точке на горизонтальной оси; но, по неведению или подчиняясь общей системе, строители этих первых лет почти всегда укладывали клинчатые камни своих сводов насухо, не помещая между двумя блоками никакого цемента, никакого раствора, никакого вещества, компенсирующего неровности отески. Отсюда возникала необходимость придавать применяемым камням очень правильную форму, отсюда и возникали практические трудности, которые, несомненно, должны были ограничивать возможности, свойственные сводам из тесаного камня. Среди всех древних народов своды из тесаного камня были наиболее распространены у этрусков; однако и у них их применение было очень ограничено; они перекрывали сводами сточные канавы, подземные водоспуски, служащие для осушения сырых равнин, акведуки, городские ворота, но в этрусских зданиях, предназначенных для удовлетворения обыкновенных жизненных потребностей, и даже в культовых зданиях сводчатая конструкция никогда не получала постоянного применения; применялись деревянные бревна, подобные описанным Витрувием в Тосканском храме, или каменные архитравы, подобные тем, которые воспроизведены в фасадах нескольких дошедших до нас зданий, высеченных в скале.
Что касается греков, то, несмотря на их постоянную связь с Этрурией, они, по-видимому, никогда не помышляли о воспроизведении разновидностей этрусских сводов, линии швов которых пересекаются в одной точке. Мы находим в первоначальных греческих сооружениях, в Микенах и особенно на острове Эвбее, ложные своды, выполненные кладкой напуском, но своды из клинчатых камней, линии швов которых сходятся в одной точке, не применялись греками до римского завоевания; в формах постройки с плоским перекрытием их архитекторы дали наивысшее выражение идей пропорциональности и правильности; и греки дорожили этими формами, как прекраснейшим созданием их гения; они были как бы частью их национальной славы и держались все время, пока длилась греческая независимость. Поэтому греки, будучи свидетелями появления сводчатых построек, не принимали в них участия и предоставили римским. архитекторам честь распространения этой конструктивной системы, которую те сделали простой и практичной, благодаря применению мало-.мерных материалов, искусственно соединенных в одно целое.
Были ли римляне изобретателями сводов, выполненных в виде монолитной каменной конструкции, т. е. сделанной из мелких камней, плотно сцементированных раствором, или нет, но как бы то ни было, до них ни одному народу не приходило на ум возводить из мелких каменных материалов своды больших пролетов. Сами римляне, по-видимому, долго пренебрегали теми возможностями, которые могла дать такая конструкция, или не знали их; и мы видим, что она постоянно применяется только к концу последнего века до нашей эры; по-видимому, она получила развитие в период материального процветания, последовавшего за окончанием завоеваний в дальних странах и прекращением гражданских раздоров. Ее успехи были в то время стремительны; в строительном искусстве творилась настоящая революция. Применение сводов в больших залах общественных сооружений повлекло за собой полное изменение планов; опоры, которые теперь подвергались воздействию нового рода усилий, должны были принять неизвестные до тех пор формы; пришлось изменить группировку зал для обеспечения четкого воспринятая распора сводов. До сих пор строители жили как бы за счет фондов Греции и Этрурии, лишь в этот период строительные приемы освобождаются от пут традиции; зарождается, или по крайней мере получает правильное и широкое развитие, целая конструктивная система, подлинно римская.
Это преобразование, совершившееся в последние годы республики, конечно, подготовлялось давно; но исчезли ли первые образцы монолитных сводчатых конструкций в течение длинного промежутка времени, отделяющего нас от римлян, или же скорее эти примитивные постройки были снесены и уступили место пышным сооружениям, воздвигнутым императорами, а следы этой интересной серии опытов и усовершенствований, предшествовавших эпохе Августа, были как бы стерты временем?
Как бы то ни было, но Пантеон встает перед нами одновременно как шедевр римской архитектуры и как один из первых памятников ее истории; и образцы более раннего времени слишком редки и сомнительны, чтобы свидетельствовать о последовательных успехах строительного искусства Римской республики. Мы не будем делать попытки восстановить по догадкам картину его происхождения, - мы сразу приступили к исследованию сводов, выполненных в виде монолитной каменной конструкции и достигших полной законченности; мы опишем условия, в которых они строились, и попытаемся связать эти собранные факты с небольшим числом простых идей, которые, по-видимому, господствовали у римлян во всей системе сводчатых построек.
Если мы обратимся к какому-нибудь римскому зданию с каменными сводами, если мы осмотрим, например, один из рядов акведуков, которыми изборождены окрестности Рима, то заметим у торцов главные арки из кирпичей или камней, линии швов кладки которых сходятся в одном общем центре, а за этими главными арками - грубую каменную кладку из кусков туфа или черепицы, похожую на бетон. Компактная масса из щебня и раствора, заключенная между двумя арочными облицовками, линии швов кладки которых сходятся в одной точке, - такова конструкция, выявляющаяся при поверхностном осмотре руин. Но при близком рассмотрении этих внешне однородных грубых массивов мы обнаружим вделанные в них ребра совершенно иной структуры, настоящие встроенные нервюры, иногда целые кирпичные решетки, образующие в теле заполнений внутренний остов, легкий каркас, разветвляющийся, подразделяющийся и простирающийся внутри грубых каменных конструкций, которые его облекают.
Не следует смотреть на остов свода, как на систему жестких арочек, возводимых одновременно с кладкой конструкции, выполняемой из щебня и раствора, и предназначенных для ее усиления, словом, как на нечто аналогичное каменным столбам в стенах современных зданий. Каркасы из кирпича, помещенные в кладку римских сводов, возведены раньше, а грубая каменная кладка сделана потом, что подтверждается несоответствием в расположении рядов кладки заполнения и каркаса (рис. 8).
Этот легкий остов, этот каркас, вделанный в свод, состоит, как и главные арки, которыми он завершается, из кирпичей; линии швов его кладки сходятся в одной точке, и в этом отношении он по конструкции до некоторой степени похож на наши каменные своды; но здесь аналогия. кончается, и если мы оставим в стороне внутреннюю структуру сводов и рассмотрим самое заполнение, то убедимся в простоте конструкции, совершенно не свойственной современным постройкам.

Рис. 8.

Самое название свода вызывает представление о сооружении из камней, уложенных так, что линии швов кладки сходятся в одном общем центре; и этому представлению в действительности соответствует конструкция римских сводов из тесаных камней, уложенных насухо; равным образом это представление правильно, как мы только что говорили, в отношении арок из кирпича, помещенных в виде прочного каркаса внутри массивов; но распространять его на самые массивы было бы совершенно ошибочно; ряды, из которых состоит кладка заполнения римского свода, выполненного в виде монолитной каменной конструкции, сохраняют от основания до вершины строго горизонтальное положение; и видя, как обозначаются следы этих рядов в разрушенных частях развалин, невольно вспоминаешь ровные пласты, обрисовывающиеся иногда совершенно ясно в размерах слоистых почв. Подобное расположение швов - явление довольно необычное, и поэтому нам кажется полезным пояснить его графически. Я даю в двух сравнительных эскизах поперечные разрезы сводов, возведенных по той и по другой системе.
В современном своде швы расположены так, как это изображено на рис. 9.
Точно так же расположены швы в римском своде из тесаного камня, уложенного насухо.
Наоборот, в римском своде из маломерного материала, образующего монолитную каменную конструкцию, швы неизменно имеют направление, показанное штриховкой на втором из упомянутых выше схематических разрезов (рис. 10). Таким образом, римляне, в зависимости от того, строили ли они из тесаного камня или из щебня, сцементированного раствором, постоянно располагали линии швов либо сходящимися в одном общем центре, либо строго параллельно. Эти два противоположных приема, впрочем, не заключают в себе никакой неувязки, никакого противоречия в античных методах, ибо между условиями уравновешивания сводов из камней, уложенных насухо, и сводов, выполненных в виде сплошной монолитной каменной конструкции, имеется глубокое различие.


Рис. 9	Рис. 10

В одном случае камни держатся только благодаря своей форме, и не обходимо придавать линиям швов направление ведущих к пересечению их в одной точке; во втором случае вяжущий материал превращает все в целый единый блок, в котором слои раствора и ряды камней смешаны
в одну сплошную однородную массу; следовательно, направление этих рядов не имеет особого значения с точки зрения прочности сооружения; и римляне выгодно использовали это обстоятельство, чтобы ввести в свои работы существенное упрощение: они решительно освободились от всяких усложнений, к которым могло бы повлечь расположение швов так, чтобы их линии сходились в одной точке. Таким образом, кладка их сводов представляет собой не что иное, как продолжение опор, которые как бы нависли над пролетом; упраздните остов, вделанный в заполнение, и останется каменная конструкция, в отношении направления рядов очень похожая на конструкцию несущих ее стен.
Мы говорили по поводу античных стен, что римляне пользовались двумя типами монолитной каменной кладки, а именно - выполняемой без трамбования и с трамбованием; и мы заметили, что только первая применялась для постройки стен с облицовкой из тонких кирпичей, потому что только она может быть выполнена без вспомогательных устройств и сплошных опалубок. Соображения такого же порядка приложимы к сводам, и они позволяют предугадать, какой из двух видов каменной кладки в них должен был применяться. Для сводов неизбежно было устройство внутренней опалубки, придававшей заполнению подобающее очертание, но если эта опалубка была необходима, иначе говоря, если для сводов нужны были кружала, то по крайней мере нужно было постараться сделать эти кружала как можно дешевле, и это условие должно было повлиять на выбор римлян между двумя известными им конструкциями каменной кладки. Если бы они применили кладку, требующую трамбования, то подвергли бы кружала сотрясениям, способным расшатать их сопряжения, но прежде всего этот способ вызывал бы сильные деформации в несущем каркасе кружал: кружала оказались бы зажатыми в местах, расположенных близко к опорам свода (рис. 11), а в то же время наружные облицовки стали бы распираться наружу.
Для воспринятая подобных усилий пришлось бы, кроме кружал, устроить еще по ним опалубку; кружала и опалубка, вся эта временная деревянная конструкция, должны были бы обладать чрезвычайной прочностью, чтобы противостоять распирающим усилиям и беспрестанному действию ударов: перед лицом этих трудностей самым лучшим решением было отказаться от трамбованной кладки.
Так рассуждали римские архитекторы; каменная кладка их сводов везде, где я мог установить ее структуру, выполнена с точным соблюдением тех приемов, какие применялись при возведении обыкновенных стен. Иногда для сводов взяты более легкие материалы, чем для стен, но способ выполнения тот же в обоих случаях, - каменная кладка сводов никогда не трамбуется.


Рис. 11	Рис. 12

Хотя при выборе типа конструкции и имели в виду экономить на кружалах, но воздействие, оказываемое сводами на их опоры, было тем не менее в некоторых случаях весьма сильным. До тех пор пока кладка свода незначительно возвышалась над пятами, она держалась почти сама собой; ее ряды с последовательными напусками действительно присоединялись к вертикальному, продолжению опор, подобно какому-нибудь отростку ABS в виде выступа, прикрепленного по линии AB (рис. 12); - форма этого выступа ABS не отличалась существенно от теоретического профиля бруса равного сопротивления, подходящего для твердого тела, заделанного в стену одним концом и нагруженного лишь собственным весом, и следовательно, эти части сводов не требовали для своего возведения трудно· выполнимых и дорого стоящих подпор. В крайнем случае свод в этой нижней части мог обойтись без лесов, - достаточно было шаблона для придания его нижней поверхности той кривизны и очертаний, которые она должна была иметь.
Но эта легкость выполнения уменьшается по мере того, как свод становится выше; его нависающие части чем дальше, тем сильнее давят на кружала, а нагрузка вблизи вершины свода увеличивается с крайней быстротой.
Вскоре свод представляет собой как бы полужидкую массу, опирающуюся всем своим весом на несущие устройства; от кружал, которые, только что были почти излишними, теперь требуется энергичное сопротивление, тем более высокое, чем более плотными и массивными должны быть своды; римские своды никогда не были легкими: грубая структура их заполнений заставляла придавать им иногда огромные размеры.
Более того, необходимо было поддержать эту груду материалов, еще не достигших достаточно прочного соединения, подпорами, неспособными прогнуться.
Это было серьезной трудностью: малейшая осадка, вследствие которой вынуждена была бы заработать каменная конструкция, как-раз во время процесса схватывания вызвала бы в кладке, состоявшей из щебня и раствора, внутренние смещения, а может быть, даже трещины.
В обыкновенном своде, линии швов кладки которого направлены в одну точку, осадка кружал хотя и досадна, но редко вызывает катастрофу: может быть, образуются трещины в нескольких швах, но устойчивость постройки не зависит исключительно от цельности этих швов, раствор в этом типе сводов служит прежде всего для регулировки, для распределения давления, это не вяжущее вещество, это просто прослойка между клинчатыми камнями; если даже этот раствор даст трещины или исчезнет, это не будет непременно угрожать целости свода, и его присутствие настолько мало необходимо, что древние никогда не употребляли раствор в своих конструкциях из тесаного камня.
Но в сводах, выполненных в виде монолитной каменной конструкции, как мыслили их древние, роль раствора уже перестает быть подсобной; здесь он, и он один, обеспечивает связь между элементами сооружения; как только эта связь будет нарушена, от сооружения останется лишь нечто подобное разбитому, развалившемуся, прежде монолитному массиву.
Таким образом, чтобы вывести римский свод из маломерных материалов, необходимо было обеспечить кружалам полную неизменяемость: в этом, так сказать, заключалось первое условие успеха, и это условие могло быть выполнено лишь с большим трудом, когда применялись простые деревянные кружала. Но даже используя больше дерева, умножив число сопряжений, придав им безукоризненную точность, нельзя разрешить всех затруднений: дерево при самом лучшем сопряжении искривляется, коробится, деформируется, а монолитный свод, неспособный следовать всем деформациям деревянной конструкции, служащей ему опалубкой, беспрестанно будет под угрозой лишиться подпор вследствие могущей произойти осадки или сдвига кружал.
Следует добавить, что слишком необычным для римских строителей было бы придавать такое важное значение временным устройствам: было бы удивительно, если бы они, обычно считавшие полезными только те работы, которые рассчитаны на долговечное существование, а в особенности привыкшие всегда искать простых решений, вдруг в единичном случае применяли бы столь сложные и дорогие подсобные работы.
Наконец, если мы обратим внимание на состав работников, занятых на строительных площадках, то хотя и иными путями, но мы придем к тому же заключению. Римляне, располагавшие во· всех местах своей империи неограниченным числом рабочих рук, не везде, однако, с одинаковой легкостью находили рабочих, которым можно было бы доверить ответственные плотничные работы. Когда возводимые сооружения требуют простой затраты физических усилий, легко набрать рабочую силу среди покоренных народов, в армиях, среди рабов. Но как только дело коснется сложных и трудных конструкций, - таких, как прочные и не поддающиеся деформациям кружала, - возможности выполнения делаются более ограниченными; архитекторы принуждены будут собрать ценой значительных издержек множество искусных ремесленников, а кроме того, им придется примириться с неизбежными задержками. И когда, затратив деньги и время, они смогут возвести целые леса для поддержки заполнений своих громадных сводов без риска осадки их, то на другой день после окончания работ все расходы на эти временные устройства, так сказать, пропадут даром, все это дорого стоящее оборудование бесследно исчезнет. Жертвовать впустую дорогим и тяжелым трудом, конечно, было невыгодно, древние строители старались избежать этого, и их усилия, направленные на то, чтобы частично избавиться от зависимости от временных лесов, внушили им столь же остроумную, сколь простую мысль - ввести в конструкций сводов это подобие внутреннего кирпичного каркаса, поддерживавшего массу кладки заполнения во время возведения и этим разгружавшего кружала,

Рис. 13.

В первых таблицах, приложенных к этому труду, дан общий вид различных остовов сводов, причем они показаны вделанными в заполнение, которое они поддерживали, а чертежи, размещенные в тексте, поясняют некоторые конструктивные детали, причем мы можем сразу понять, по крайней мере в общих чертах, природу и значение функций, выполняемых ими.
Я взял среди различных систем каркасов простой тип и попытался воспроизвести на рис. 13 вид конструкции в процессе возведения.
На рисунке показаны временные кружала C , легкий каркас из кирпичей D , размещенный непосредственно по кружалам, и наконец, заполнение M из щебня и раствора, из которого по окончании работ и образуется свод в собственном смысле слова.
Сообразно с современными строительными приемами временные кружала С несли бы весь свод целиком, их пришлось бы сделать чрезвычайно прочными, следовательно, они стоили бы очень дорого. Здесь, напротив, деревянные кружала несут, так сказать, лишь остов свода, это существенная разница, позволяющая уменьшить несущую способность кружал, т. е. сделать их значительно менее мощными, что повлечет за собой и значительное сокращение расходов.
Благодаря присоединению этой прочной каркасной конструкции, которая их покрывает и предохраняет, временные кружала обеспечены от всякой опасности разрушения, они образуют нужную форму для заполнения, не испытывая тяжести его веса; будучи возведенным, каркас из кирпичей становится настоящей системой кружал, чрезвычайно долговечных, остающихся в теле кладки сводов, сливающихся с ней в одно целое и способствующих, наравне с грубой монолитной каменной кладкой, прочности и долговечности сооружения.
Эти вторые кирпичные кружала, включенные таким образом в тело кладки, стоят, несомненно, дороже, чем то количество материала заполнения, место которого они занимают; но какими ничтожными покажутся эти лишние издержки, если сравнить их с экономией, достигаемой на устройстве временной деревянной конструкции. Кроме того, этот лишний расход сам по себе был весьма незначителен.
В качестве материала для каркасов употреблен простой кирпич, правда, больших размеров, но изготовление его в Окрестностях Рима стоило недорого.
С другой стороны, этот кирпич, несмотря на его дешевизну, использовался поистине замечательно экономно.
Вместо того чтобы выполнять этот каркас сплошным, мы видим, что римляне делали его сквозным, упразднив, таким образом, около половины кирпичей, которые были бы необходимы для выполнения устройства такой несущей сплошной оболочки над кружалами (табл. I).
Часто они ограничивались отдельными ребрами, так сказать, подпружными арками, погруженными в толщу заполнения из щебня и раствора (табл. IΙ, III, VII, VIII, IX, Χ, XI). И эти подружные арки выполнены обыкновенной каменной кладкой; они никогда не выполнялись сплошными, но ажурными во всех направлениях; это решетчатые конструкции из кирпича, покрывающие на известном расстоянии узкие полосы свода.
Наконец, в некоторых случаях, чтобы сократить расходы, которых, учитывая толщину свода, требует установка кирпичей на ребро, римляне применяли каркасы из кирпичей, уложенных плашмя и образующих на поверхности кружал подобие изогнутого настила (табл. IV, рис. 1). Иногда два настила такого рода были уложены один над другим, но тогда второй обычно был уже не сплошным (табл. IV, рис. 3). Невозможно было итти дальше в экономичном использовании материалов.
Что касается расходов на рабочую силу, то они были меньше, чем можно было ожидать, судя по остроумным, а в некоторых случаях изощренным комбинациям, которые мы видим на рисунках: все выполнялось быстро, я бы сказал даже, что это была, пожалуй, весьма грубая работа. Осматривая римское сооружение, вы чувствуете, что античные строители научились, путем практики, выкладывать кирпичные каркасы сводов на скорую руку и достигали в них всей экономии времени и труда, совместимой с такой работой; вид этих вспомогательных устройств говорит о самом поспешном выполнении, и неправильность форм в них иногда настолько разительна, что я вынужден был, чтобы сделать ясной мысль строителей, придавать этим каркасам в моих чертежах правильность, которую часто далеко нельзя было обнаружить при самом тщательном осмотре руин.
Однако ни в коем случае не следует ставить римлянам в упрек неразумную неряшливость; в данном случае быстрота работы в ущерб ее точности была скорее достоинством, нежели недостатком. Всякую трату времени в вспомогательных строительных работах, если она не оправдывается строгими требованиями настоятельной необходимости, нужно считать бесполезной; и грубый внешний вид, придаваемый римскими строителями остовам их сводов, свидетельствует о том, что они правильно понимали их назначение. Достаточно было настолько надежно установить кирпичный каркас, чтобы он только продержался до окончания укладки заполнения: как только каменная монолитная конструкция была готова, все оказывалось вделанным, замурованным в ее массе; а во время декоративных работ последние следы каркаса, которые могли еще остаться видными изнутри, исчезали под толстым слоем штукатурки; какое же преимущество дало бы при этих условиях более тщательное выполнение? Весьма небрежно сделанные каркасы римских сводов были достаточно хороши; и старание выполнить их более аккуратно было бы напрасным трудом.

Рис. 14

Но помимо соображений экономии у римлян имелось еще одно более важное основание для избежания задержки. Чтобы вполне понять причину их поспешности в выполнении каркасов сводов, нужно ясно представить себе состояние стройки в тот момент, когда должны устанавливаться вспомогательные кирпичные конструкции. Закончена кладка опор и только что установлены на место кружала. Перед архитектором встает тогда нелегкий выбор. Продолжая укладку заполнения, он рискует раздавить кружала, если же он, наоборот, приостановит работу по укладке заполнения, чтобы снова взяться за нее, когда кладка каркаса свода будет закончена, то это вынуждает его оставить незанятой всю артель рабочих и рабов.
Единственным средством все согласовать является для него спешная установка этих каркасов и окончание их кладки, пока заполнение еще не оказывает давления на кружала. Если, например, AB обозначает уровень, где начинается давление, нужно, чтобы в тот момент, когда укладка заполнения достигнет уровня AB , арки каркаса были выведены под замок и конструкция имела бы вид, изображенный на рис. 14.
Таким образом, кладка каркасов и заполнения всего сооружения в целом начинается и ведется одновременно, но каркасы должны быть выведены и закончены кладкой так, чтобы они уже могли выполнить свое назначение в течение того короткого промежутка времени, пока кладка заполнения держится сама по себе. Отсюда эта столь заметная поспешность; причина ее, как мы видим, была серьезна, в противном случае имело бы место временное бездействие многочисленных чернорабочих, которых римляне использовали для выполнения наиболее простой и трудоемкой части строительных работ в своих больших сооружениях.
Этот первоначальный период, когда внутренний каркас сводов должен был возводиться целиком и с большой поспешностью, был, впрочем, единственным критическим моментом в работах: кладка сводов заканчивалась на этих жестких опорах так же легко, как обыкновенная кладка; и когда, наконец, наступал момент их раскружаливания (операция, довольно сложная при других конструктивных системах), оно совершалось без всякой опасности, или, вернее, раскружаливание уже не представляло собой никакой серьезной операции. Можно было без всякого риска снять деревянную конструкцию, несшую опалубку: настоящими кружалами был. самый каркас; и скрытые в кладке заполнения из щебня и раствора, эти кирпичные кружала, перекрывали пролет, неся на себе тяжесть сводов до полного затвердения раствора.
Теперь мы можем охватить в целом и ход римского строительства и преимущества, связанные с конструктивной системой античных сводов: она, как мы видим, основывается на весьма простых и практических принципах; некоторые из принципов, положенных в ее основу, настолько естественны и так легко приходят на ум, что их можно найти в другом виде в архитектуре, внешне наиболее отличающейся от римской; я говорю о французской архитектуре средних веков. Нервюрные своды в наших (французских) соборах, разумеется, не похожи на своды римлян ни своим наружным видом, ни статическими условиями их работы; одни держатся благодаря преднамеренно созданной сложной комбинации усилий и распоров; в других устойчивость создается просто монолитной структурой их кладки; но в отношении приемов возведения аналогия показательна, и тем более замечательно, что она, быть может, случайна. Действительно, кому не бросится в глаза, что нервюры средневековых сводов эквивалентны античным каркасам. В одном случае нервюры сделаны из кирпичей и помещены в массу кладки заполнения из щебня и раствора, в другом - они рельефно выступают и поддерживают заполнения из настоящей каменной кладки. Но здесь не важны различия в формах и материале: основная. установка одинакова с той и с другой стороны; скрытые или выступающие нервюры играют, по крайней мере во время производства работ, ту же самую роль; и чем меньше сходства в их внешнем виде, тем сильнее чувствуется, насколько замысел возведения сводов на втором ряде кружал, построенных из каменного· материала, естественен и общепонятен. Я не берусь предсказать те преобразования, которые переживет в будущем эта остроумная идея; но те применения, которые она последовательно получила в двух в корне различных архитектурах, говорят, по-моему, за то, что она плодотворна; а изучение возможностей, которые подобное решение может дать в наши дни, безусловно достойно полного внимания строителей.
Заканчивая это первое изучение сводов по памятникам, было бы полезно сравнить все наши гипотезы в целом с указаниями в текстах. К несчастью, положительные сведения на этот счет весьма неполны, а намеки весьма темны.
Витрувий несколько раз упоминает о названиях сводов, но не сообщает никаких подробностей относительно способов их возведения; если мы проанализируем весь его трактат, то едва ли найдем в нем хоть одно место, серьезно освещающее этот, может быть, самый важный вопрос во всей истории античного зодчества. Он распространяется о способе. воспроизведения конструкции свода при помощи деревянной конструкции из досок, расположенных по кривой, переплетенных тростником; и оштукатуренных; что касается настоящих сводов, то напрасно искать у него их описание. Нужно ли видеть в этом странном пробеле упущение со стороны автора или же результат полнейшего искажения его трудов? Или, наконец, это признак, указывающий на состояние строительного искусства во времена Витрувия? Я бы охотно склонился к этому последнему предположению; и дата сооружения самых древних сводов больших размеров, сохранившихся до нашего времени, делает его, нужно признаться, весьма правдоподобным.

Рис. 15.

Невзирая на эти пробелы и неясности, Витрувий всегда оставался авторитетом у римлян; и позднейшие авторы" довольствовались по большей части повторением в менее тяжеловесной, менее пространной, но часто и менее точной форме указаний его текста. Так^ Плиний, писавший в тот период, когда своды по каркасам были весьма распространены, не входит ни в какие подробности относительно способов их возведения; знаток сельского хозяйства Палладий и анонимный автор, сокративший Витрувия, хранят одинаковое молчание относительно строительных приемов, касающихся сводов в собственном смысле слова, но зато распространяются, по примеру оригинального автора, у которого они списывали, об этих весьма мало интересных конструкциях, подражающих внешне кривизне сводов, не обладая ни их прочностью, ни их долговечностью.

Рис. 16.

Но, если мы лишены возможности проверки по текстам, то, по крайней мере, можем узнать, что говорят традиции. Итальянцы и теперь весьма скупо применяют временные деревянные конструкции, когда дело идет о кружалах для возведения сводов; так, нередко можно увидеть, что они применяют такую конструкцию, как показано на рис. 15.
Постоянные кирпичные кружала римлян здесь представлены в виде ряда кирпичей, уложенных плашмя, держащегося на поперечине из бракованного дерева, и нескольких кирпичах, поставленных на ребро; иногда итальянцы во время раскружаливания удаляют уложенные плашмя кирпичи, римляне же обычно оставляли их на месте. Однако даже в современных итальянских сооружениях я неоднократно встречал уже законченные своды, покрытые внутри таким изогнутым кирпичным настилом, который первоначально служил им опалубкой и кружалами.
Вот (рис. 16) другая система кирпичных кружал, задуманная приблизительно в том же духе.
Кружала, на которых выводится свод, состоят из двух начинающихся у пят изогнутых выступающих ребер, переходящих у вершины в сквозную кирпичную стенку, расположенную на деревянной балке.
Наконец, приведу в качестве последнего примера (рис. 17) конструкцию кружал, состоящую из двух деревянных брусьев, упирающихся один в другой и несущих сквозную стенку из кирпичей, подобие тимпана, выполненного неправильной кладкой, назначение которой - поддерживать во время производства работ кладку свода.

Рис. 17.

Вероятно, ни один из этих трех типов кружал не соответствует в точности античным конструкциям; но мне кажется, нельзя не признать и здесь и там замечательного тождества принципов: например, то же стремление ограничиться самыми простыми деревянными конструкциями, кирпич, играющий в обоих случаях важную роль в качестве материала для кружал, и применение его ради экономии и легкости плашмя в кладке настилов или в кладке сквозных стенок. Впрочем, при дальнейшем изучении наблюдение современных приемов неоднократно поможет нам понять практические приемы римлян, неясно видные в развалинах, или, по крайней мере, добавить новые доказательства в пользу пояснительных гипотез, которые мы изложили выше.
Вернемся теперь к римским конструкциям каркасов. Они делятся, как мы видим, на две группы, из которых одна охватывает все конструкции, основанные на применении арок или решетчатых каркасов такой кладки, линии швов которой сходятся в одном центре, а другая - все те, которые основываются на применении настилов из кирпичей, уложенных плашмя. Мы по очереди займемся обоими решениями в различных типах сводов и первым долгом - в цилиндрических сводах.

а) Своды на каркасах с радиальными швами.

Каркасы, линии швов кладки которых пересекаются в одном центре, выполняются обычно из двух сортов кирпичей: квадратных с длиной стороны в 2 римских фута (немного меньше 0,60 м) и прямоугольных кирпичей с размерами сторон в 2 фута и около 1/2 фута (0,15 м).
Из прямоугольных кирпичей выполняли арки, ребра, располагая последние на расстоянии в 2 фута меж осями, а большими квадратными кирпичами, с длиной стороны в 2 римских фута, связывала эти ребра меж собой подобно тому, как это изображено на рис. 18.

Рис. 18.

Таким образом получали нечто вроде решетки, которую можно считать наиболее законченным типом римского каркаса с радиальными швами.
Иногда (но этот вариант является исключением и, по-видимому, представляет собой скорее результат небрежности, а не преднамеренного расчета) большие квадратные кирпичи, служившие для связи, вместо того чтобы укладываться так, как показано на рис. 18, т. е. один за другим по одной линии - по образующей цилиндрического свода, перекрывают один другой так, что каждый квадратный кирпич покрывает всю ширину обеих связываемых им арок (рис. 19).
Расположение вдвойне дефектное - потому, что а) одним и тем же количеством материалов можно покрыть значительно меньшую часть свода, и б) труднее уложить заполнение в уменьшенные клетки каркаса.
Может быть, обеспечивается несколько большая прочность, благодаря большему количеству этих арок; но и при другой системе, по-видимому, получается прочность, вполне достаточная даже для самых широких сводов; а так как каркасы были здесь, по· существу, вспомогательными конструкциями, то древние действовали мудро, жертвуя этим слабым повышением прочности, ради более важных условий экономии и легкости.
Замечательный пример сооружения, выполненного по первому способу (рис. 18), мы находим в зале дворца Цезарей в Риме, являющегося частью группы строений, окружающих Большой цирк. Я привожу этот свод на табл. I; чтобы дать более ясное понятие о его общем устройстве и показать, как он связывается со своими опорами, я начертил ряд разрезов, в которых выявлены все детали постройки и одновременно резюмированы. представления, которые мы могли себе составить до сих пор как о конструкции сводов, так и об обычной структуре римских массивных каменных сооружений. Эти рисунки позволят установить тождество между конструкцией кладки сводов и опор, горизонтальное расположение рядов в заполнениях свода и, наконец, в особенности, наличие общего каркаса, сменяющегося изнутри при переходе от цилиндрического свода к опорам облицовкой из треугольных кирпичей.
Эта таблица дает, пожалуй, наиболее законченный тип античной конструктивной каркасной системы: кирпичный каркас, который показан здесь, соединяет в себе ценные качества жесткой несущей опоры и сплошной облицовки.

Рис. 19.

Но эта конструкция все же требовала количества кирпичей, которое может показаться огромным, и римляне, жертвуя этим слишком дорого стоящим преимуществом, постепенно отказались от такой конструкции, чтобы перейти от цельного кирпичного каркаса к отдельно стоящим, скрытым в кладке арочным ребрам. Я попытаюсь показать следствия этих упрощений и вариантов. Но, связывая с первым типом конструкции все последующие примеры, которые я хочу привести, я, само собой разумеется, не претендую на восстановление исторической цепи событий и того пути, каким шли изменения конструктивных приемов в действительности: относительные даты возведения различных сводов, которые нам придется сравнивать, обычно мало известны; и поэтому было бы слишком смело задаваться целью найти при современном состоянии археологических знаний [конец XIX в. - Ред.] настоящую преемственность римских идей; мое намерение - только выявить среди множества различных форм ведущую основную идею, положенную в основу конструкции постоянных кружал - каркасов античных сводов.
Перейдя после этой оговорки к сравнению свода, показанного на табл. I, с различными сводами, изображенными в том же масштабе на табл. II и III, мы убедимся, что их, очевидно, связывает одна общая идея, нашедшая наиболее полное выражение в своде Палатина.
На рис. 1 табл. II арочки каркаса уже не соединены непосредственно. друг с другом при помощи больших квадратных кирпичей-связей: вместо этой общей связности арки просто расположены ближе одна к другой.


Рис. 20.	Рис. 21.

Каркас свода теперь, так сказать, сводится к системе отдельно стоящих ребер; эти ребра имеют не более 0,15 м ширины, в направлении образующей свода, и промежутки между ними превышают размеры обыкновенных римских квадратных кирпичей. Таким образом, пространство между арками не разделено на ячейки; но зато направо и налево с каждой стороны арки выступают концы больших квадратных кирпичей, уложенных вперемежку, с кирпичами шириной 0,15 м; не подразделяя пространства меж арками на обособленные ячейки, они все же четко намечают в нем эти подразделения и, так сказать, компенсируют прерывистость конструкции каркаса. Каждая арка, взятая отдельно, имела бы вид, показанный на рис. 20: эти выступы из больших кирпичей как бы захватывали массу заполнения и не позволяли ей давить на кружала; во всяком случае несомненно, что плотная связь заполнения с этими небольшими выступами ребер каркаса помогала передавать большую часть его веса на арки, вместо того, чтобы позволять им приходиться всей тяжестью на временную конструкцию кружал.
Своды, изображенные на рис. 1 табл. II, являются характерным примером попыток строителей избавиться от зависимости и расходов, связанных с выполнением цельного решетчатого каркаса, сохраняя вместе с тем почти все преимущества, даваемые цельностью конструкции: этот свод взят из аркад акведука, который считают акведуком Нерона и остатки которого встроены в стены садов, простирающихся по обе стороны улицы, ведущей к церкви S. Stefano Rotondo в Риме.
Чтобы на месте различить конструкцию, показанную на нашем чертеже, необходимо довольно напряженное внимание: заполнение свода состоит из обломков черепицы того же цвета, что и каркасы, а самые каркасы так грубо сделаны, что, не зная заранее об их существовании, весьма трудно заметить их в массе, напоминающей каменную породу с прожилками, породу того же оттенка, которая их облекает и еще усложняет обследование, и так уже затруднительное вследствие разрушенного состояния и варварского выполнения. Я уже предупредил вначале, что мне необходимо, ради ясности, придавать в моих рисунках известную правильность несущим конструкциям, которые устраивали римляне; в данном случае мне пришлось более, чем где-либо, позволить себе эту вольность;, и более, чем где-либо, в этом любопытном акведуке видно, какое важное значение римляне придавали быстроте возведения этих каркасов. Нам уже достаточно известны причины этой крайней поспешности, но нигде она не отразилась так ясно, как в неправильных формах этой аркады.
Такие отдельно стоящие арки, как изображенные на нашем эскизе (рис. 20), были легко выполнимы, но вследствие незначительной величины их поперечного сечения (около 0,15 м) их устойчивость вызывала сомнения: эти арки могли деформироваться от продольного изгиба в своей плоскости или из плоскости; римляне изобрели способ компенсировать их недостаточную устойчивость; они начали спаривать эти арочки, заменив конструкцию, показанную на рис. 20, той, которую мы видим на рис. 21.
Ребро, сделанное из двух арочек, спаренных таким образом, представляет собой не что иное, как узкую полосу, вырезанную из решетчатого каркаса, подобно той, которая имеется в Палатине: группирование арочек, увеличивавшее площадь их сечений, уменьшало возможность продольного изгиба. Преимущества новой конструкции по сравнению с предыдущей были значительны, и мы видим, что эти спаренные арочки широко применены в целом ряде сооружений, из которых назовем хотя бы Колизей (табл. II, рис. 2).
Рисунок, занимающий верхнюю половину табл. II, изображает часть галлерей, образующих наружное ограждение амфитеатра. На чертеже даны одновременно две параллельные и смежные галлерей, пролеты которых почти одинаковы; только одна из них возведена по каркасам, а монолитная каменная кладка другой была выполнена непосредственно на кружалах.
Поэтому не следовало бы рассматривать интересующий нас конструктивный прием, как систематически применявшийся строителями Колизея: Колизей в отношении своих конструкций является, так сказать, огромной сводкой всех достижений античного строительного искусства, где по очереди получили применение все античные конструктивные приемы. Перестраивались ли своды в разное время, была ли его постройка поручена: одновременно нескольким подрядчикам, которым была предоставлена известная свобода в применении тех или других приемов, как бы то ни было, но в различных сводах этого сооружения, а иногда в разных частях одного и того же свода можно заметить самые противоположные строительные приемы. Вообще цилиндрические своды, по-видимому, были возведены по аркам, скрытым в кладке, формы и размещение которых достаточно ясно показаны на нашем рисунке. Впрочем, никакой абсолютный закон не господствует ни в размещении этих ребер, ни в их конструкции: то они начинаются на уровне высоты пят, то, наоборот, значительно выше; то их оси соответствуют осям крупных архитектурных членений, то (табл. II, рис. 2) арки, опирающиеся на каменные пилястры, расположены эксцентрично по отношению к оси опор, на которых помещены их пяты. При некотором старании архитекторы могли бы использовать эти арки как декоративный элемент для своих сводов, но они предпочитают ценою неточностей в работе устранить риск, связанный с чересчур медленным выполнением этих элементов, предназначенных только для обеспечения прочности, чтобы затем, по завершении постройки, скрыть неправильность их конструкции под толстым слоем штукатурки. Эта небрежность выполнения свойственна большинству каркасов, которые мы рассмотрим в дальнейшем; но прежде чем итти дальше, нужно более тщательно проанализировать истинное назначение того каркаса, который мы только что описали.
Мне могут сказать, что функции кирпичных каркасов Палатина (табл. I), которые могут служить кружалами во время возведения свода, понятны сами по себе: это цельная решетчатая конструкция, работающая как одно целое; нет ничего более логичного. Даже в акведуке Нерона (табл. II, рис. 1), где арки хотя и сильно сближены, но кирпичные выступы, выходящие от одной арочки, все же не стыкаются с выступами соседней арки, понятно, что кирпичный остов может выдержать большой вес каменной кладки заполнения во время возведения свода; но будет ли все так же ясно, когда каркас свода сведется к ряду скрытых в кладке заполнения подпружных арок, к ребрам, не только расположенным отдельно, но разделенным промежутками примерно в 3 м? Не кажется ли, что арки здесь просто будут нести нагрузку только той части заполнения, которая расположена над ними? Но разве в промежутках между двумя арками заполнение, будучи в полужидком состоянии, не будет опираться на опалубку, уложенную по временным кружалам совершенно так же, как оно лежало бы на нем, если бы отсутствовали эти отдельно стоящие арки? Вот в чем сомнение; полагаю, что можно решить его следующим образом.

Рис. 22.

Вообразите (рис. 22) свод подобной конструкции, ограниченный вверху горизонтальной плоскостью; иначе говоря, представьте свод, возведение которого приостановлено; допустим, что D и Ε - два его арочных ребра.
Ясно, что обеих этих арок, несмотря на пустой промежуток DE , оставленный между ними, будет достаточно для несения кладки заполнения свода, если каждый из горизонтальных рядов этого массива будет завершаться не прямой линией NAR , а кривой, как дуга DBE : результат будет тогда достигнут, как бы ни были неправильны грубые осколки, из которых состоят горизонтальные ряды свода, лишь бы различным кривым, была придана достаточная стрела подъема, подобно AB в дуге DBE . Сообразно с этим можно мысленно разделить каждый ряд монолитной кладки на две части: часть ряда, расположенная за некоей воображаемой, линией DBE , будет держаться сама по себе, образуя как бы подобие горизонтальной арки, линии швов которой сходятся в одном общем центре и которая опирается на ребра D и E . Часть заполнения S , находящаяся между кривой DBE и внутренней поверхностью свода, будет как бы подвешена к первой, некоторым образом прилеплена к ней, благодаря тому сцеплению, которым обладает раствор до полного своего затвердевания.
Это объяснение прекращает возражения, которые можно было бы основывать на отсутствии цельности каркасов, и доказывает, как мало значения придавали римляне толщине и правильности деревянных досок опалубки даже тогда, когда между ребрами каркаса было очень большое расстояние: для опалубки, формы элементов которой можно представить себе по тем многим местам, где они оставили отпечаток, обычно взяты длинные тонкие доски, имевшие много дефектов, как бы небрежно брошенные на небольшие кружальные фермы. Их назначением действительно было не столько поддерживать каменную конструкцию, сколько служить ей формой: самое большее, что они должны были нести, пока раствор не затвердел, - это незначительную нагрузку той части массива, которая обозначена буквой S на нашем последнем схематическом эскизе.
Ту же конструкцию каркаса из отдельных ребер, но в больших масштабах, мы находим в базилике Константина (табл. III). Выше рассматривались своды, перекрывавшие галлерей пролетом около 5 м, тогда как наибольший пролет сводов базилики Константина равен 23 м; это почти ширина нефа собора св. Петра в Риме.
При подобном пролете для сводов требовались несущие ребра исключительной мощности; поэтому архитектор, опасаясь, очевидно, недостаточности таких простых арок, как в Колизее, присоединил к ним такие же дополнительные подпружные арки, так что ребра каркаса в базилике Константина состоят из двух кирпичных арок, расположенных одна над другой (табл. III и рис. 24). Эта мысль о таком устройстве ребер каркаса, чтобы соответственно повысить несущую способность сводов очень большого пролета, была вполне естественна; между тем, не лучше ли было бы, вместо того чтобы располагать арки одну над другой, поместить их непосредственно рядом, тщательно их перевязав. При этом могла бы быть более удовлетворительно выполнена облицовка внутренней поверхности свода и были бы обеспечены как большая площадь опирания, так и большая устойчивость ребер, тогда как количество использованного при этом кирпича осталось бы тем же.
Это справедливо: правда, подобное расположение арок непосредственно рядом ничего не изменило в отношении расхода кирпича, но иначе обстояло дело с расходами на временные кружала. Когда две арки расположены одна над другой, как в базилике Константина, то лишь для одной, нижней, необходимы кружала; когда эта внутренняя арка установлена, она сама уже может служить опорой для той, которая перекинута над ней. Наоборот, если спарить эти арки, поместив их рядом вместо того, чтобы расположить одну над другой, то обе они одновременно будут нагружать кружала; а так как вес их приблизительно одинаков, то и прочность временных устройств должна быть увеличена вдвое. Таким образом, ради экономии на временных кружалах было выгодно поступить так, как делали это римляне, т. е. выполнить каждое ребро из двух перекрывающих одна другую кирпичных арок.
Остается проверить, обесценивается ли это достижение экономии на кружалах тем, что при данном расположении арок увеличивается опасность продольного изгиба.
Несомненно, что арка пролетом свыше 23 м и имеющая сечение шириной 0,60 м по удалении кружал должна завалиться и разрушиться от собственного веса. Но не следует при определении прочности, которой должен обладать каркас свода, выполненного из щебня и раствора, ставить условием, что каркас должен сохранять устойчивость и лести дополнительную нагрузку сразу по завершении его возведения.
В самом деле, не так важно, чтобы каркас обладал достаточной прочностью в тот момент, когда он уже построен и завершен, лишь бы он обладал достаточной прочностью и устойчивостью в тот момент, когда он будет нагружаться кладкой заполнения из щебня и раствора? Между тем, если мы рассмотрим вопрос с этой точки зрения, несомненно, единственно правильной, то убедимся, что арки с шириной сечением в 0,60 м вполне удовлетворяли своему назначению и вот почему:

Рис. 23

1. В течение всего того периода, пока кладка заполнения держалась сама собой и не нагружала еще кружал, каркас, разумеется, не подвергался никакому риску, будучи к тому же зажат между брусьями деревянной опалубкой, назначением которой было служить формой, образующей восьмиугольные кессоны свода (табл. III и рис. 25).
2. В дальнейшем, когда стало передаваться давление от веса кладки, оно постепенно увеличивалось, сначала весьма медленно, а затем все более энергично, по мере того как сооружение поднималось.
К моменту появления передачи давления от веса кладки заполнения на арку (рис. 23) фактический пролет арки AB был уже значительно меньше пролета всего цилиндрического свода. К тому же, по мере того как кладка свода поднималась выше, работающая часть арок каркаса постепенно сокращалась и оставалась только на том их отрезке, который еще не был скрыт в кладке заполнения, и мы видим, что несущая способность каркаса беспрерывно росла наравне с нагрузкой, которую ей нужно было выдержать; и вполне возможно, что в тот момент, когда верхние, еще сырые массы кладки заполнения весьма нуждались в поддержке, пролет тех частей арок, которые еще не были скрыты кладкой заполнения из. щебня и раствора, настолько уменьшался, что при этой его величине прочность каркаса вполне соответствовала величине нагрузки.
Словом, прочность этих ребер и их сопротивление продольному изгибу увеличивались по мере уменьшения пролета AB , т. е. по мере того, как увеличивалась необходимость в сопротивлении. Таким образом объясняется, что такие тонкие арочки могли служить ребрами каркаса при возведении одного из колоссальнейших сводов, построенных древними: подобный результат, несомненно, представляет собой замечательнейшее достижение.


Рис. 24.	Рис. 25.

Если конструкция свода отличается совершенством, то нужно признаться, что кессоны, украшающие этот свод, не увязаны с распределением элементов каркаса, сыгравшего важную роль в его возведении. Я даю в большом масштабе (рис. 24 и 25) деталь одной части ребер свода базилики Константина.
Налево (рис. 24) изображено обнаженное ребро, направо (рис. 25) - то же ребро, вделанное в кладку заполнения. Как видно на рисунке, ребра проходили вдоль выступов на поверхности свода, разделяющих большие восьмиугольные кессоны свода друг от другая и в этом отношении их расположение было выбрано удачно. Но архитекторам, которым поручена была декоративная отделка здания, пришла мысль заполнить маленькими квадратными углублениями промежутки между большими кессонами, и ради этой фантазии строитель вынужден был сделать выемки в этих ребрах на глубину, соответствующую глубине маленьких квадратных кессонов, приходящихся на ребрах (рис. 25). Он вышел из затруднения, прибегнув к приему, который на первый взгляд кажется странным, но я считаю, что отнюдь не следует осуждать его слишком строго за эти вольности в отношении архитектуры. Допускать противоречие между архитектурными формами и основной конструкцией здания, скрывать остов, имеющий существенное значение для устойчивости масс, это значит создавать произведение, которое осуждает ум, это значит показать отсутствие вкуса, оскорбляя разум зрелищем явного обмана. Но располагаем ли мы достаточным основанием для того, чтобы сказать, что, скрывая кирпичные каркасы своих рядов, римляне прячут от зрителя один из основных элементов конструкции этих сводов? Я этого не думаю. Что собой представляет, в самом деле, конструктивная система каркасов римского свода? Просто остроумный прием, применяемый во время производства работ: эти внутренние каркасы служили только во время возведения, они позволяли вывести свод, придать ему кладка свода приобретает монолитность; наконец, после того как раствор затвердел, как бы прекращается их самостоятельное существование, и они фигурируют в своде лишь в качестве его составной части. С этого момента римский архитектор уже не видит в этом целом ни каркаса, ни заполнений, но однородную монолитную массу, и ему, поистине, позволительно не подчеркивать в наружной декоративной отделке различие, которое, по его мнению, исчезло в структуре свода.

Рис. 26

Поэтому-то случаи, когда древние выявляют каркас свода в наружности законченного сооружения, чрезвычайно редки; в качестве примера сводов, в которых достигнута полная согласованность между остовом и наружными формами, я могу привести только цилиндрический свод в храме Венеры и Ромы. К сожалению, разрушена вся верхняя часть этого замечательного свода, а обломки нижней части недостаточны и слишком пострадали от времени, чтобы строить какие-либо предположения, на основании которых можно было бы восстановить его подлинный вид. Поэтому я привожу, не как достоверные, но по крайней мере как очень вероятные, те конструктивные элементы, которые можно было до некоторой степени выявить при осмотре этого свода и которые представляются мне в том виде, как они изображены на рис. 26.
Кессоны были квадратной формы, а направления ребер кессона совпадали с направлением сторон кессонов, которые расположены непрерывно, одни в направлении оси свода, а другие перпендикулярно этой оси: все они в совокупности образовали непрерывную решетку из больших клеток, одни продольные стороны которых горизонтальны, а другие совпадают с направлением сечений, нормальных к оси свода.
Поперечные ребра этого свода имеют меньшую ширину, чем эти же ребра в базилике Константина, но они сплошные, а не сквозные, как в большинстве других римских зданий.
Что касается способа возведения этих кирпичных каркасов, этих выступающих ребер, рельефно обрисовывающихся на внутренней стороне свода, то он сам собой понятен. Как показано на нашем рисунке, кирпичные нервюры вместе с опалубкой, вероятно, деревянной, образовывали до укладки заполнения прочное целое: горизонтальные ребра усиливали поперечные арки; те и другие, сохраняя свое положение благодаря опалубке, служившей для изготовления кессонов, образовали между кружалами и кладкой заполнения легкий свод, частично деревянный, частично каменный, игравший роль каркаса, аналогично роли сквозной каркасной конструкции из кирпича, изображенной на табл. I. Здесь мы находим полную согласованность между конструктивной системой и архитектурными формами; архитектор случайно использовал кирпичный каркас в качестве украшения, но ничто его к этому не принуждало, он был свободен в выборе архитектурного оформления; и согласованность внешних архитектурных форм с конструкцией, наблюдающаяся в храме Венеры и Ромы, не является, по моему мнению, серьезным свидетельством превосходства этого здания по сравнению с другими.
Мы сейчас рассмотрели основные типы каркасов, линии швов кладки которых сходятся в одном общем центре. Бросив теперь общий взгляд на виды их применения, Можно будет, не нуждаясь ни в каких дополнительных данных, оценить как их полезные функции, так и те результаты, которые они обеспечивают при возведении сводов. Но наряду с теми преимуществами, которые они дают, нет ли все же основания считать их применение сопряженным с некоторыми опасностями? Эти каркасы, погруженные в толщу кладки сводов, по-видимому, образовали в сырой еще массе из щебня и раствора как бы не поддающееся сжатию ядро; включенные в монолитную каменную конструкцию, которая оседает самостоятельно, без внешнего воздействия, они, может быть, препятствовали ходу усадки и вызывали появление больших и мелких трещин. Если бы это действительно было так, то каркасные системы, облегчавшие возведение сводов, ускорили бы или вызвали бы их разрушение, но к счастью дело обстоит совершенно иначе. На самом деле кладка заполнения сводов не представляет собой массы, уложенной в один прием, и любопытно, как постепенный ход возведения выровненными, очень тонкими слоями уменьшает опасность усадки; каждый слой очень быстро приобретает свой окончательный объем, происходит усадка каждого ряда по очереди; и поскольку общая усадка устранена, уже не приходится опасаться появления трещин. Впрочем, это замечание не относится специально к типу каркасов, которые мы описали ниже: оно применимо и к другому виду конструкций, к рассмотрению которых мы сейчас приступаем, и поэтому мы в дальнейшем не будем его повторять.

б) Своды по каркасам из кирпичей, уложенных плашмя.

По сравнению с цельными кирпичными каркасами, изображенными на табл. I, каркасы из отдельно стоящих кирпичных арок, подобные каркасу свода базилики Константина, имели то преимущество, что требовали меньшей затраты материала; к тому же, они вполне удовлетворительно выполняли свое назначение. Однако даже при условии одинаковых затрат, цельный каркас легче выполним, а потому было естественно стремиться создать такую конструкцию, которая, обладая всеми достоинствами конструкции из отдельно стоящих арок, в то же время создавала бы сплошную несущую поверхность; таково, по-видимому, происхождение новой конструкции каркаса, применение которой встречается в римских сводах.

Эти большие кирпичи, уложенные на высококачественном гипсе или на быстро схватывающемся растворе, образовывали как бы тонкую сплошную оболочку по всей выпуклой поверхности опалубки; оболочка эта, воспроизводя форму внутренней поверхности свода, представляла собой своего рода изогнутый кирпичный настил (рис. 27).
В некоторых случаях весь каркас свода состоял из одного такого настила, однако обычно по нему укладывался еще один, подобный ему настил, но состоящий из кирпичей меньших размеров, образовывавший вторую оболочку, крепко связанную с первой слоем гипса или раствора.
Благодаря такому наслоению, по всей поверхности опалубки создавалась как бы защитная корка, подобие легкого свода ABCDE (рис. 28), который нельзя было раскружалить немедленно по окончании его возведения без опасности его разрушения от собственного веса (рис. 29); он приобретал прочность по мере возведения главного свода, пока не становился достаточно прочным, чтобы нести нагрузку от лежащей на нем кладки заполнения.
В самом деле, причина, препятствующая немедленному раскружаливанию этого вспомогательного свода, заключалась не столько в малой толщине его прочных стенок, сколько в его полуциркульном очертании. Устойчивость свода из кирпича, положенного плашмя/обеспечивается двумя условиями: во-первых, очертанием свода в виде пологой круговой арки с очень небольшой стрелой подъема, во-вторых, его защемлением в двух незыблемых опорах. В случае полуциркульного очертания жесткость свода недостаточна; для придания ему достаточной жесткости нужно забутить боковые части свода AB и DE (рис. 28). Эта забутка противодействует изгибу свода и не позволяет его тонким стенкам разрушиться под действием собственного веса. В римских сводах подобные сводчатые настилы из кирпича, уложенного плашмя, применялись, очевидно, именно в таких случаях.

Рис. 29.

Кладка свода еще не нагружала кружал, в то время как ее первые ряды уже зажимали кирпичный вспомогательный настил до известного уровня BD (рис. 28); та часть кирпичного сводчатого настила, которая должна была фактически нести нагрузку, т. е. его рабочая часть, сведенная к простой круговой арке BCD , оказывалась в наилучших условиях работы. В тот момент, когда кладка основного свода доходила до уровня BD , можно было уже убирать кружала и в случае необходимости переносить их в другое место, т. е., другими словами, возводить свод по частям и использовать одни и те же кружала при возведении последующих частей свода.
Римляне действительно нередко пользовались этим приемом. Чтобы в этом убедиться, достаточно обратить внимание на то обстоятельство, что кирпичи сводчатого настила вместо того, чтобы быть уложенными вперемежку и образовать кладку с перевязанными швами, уложены со сквозными швами, как клетки шахматной доски (рис. 27). Это обстоятельство вполне соответствует идее возведения свода отдельными звеньями: если предположить, что кирпичи были уложены вперевязку, то край каждого звена был бы зубчатым; это вызвало бы некоторые затруднения при соединении звеньев между собой. Упраздняя таким образом всякую связь, римские строители тем самым уничтожали все трудности пригонки.
Экономия на кружалах не требует доказательств, - она очевидна.
В соответствии с замечанием, сделанным выше по поводу подобного же случая, достаточно, чтобы кружала выдержали нагрузку от веса одного только сводчатого настила; первый ряд кирпича служит опалубкой для второго ряда, а оба вместе взятые образуют прочный каркас, несущий нагрузку от кладки всего свода.
Деталь свода, изображенная на следующем рисунке (рис. 30), иллюстрирует применение описанной конструкции свода. Этот пример взят из терм Каракаллы, которые являются едва ли не самым значительным зданием из всех, построенных по этой конструктивной системе.
В этом примере первый из двух сводчатых настилов состоит из квадратных кирпичей, со сторонами размером в 2 римских фута (0,60 м) и толщиной от 4 до 5 см; второй настил выложен из кирпича меньшего размера - со сторонами ⅔ античного фута или приблизительно 20 см. Кроме того, некоторое количество кирпичей поставлено на ребро в толще второго настила; эти кирпичи образуют как бы тычки или анкерные выступы на внешней поверхности сводчатого настила.

Рис. 30.

Назначение различных частей этой своеобразной конструкции приведено в предшествующем описании, а порядок выполнения работы вполне очевиден.
На кружальную ферму набивались вместо сплошной опалубки отдельные доски на расстоянии 2 футов от оси до оси (рис. 30); по этим дойкам наскоро укладывался настил из крупных квадратных кирпичей. Таким образом, стоимость деревянной обшивки кружал была невысока, благодаря крупному размеру кирпичей, первый ряд настила мог быть уложен крайне быстро.
По окончании укладки первого ряда второй ряд можно было укладывать с меньшей поспешностью из более мелкого кирпича. И действительно, второй настил всегда выполнен из кирпича малого размера; мне известен только один пример применения кирпича одного и того же большого размера для обоих рядов в сводах Пантеона (перекрытия стенных ниш, табл. XIII). Второй ряд кирпичей должен был, как мы в дальнейшем увидим, перекрывать швы первого ряда; размеры кирпича второго ряда - 20×20 см - хорошо соответствовали этому назначению.
Однако необходимо было не только сконструировать несущий каркас для кладки заполнения свода: требовалось еще обеспечить и некоторую связь между этим каркасом и заполнением, чтобы после раскружаливания вся конструкция представляла собой единый монолитный массив; именно для этой цели применялись кирпичи, поставленные на ребро, входившие в кладку нижнего сводчатого настила на некотором расстоянии друг от друга (рис. 31). Эти поставленные на ребро кирпичи, служившие для связи, стремились опрокинуться под влиянием собственного веса; в некоторых конструкциях виллы Адриана опрокидыванию их старались воспрепятствовать при помощи укладки небольших кирпичей, прислоненных к тычкам (рис. 31).

Рис. 31.

Такова была конструкция сводов в момент их возведения; не следует, однако, ожидать, что в их развалинах мы найдем ее нетронутой. Сводчатый настил из кирпича, уложенного плашмя, большей частью исчез; остатки его можно обнаружить у пят свода, во входящих углах, образованных в местах сопряжения свода со стенами, одним словом, в тех местах, где эти непрочные сводчатые настилы были лучше всего защищены от разрушения. В пролетных частях свода двойной сводчатый настил разрушился; о первоначальном размещении квадратных кирпичей можно судить только по более или менее ясным отпечаткам, оставленным ими в монолитной кладке заполнения свода; уцелели повсюду только кирпичи, поставленные на ребро, торчащие теперь из поверхности сохранившихся остатков свода (табл. IV, рис. 2); в некоторых случаях эти тычки и кирпичные подкладки, заделанные в кладку заполнения свода, уцелели и остались на своих местах, в то время как от всего настила-каркаса сохранились одни лишь обломки.
Переходя к выводам, можно сказать, что, применяя каркас из кирпича, уложенного плашмя, древние строители преследовали две цели: во-первых, предоставить кладке заполнения свода прочную и сплошную опорную поверхность; во-вторых, обеспечить прочную связь между каркасом и кладкой. Мы только что рассмотрели, каким образом они выполнили это двойное условие в сводах двух известнейших сооружений - виллы Адриана и терм Каракаллы; в обычных случаях тип каркаса, примененный в их гигантских сводах, мог быть значительно упрощен, так как его преимущества могли быть достигнуты с меньшими затратами.
Перейдем к изучению усовершенствований, введенных римлянами в эту конструкцию для достижения большей экономик в работе или в материалах.
На рис. 32 изображен каркас, который по своему типу ближе всего подходит к двум предыдущим примерам. Первый сводчатый настил по-прежнему сплошной, а кирпичи второго ряда только перекрывают швы первого настила; по такому упрощенному способу были выложены своды некоторых зал дворца Цезарей. Если судить по отпечаткам, то приблизительно того же типа были своды Sette Sale (водоем близ терм Тита). Подобное размещение кирпичей второго ряда сводчатого настила совмещало в себе те достоинства, что, требуя меньшего расхода кирпича, оно обеспечивало хорошую связь между каркасом и кладкой заполнения свода.

Рис. 32.

Рис. 33.

Римские строители пошли дальше, - вместо того, чтобы перекрывать все швы нижнего сводчатого настила, они ограничились укладкой кирпичей только по швам, перпендикулярным к оси свода (рис. 33). Таким образом, каркас в целом представляет собой сплошной кирпичный настил, усиленный ребрами из кирпича меньшего размера, служившими, по замыслу строителей, одновременно и для перекрытия швов и ребрами жесткости.
Такая конструкция встречается в сводах нескольких гробниц на Аппиевой дороге; на табл. IV, рис. 3 изображена прекрасно сохранившаяся деталь свода одной из гробниц. Размер кирпичей нижнего настила 45 см (11/2 фута) в стороне; размер же кирпичей ребер, перекрывающих швы, равен всего 22 см. Гипс, служивший вяжущим веществом, со временем выщелочился, так что с трудом можно обнаружить следы кирпичей сводчатого настила. Легче обнаруживаются его остатки в обломках развалин так называемой виллы Квинтилиев, сохранившихся налево от Аппиевой дороги, недалеко от только что упомянутых гробниц.
В нескольких других памятниках Аппиевой дороги мысль использовать верхний сводчатый настил только для перекрытия швов выражена еще более ясно и открыто; в этих сооружениях кирпичи верхнего настила уже не уложены сплошным слоем, а расположены на расстояниях друг от друга (рис. 34) и именно в тех местах, где действие сотрясения или слишком большой нагрузки могло бы оказаться разрушительным, т. е. в общей точке сопряжения четырех смежных углов кирпичей нижнего ряда настила.

Рис. 34.

Для достижения еще большей экономии следовало полностью упразднить верхний настил. Римляне сделали и этот последний смелый шаг на пути упрощения конструкции и достигли того, что стали строить своды с однорядовым настилом; однако случаи применения такого каркаса, состоящего из однорядного настила, сравнительно редки: в римских цилиндрических сводах мне удалось обнаружить только один ясно выраженный пример в так называемом цирке Максенция за воротами св. Себастьяна (Porta San Sebastiano) (табл. IV, рис. 1), где все своды, на которых возведен амфитеатр, выполнены с однорядовым настилом из крупного кирпича.

Рис. 35.

Применение сводчатых кирпичных настилов получило широкое распространение в античных сводах; такие каркасы встречаются не только в простых цилиндрических сводах, но и в сводах самых сложных очертаний; они одинаково применялись и в сводах, перекрывающих обширные залы, как, например, в термах Каракаллы, а также в самых скромных сводах узких водопроводов галлерей; в этом последнем случае настил часто сводится к двум кирпичным плитам размером 60×60 см, установленным под углом и подпирающим друг друга; на рис. 35 изображена конструкция одной из многочисленных галлерей водопровода, выходящих на арену Колизея.
В других случаях вместо двух наклоненных квадратных кирпичей ограничивались одной горизонтально положенной плитой, служившей потолком (табл. XIII).
Сводчатый настил из положенного плашмя кирпича служил несущей конструкцией не только для сводов, выложенных горизонтальными рядами из щебня и раствора; в тех случаях, когда римляне строили даже отдельно стоящие арки с радиальными швами, они неизменно снабжали их снизу для усиления подобным кирпичным настилом. В качестве примера применения такой арки с радиальными швами, выведенной с вспомогательным настилом, можно указать на портики амфитеатра близ церкви Креста в Иерусалиме.

Рис. 36

К этому же типу относится перекрытие над водопроводной трубой в термах Каракаллы (рис. 36).
Наконец, я должен обратить внимание на четыре больших свода, перекрывающих пониженные боковые части громадного центрального зала в термах Каракаллы. Во всем здании одни только эти своды выполнены кладкой, линии швов которой пересекаются в одной точке; можно сказать, что эти четыре цилиндрических свода являются единственными не только в данном здании, но и среди всех сводов римских сооружений, осмотренных мною в Италии. Их кладка состоит из чередующихся рядов больших кирпичей и черепицы, уложенных на растворе. На табл. V изображен один из этих сводов: радиальная кирпичная кладка этого свода, так же как и уложенная слоями монолитная кладка из щебня и раствора других сводов, выведена по двойному сводчатому настилу, который во всем подобен описанным выше настилам из кирпича, уложенного плашмя.
По всем приведенным примерам можно судить об общем характере вспомогательных сводчатых настилов, применявшихся в античной архитектуре в качестве каркаса - несущей конструкции свода. Эти каркасы, столь распространенные в древности, еще и до сих пор применяются в Италии. Я не раз присутствовал при кладке подобных сводчатых настилов в тех местностях, где они применялись две тысячи лет тому назад с успехом, о котором в достаточной мере свидетельствуют сохранившиеся развалины.
Такие сводчатые настилы часто применяются еще и до сих пор даже в самом Риме; сомкнутые своды, служащие украшением современных вилл, большей частью выведены по настилу из кирпичей, положенных плашмя, так же как и своды в термах Каракаллы; внутренняя поверхность свода образована обыкновенно одним рядом кирпичей, уложенных плашмя на гипсовом растворе, остальная кладка свода представляет собой монолитную кладку из обломков бутового камня и раствора.

Рис. 37.

Со временем значение каркаса и забутки в конструкции сводов изменилось. Римляне рассматривали кирпичный каркас всего лишь как вспомогательный элемент конструкции, поддерживающий основной массив кладки заполнения свода; последнее являлось основной частью конструкции, обеспечивающей ее прочность и долговечность. Теперь сводчатый настил превратился в главный, несущий элемент конструкции; в некоторых современных сводах это четко выраженное назначение основной кладки свода - служить только заполнением - выявлено особенно ясно: эти своды только снизу у пят выполнены правильной кладкой на растворе, верхние же части кладки заполнения сводов - простая засыпка щебнем. Итальянские каменщики называют такого рода конструкции сводов volte alla volterrana и иногда дают ей выразительное название volte a foglio (листовые своды)..
Во Франции эта конструкция свода теперь применяется редко, но в прошлом веке ее применяли часто. Подробное описание этих сводов, данное Блонделем (Blondel), заслуживает упоминания (см. "Cours d"architecture", t VI, chap. II). Плоские, пониженные своды, являющиеся предметом нашего изучения, неожиданно стали применяться в французской архитектуре в XVIII в. В сущности, их применение явилось лишь возрождением старой традиции, сохранившейся с незапамятных времен в строительных приемах руссильонских каменщиков; описание этих приемов см. ниже.
Вдоль стен помещения, перекрываемого сводом, укладывались продольные брусья, служившие опорами для передвижных кружал, шириной в 21/2 фута (рис. 37); по этим кружалам укладывался двойной настил из кирпича, положенного плашмя; кирпичи каждого ряда и оба ряда между собой крепко связывались гипсовым раствором совершенно так же, как в Италии, и так же, как это делали древние римляне. Когда часть кладки, приходящаяся на кружальное звено, была выполнена, звено передвигалось вдоль по направляющим брусьям на незначительное расстояние (рис. 37); затем на этом же кружальном звене укладывалась следующая часть сводчатого настила и т. д. На выведенном таким образом тонкостенном своде укладывали забутку; все это, как видно, соответствовало, будучи гораздо скромнее по размерам, кладке античных сводов.
Совершенно очевидно, что такая конструкция вполне соответствует древнеримским принципам кладки сводов. Поскольку местность, где применялись эти своды, граничит с римскими колониями в Провансе, вполне возможно, что этот метод кладки сводов является лишь воспоминанием о римских приемах. Это сходство настолько очевидно, что приведенное выше описание вполне современной системы кладки представляет большой интерес, в особенности же тем, что исчерпывающим образом подтверждает сделанные нами выводы, основанные на изучении развалин римских памятников.

2. Крестовые своды.

До сих пор мы рассматривали примеры цилиндрических сводов. Переходя теперь к изучению крестовых сводов, мне хотелось бы отметить их значение в римской архитектуре, уточнить вопрос, при каких обстоятельствах они применялись, и показать на примерах применение в них описанных выше приемов кладки сводов.
Мы знаем, что, как правило, римляне избегали пересечения сводов. В амфитеатрах в Арле и в Ниме мы не встречаем ни одного крестового свода, хотя их кольцевые коридоры и радиальные проходы пересекаются во всех направлениях; в Веронском цирке можно отметить лишь несколько случаев пересечения между собой цилиндрических сводов небольшого размера; в развалинах Колизея удивляешься ничтожному количеству пересекающихся между собой сводов при столь большом числе пересечений бесчисленных галлерей.
Чтобы избежать пересечения сводов между собой, римляне обычно располагали пяты одного из сводов над шелыгой другого свода (рис. 38).

Рис. 38.

В тех случаях, когда такое решение было выполнимо, оно устраняло все трудности; но часто недостаточная высота галлерей не давала возможности расположить пересекающиеся своды в разных уровнях, и поневоле приходилось прибегать к крестовым сводам.
Еще одно обстоятельство само по себе влекло за собой применение крестовых сводов: римлянам часто приходилось перекрывать сводами здания, состоявшие из центрального и двух боковых нефов. При таком решении имеются лишь две возможности дать доступ естественному свету в средний неф: следует либо вывести свод на достаточной высоте, чтобы разместить световые проемы ниже уровня пят, либо пробить их в самом своде. Римляне обыкновенно останавливались на втором решении: таково происхождение крестовых сводов над большим нефом базилики Константина (табл. III) и сводов над двумя залами терм Каракаллы - над центральным и другим, прекрасно сохранившимся залом, который в XVI в. был превращен в церковь Santa Maria degli Angeli. В некоторых случаях применение крестовых сводов было вызвано не конструктивными требованиями, а желанием внести разнообразие в архитектурную композицию. Однако такие случаи крайне редки, почти всегда применение крестовых сводов оправдывалось как соображениями эстетического порядка, так и конструктивными требованиями.


Рис. 39.	Рис. 40.

Но не будем касаться вопроса, в каких именно случаях римлянами применялись крестовые своды, - наша задача указать, к каким приемам они прибегали при выборе их очертаний и при возведении.
Рассмотрим в первую очередь, каково было очертание античного тестового свода.
Отдавая везде предпочтение более простым решениям, римляне стремились решить крестовый свод в виде пересечения двух цилиндрических сводов равных пролетов. Благодаря такому решению, они могли принять для очертаний сводов круговые кривые и избежать тем самым эллиптических очертаний кружальных ферм.
Римляне в редких случаях стремились к строгому равенству пролетов пересекающихся сводов; если в размерах их диаметров была незначительная разница, они ею пренебрегали и ограничивались тем, что располагали шелыги на одном уровне, сохраняя в обоих сводах полуциркульные очертания.
Центральный неф базилики Константина был перекрыт именно таким образом (рис. 39). За общую высоту пересекающихся сводов принят размер более широкого из них; сечение другого свода представляет собою полуокружность с приподнятым центром, общая длина стрелы подъема которой AB равна CD . То обстоятельство, что пята менее широкого свода была несколько приподнята, нисколько не повредило внешности свода и даже придало ей более изящный вид. Однако разница в размерах сторон перекрываемого сводом здания была часто чересчур велика, чтобы можно было применить этот прием. В этих случаях римляне старались привести решение конструкции крестового свода к решению конструкции свода на квадратном плане; при этом они прибегали к очень простому приему, изображенному на рис. 40.
Собственно крестовым сводом перекрывали только квадрат ABCD , выделенный в средней части помещения; размер стороны этого квадрата равнялся размеру меньшей стороны прямоугольника, перекрывавшегося сводом; части прямоугольника, не перекрытые крестовым сводом, перекрывались продолжением продольного цилиндрического свода (AE ).

Рис. 41.

Это решение было очень распространенным, но не следует считать его единственным: римляне вовсе не отказались ни от решения крестовых сводов на прямоугольных планах, ни от сводов с эллиптическим сечением, являющихся результатом этого решения. В термах Диоклетиана три секции одного прекрасно сохранившегося зала перекрыты крестовыми сводами, отношение пролетов которых равнялось, приблизительно, отношению 2:3; на рис. 41 изображен план этих сводов, а общий вид их дан на табл. IX.
Этот свод является самым замечательным из известных мне примеров решений крестовых сводов над вытянутым прямоугольным планом; этот пример, однако, не является единственным. Своды эллиптического очертания продержались до тех пор, пока византийские архитекторы, наследники традиций и стремлений римского искусства, не применили в классических крестовых сводах весьма целесообразный прием, изображенный на рис. 42.
Благодаря новой остроумной конструкции сводов, большие или меньшие неправильности плана уже не приводили к усложнению очертания сводов. Щековые кривые могли быть полуокружностями (независимо от того, были ли стороны перекрываемого прямоугольника равны или не равны между собой); перекрываемое сводом помещение могло быть четырехугольником с неравными углами; кривые в пересечениях сводов становились произвольными, и ничто не препятствовало придавать им полуциркульное очертание; все кружала могли быть выполнены в виде ферм полуциркульного очертания.
Отметив связь, существующую между римскими принципами и византийским нововведением, вернемся к изучению античных крестовых сводов и рассмотрим способы их возведения.
Каково бы ни было очертание крестового свода, римляне упрощали их конструкцию, пользуясь приемами, весьма близкими, по крайней мере в их основных принципах, к приемам, применявшимся ими при возведении цилиндрических сводов. Конструкция крестовых сводов, так же как и цилиндрических, состояла из двух самостоятельных частей: из монолитной кладки заполнения и из сквозного кирпичного каркаса или из легкого сводчатого кирпичного настила, поддерживавших кладку заполнения во время возведения свода и тем самым заменявших, хотя бы частично, временные кружала.

Рис. 42.

В тех случаях, когда римляне осуществляли кладку крестового свода по сводчатому настилу, они выполняли угловые ребра свода из кирпичных плит большого размера; как бы малы ни были размеры кирпича настила, плиты эти никогда не имели менее 45 см в стороне; обыкновенно размер их сторон равнялся 60 см и толщина - 5 см. Эти ребровые плиты в большинстве случаев не сохранились, но по их отпечаткам можно судить об их размерах и форме; мысленно можно воспроизвести общий вид каркаса. На рис. 43 изображена такая конструкция сводчатого настила до укладки основной кладки заполнения свода.

Рис. 43.

Этот пример взят из конструкции перекрытия одного из зал терм Каракаллы. Очень близкие варианты такого решения встречаются во дворце Цезарей, вилле Адриана и т. д. Вопрос конструкции пересечения сводов разрешается еще проще в случаях применения сквозных каркасов. Ребра M и N располагались по линиям пересечения сводов (табл. IX), а в случае необходимости вводились дополнительные арки R в поперечном направлении от одного устоя к другому. Последние ничем не отличались от применявшихся при кладке цилиндрических сводов кирпичных арок. В дальнейшем мы будем рассматривать только конструкцию угловых ребер крестовых сводов (рис. 44).
Три параллельные кирпичные арки, соединенные попарно плитками из обожженной глины, образовывали несущий костяк, расположенный вдоль углового ребра. Для окончательного завершения этой конструкции нужно было лишь слегка подтесать кирпичи, чтобы ребро по форме соответствовало выступающему углу крестового свода. Кирпичи не тесались предварительно по шаблону, но просто подтесывались на месте. Эта простая обработка почти ничего не стоила и не задерживала производства работ.
Затруднения возникали лишь при кладке верхних частей диагональных арок. Без особого труда можно было замкнуть одну из арок, например арку M (табл. IX); но в тот момент, когда нужно было осуществить примыкание к ней арки N , неизбежно возникали затруднения: обе части этой второй арки с двух сторон давят на арку M , угрожая ее раздавить. Очевидно, что прежде чем уложить последние кирпичи арки N , следовало заполнить верхние ячейки сквозной арки M . Арка M с заполненными ячейками уже могла выдержать давление от примыкающих частей арки N . Таким образом, возведение свода заканчивалось без дальнейших затруднений.

Рис. 44.

Этим способом были выполнены своды в термах Диоклетиана. Обычно такая конструкция применялась для сводов с пролетом не менее 15 м. В сводах с меньшими пролетами несущая часть конструкции соответственно становится все более и более легкой; кирпичный каркас постепенно упрощается в соответствии с уменьшением веса основной кладки заполнения свода. Следуя логическому ряду возможных изменений, римляне сначала упразднили промежуточные спаренные арки типа арок R , показанных на табл. IX; в следующую очередь они устранили одну из трех арок, образовавших составные диагональные арки; наконец, из этих трех составляющих арочек римские строители уничтожили две, так что каркас свода сводился к аркам единичного сечения, идущим вдоль каждого ребра. Таким образом, в римской архитектуре можно встретить все возможные варианты конструкции сводов, являющиеся переходными от каркасной системы к системе сводов из монолитной кладки без всякого каркаса.
Попытаемся на примерах дать характеристику различного вида конструкций кирпичного каркаса, встречающихся в этом последовательно изменяющемся ряде:
1. В одной из галлерей Палатина, расположенной в южной части холма (см. табл. VIII), встречается конструкция каркаса, которая по своему виду ближе всего подходит к каркасу, принятому нами за основной тип. Ребровые арки расположены точно так же, как в термах Диоклетиана; они состоят из такого же числа арочек, соединенных между собой по тому же способу. Но в данном случае, в связи с меньшими размерами зала, промежуточные арки были признаны лишними. Другими словами, конструкция сводится к изображенной на табл. IX, за вычетом промежуточных арок R .
2. В качестве примера применения диагональных ребер, состоящих всего только из двух арочек, я приведу крестовый свод над центральной частью арки Janus Quadrifrons в Риме. Общий вид свода изображен на табл. VII, рис. 1 ; на рис. 45 дана деталь ребра, освобожденного от кладки заполнения. После предшествующего подробного изучения порядок выполнения работ вполне очевиден: сначала возводили одну диагональную арку, не закончив кладки другой; затем заполняли бетоном две или три верхние ячейки, после чего заканчивали кладку, второй арки.


Рис. 45.	Рис. 46.

3. Рассмотрим, наконец, конструкции, в которых были допущены диагональные арки, состоящие всего из одного ряда кирпичей. Пример такого решения встречается в сводах одного из зал дворца Цезарей, развалины которого, обособленно расположенные на площадке Палатина, возвышаются над выемкой Большого цирка. Каждая из этих диагональных арок (рис. 46) состоит из одного ряда узких кирпичей, а в кладку арок включены большие квадратные плитки, подтесанные на месте. Эти нлиты выступают из арки вправо и влево, и, входя в толщу монолитной кладки свода, обеспечивают, таким образом, прочную связь между ней и кирпичным каркасом.
Пройдя ряд преобразований, конструкция каркаса античного свода пришла к своему простейшему виду. Изучение его дальнейшего развития в течение последующих веков до настоящего времени вывело бы данный труд из рамок исследования римского строительного искусства; нам пришлось бы перейти к средним векам и рассмотреть своды Западной Европы, возведенные между XI и XVII вв. В этих сводах мы встречаем те же диагональные ребра и выступающие двойные подпружные арки; но в этом случае назначение этих арок иное. В римских сводах каркас имеет значение только в течение того времени, пока кладка еще не вполне окрепла и нуждалась в дополнительной поддержке; после окончательного затвердения кладки каркаса он сливается с окружающей его кладкой заполнения и работает одинаково со всей кладкой в силу сцепления всех частей. Готический каркас, имеющий не меньшее значение во время возведения свода, сохранял свое самостоятельное значение и после раскружаливания; он полностью несет нагрузку от заполнения из крупного тесаного камня между ребрами и передает эту нагрузку в виде распора, который воспринимается массивными контрфорсами или обратным подпором аркбутанов. Системы уравновешивания в античных сводах и в сводах готических существенно различны. Сходство между этими видами сводов может быть установлено только путем их сравнения во время постройки; зато в этих условиях сходство безусловно. Готические своды дают лишь новую трактовку основных элементов крестовых сводов времен Римской империи. Подробное изучение общих черт и различий античных и готических сводов выходит за пределы поставленной в нашем труде задачи. Мы привели основные варианты конструкций каркаса в римских сводах и укажем в следующем разделе, каким образом те же конструктивные принципы распространялись на своды с круглым планом, т. е. на купола и на полукупола.

3. Своды на круглых в плане основаниях.

Из всех видов сводов сферические своды меньше всего нагружают кружала. Каждое горизонтальное сечение такого свода представляет собой замкнутое кольцо, которое само по себе стремится сохранить равновесие. Очевидно, что купол с планом в виде правильной окружности в меньшей степени требует устройства прочного каркаса, чем при плане произвольной формы, состоящем из неправильных кривых.
Целый ряд античных куполов был возведен при помощи одних только простых деревянных кружал; примером может служить свод крупного здания, воздвигнутого у ворот Рима в честь матери императора Константина.
Однако эти свойства, являющиеся следствием кривизны поверхности, уменьшаются по мере увеличения радиуса. В куполах с пролетом, приближающимся к пролету Пантеона в Риме, кривизна настолько невелика, что все вытекающие из нее преимущества теряли какое бы то ни было значение. Даже при меньших пролетах римляне, по-видимому, опасались возможности разрушения кружал под нагрузкой от веса кладки; в случаях, когда пролет достигал 20 м, они прибегали к устройству каркаса, считая его способным облегчить работу временных кружал.
Для облегчения работы кружал римляне в некоторых случаях применяли кирпичный каркас, подобный изображенному на та б д. I.
Осуществление этого каркаса затруднялось выпуклой формой свода. Приходилось укладывать ряды кирпичей по меридианам с меняющимися направлениями. Размеры ячеек каркаса все время изменялись, последовательно уменьшаясь. Очевидно, что эти затруднения должны были ограничить применение этой системы. Купола этой конструкции встречаются крайне редко; из них наибольший интерес представляет купол здания, известного под названием Torre de Schiavi, влево от дороги, ведущей из Рима в Пренесту. Для избежания затруднении, вызванных уменьшением ячеек, применение каркаса, уложенного по всей поверхности свода, было заменено отдельными меридиональными ребрами, делящими свод на ряд секций в виде сферических клиньев.
Примером свода такой конструкции может служить свод античных терм, примыкавших к Пантеону в Риме; на табл. X изображена часть каркаса нижней части свода; верхнюю часть трудно восстановить за отсутствием точных данных. Трудно определить, прерывались ли эти пояса из кирпичей внезапно, упираясь в кольца, как в Пантеоне (рис. 49), или же они пересекались наподобие ребер в крестовых сводах. Теперь свод разрезан пополам улицей, и его сохранившиеся руины не дают больше данных, чем те, которые легли в основу схематической реконструкции свода, изображенной на табл. X. Эти руины представляют большой интерес и с другой точки зрения: можно допустить, что они являются остатками терм Агриппы и, следовательно, относятся приблизительно· к тому времени, говоря о котором Витрувий едва упоминает о строительных материалах из обожженной глины. Если данное предположение верно, то описанный пример применения кирпичного каркаса в сводах является одним из самых древних в истории строительного искусства. Общий вид руин этому не противоречит: вся конструкция, вплоть до мельчайших деталей, выполнена крайне тщательно, - во всем чувствуется заботливое отношение и кропотливое внимание строителя; осторожность выполнения указывает на применение нового строительного приема. С приобретением достаточных навыков римляне стали обращать меньше внимания на тщательность работы; в данном случае удачное решение конструкции сводов вполне соответствует прекрасному выполнению; в сводах более позднего времени можно встретить каркасы более легкой конструкции, но мы не найдем такой тщательной отделки и форм такой безукоризненной правильности.
Купол здания, носящего спорное название храма Минервы Врачевательницы , является примером такого же решения свода, но резко отличается от описанного своим грубым выполнением. Часть этого свода изображена на табл. XI, а общий план - на рис. 47; по этому рисунку можно вполне судить о неправильности этого плана.

Рис. 47.

Общая композиция здания вполне ясна: перед нами свод, опирающийся при помощи небольших парусов на десятиугольный барабан. Вершины многоугольника служат основаниями десяти арок, делящих купол на десять равных долей. Некоторые из этих сферических треугольников, в свою очередь, разделены второстепенными арками. Вся конструкция в целом представляет собою хорошо решенную схему каркаса, понятную с первого взгляда и не нуждающуюся в дополнительных пояснениях.
Однако при более подробном изучении мы заметим какую-то неуверенность в выполнении столь простой конструкции и обнаружим странные погрешности в ее деталях. Каркас у пяты чрезвычайно массивен, точно при определении его размеров в расчете была допущена ошибка; затем, на высоте нескольких метров над пятой, он становится значительно более легким, - очевидно, во время работы строители заметили излишнюю прочность каркаса и отказались от своих первоначальных намерений из соображений экономии. Главные арки, опоры которых расположены, в вершинах многоугольного плана, составлены у пяты из пяти ветвей-ярочек, а в вершине - всего только из трех. Уменьшение числа ветвей можно было бы объяснить желанием увеличить поперечное сечение основных арок в соответствии с увеличением сечения свода у пяты. Это объяснение само по себе было бы вполне обоснованным, но, учитывая: всю совокупность фактов, следует признать первое предположение единственно верным. Другими словами, конструкция каркаса была, несомненно, >изуродована, вследствие того что первоначальный проект его во время постройки подвергся коренным изменениям. Это отклонение от основного замысла особенно ясно выражено в выполнении второстепенных арок, расположенных в отдельных секциях купола.
В некоторых секциях мы видим по две арки, обрывающиеся почти в самом начале; они не имеют никакого конструктивного значения, поскольку они не замкнуты; в других секциях выведено всего лишь по одной арке, поднимающейся на незначительную высоту и внезапно обрывающейся, а следовательно, такой же ненужной, как и в первом случае; наконец, в ряде секций строители, убедившись в бесполезности этих вспомогательных арочек, совсем от них отказались. Таким образом, в рассматриваемом случае мы встречаем в одном и том же своде секции, подразделенные двумя несомкнутыми арками, разделенные одной аркой и, наконец, секции без всяких членящих арок. В этих арках, начатых кладкой у пяты, затем измененных или, наконец, прерванных, сказалась нерешительность, несвойственная римскому зодчеству. Храм Минервы Врачевательницы, очевидно, построен в последние годы существования Римского государства; как в плане, так и во внешнем облике этого здания много черт, характерных для эпохи, близкой ко времени расцвета Византии. В. сводах терм Агриппы мы видим зарождение новых строительных приемов, а в своде храма Минервы Врачевательницы - упадок. Своды эти как бы воплощают. собой крайние пределы в развитии строительной традиции, продержавшейся с поразительным постоянством в течение всего долгого периода Римской империи.
Следует упомянуть о том, каким образом приемы, рассмотренные в отношении сферических куполов, видоизменились в полукупольных сводах и сводчатых перекрытиях ниш, и как в них осуществлялись конструкции со сводчатыми кирпичными настилами. Табл. XI, XII и XIII дают достаточно ясные ответы на эти вопросы: на табл. XII и XIII изображены две различные конструкции перекрытия ниш со сводчатыми кирпичными настилами; на табл. XI - конструкция перекрытий больших ниш с каркасом из отдельных арок.
Следует обратить внимание на то, как удачно воспринимается направленный в устье полусвода распор меридиональной арки посредством упора ее конца в мощную щековую арку.
В сферических сводах выполнение каркаса всегда является сложной работой, а потому римские строители, меньше чем какие-либо иные, считали необходимым начинать его от самой пяты свода; вся нижняя часть кладки до некоторого уровня выводилась без всякого кирпичного каркаса, иногда даже без всяких кружал; при этом кривизна купола контролировалась при помощи одного только шнура, укрепленного в центре купола, длина которого равнялась величине радиуса купола.

Рис. 48.

В числе других примеров следует привести сводчатые перекрытия ниш терм Каракаллы, - весьма вероятно, что они были возведены таким же способом (рис. 48).
Чтобы не отклоняться от поставленной перед собой задачи, - знакомиться с конструкцией античных сводов путем личного изучения отдельных памятников, - мне не следовало бы упоминать о Пантеоне, так как его купол, будучи покрыт толстым слоем штукатурки, представляет собою систему кессонов без всякого видимого указания на наличие каркаса. Однако, ввиду чрезвычайного значения этого сооружения, я все же обращусь и к этому примеру, пользуясь показаниями другого лица.
Во время производства работ по ремонту свода при папе Бонифации Пиранези воспользовался возможностью изучения деталей. Требовалось отбить и восстановить штукатурку, поврежденную и обвалившуюся со временем в различных частях свода; для этого были установлены подвижные подмости, передвигавшиеся по выступу карниза и вращавшиеся вокруг оси, укрепленной в вершине купола. Это остроумное приспособление дало возможность Пиранези, увековечившему в своих рисунках памятники древнего Рима, изучить до мельчайших подробностей всю внутреннюю поверхность свода. В работах Пиранези мы часто встречаем слишком свободные допущения, однако в данном случае его показания заслуживают большего доверия. То положение, из которого Пиранези имел возможность обследовать свод, до известной степени обеспечивает правдивость его изображения . Тщательность воспроизведения частей, видимых в наши дни, лишь отчасти подтверждает достоверность изображения и тех деталей, которые мы не имеем возможности увидеть.

Рис. 49.

Рис. 49 точно воспроизводит рисунок Пиранези, изображающий конструкцию внутреннего каркаса одной восьмой части купола.
В Пантеоне, так же как и в храме Минервы Врачевательницы, каркас свода состоит из меридиональных арок CC (рис. 49). На разгрузочные арки BB передается нагрузка от них, чем достигается возможность оставления пустот, облегчающих кладку барабана, и, наконец, промежуточные арочки подразделяют часть поверхности купола, заключенную между двумя меридиональными арками, на более мелкие части. Таким образом, назначение элементов каркаса в нижней части купола ясно видно из их конструкций.
Рассмотрим теперь конструкцию кирпичного каркаса в верхней части "купола. Сопоставление двух рисунков (50 и 51), изображающих два последовательных вида конструкции верхней части купола, показывает порядок возведения сооружения, осуществленного, по-видимому, в два приема.
Наверху меридиональные арки CC заканчивались обыкновенно так, как это изображено на левом рисунке (рис. 50). Их стремление сблизиться погашалось кирпичным кольцом, обрамляющим круглое отверстие в вершине свода, а давление от них передавалось на кольцо посредством восьми касающихся арочек.
Сжатое этими восемью арочками верхнее кольцо могло выдержать давление меридиональных арок лишь до определенного времени; по мере укладки заполнения усилие росло и грозило раздавить кольцо Ε . Прочность кольца Ε считалась достаточной до· тех пор, пока кладка заполнения свода не доходила до уровня Ν ; с этого момента считали необходимым усилить всю конструкцию каркаса верхней части свода; выкладывалось второе концентричное кольцо SSS , которое, - подобно тому как кольцо, окаймлявшее верхнее отверстие, подпиралось арочками OO , - также поддерживалось системой арок, обозначенных на правом рисунке буквами TT .


Рис. 50.	Рис. 51.

Таково происхождение арок TT и кольца S , которые и составляют различие в рисунках 50 и 51. Это толкование является вполне обоснованным: кольцо S , концентричное кольцу, окаймляющему верхнее отверстие, не могло быть осуществлено без вспомогательных арок T ; последние, в свою очередь, не могли быть возведены до тех пор, пока заполнение не достигало уровня N , так как в противном случае не было бы, на чем их установить и чем воспринять их распор. Другими словами, необходимая последовательность возведения верхней части купола вполне обоснована и оправдана. В начале меридиональные арки упирались своими верхними концами только в кольцо E ; как только кладка заполнения купола доходила до уровня N , это кольцо усиливалось кольцом S , помещенным на некотором расстоянии от него. При принятии такой последовательности в возведении каркаса его назначение и вся его конструкция, как и самый порядок работы, становятся вполне понятными.
Привожу данное объяснение в качестве предположения, подлежащего в дальнейшем проверке, и обращаю внимание исследователей на те обстоятельства, которые могут служить объяснением вопросов, возникающих при изучении этого огромного купола: девятнадцать веков его существования служат лучшим доказательством правильности примененных приемов; достоверное знание и изучение этих методов способствовало бы развитию строительного искусства и осветило бы важный факт в истории античной архитектуры.
Купол Пантеона непосредственно опирается на барабан круглой формы; таково было решение и первых римских куполов, как, например, купола над круглым залом терм Агриппы (табл. X) и куполов над всеми круглыми помещениями в первые годы империи. Конструкция на парусах, о которой мы упомянули, описывая купол храма Минервы Врачевательницы, проникла в римскую архитектуру очень поздно. Примеры ее применения по большей части относятся к периоду упадка, наступившему после царствования Диоклетиана и предшествовавшему эпохе расцвета Византии. В храме Минервы Врачевательницы паруса используются -для перехода от сферического свода к десятигранному основанию; в Torre de Schiavi купол возведен при помощи довольно грубых парусов на восьмиугольном плане. Купол центральной части гробницы Плацидии в Равенне, памятника, ближе стоящего к античному, чем к византийскому искусству, возведен на квадратном плане.
Таким образом, постепенно в римских сооружениях появлялись перекрытия в виде куполов на парусах, из которых в VI в., при Юстиниане., архитекторы создали совершенно новую, самостоятельную конструктивную систему.

4. Особые типы конструкции сводов; способы придания сводам большей прочности: применение контрфорсов и т. п.

Рассмотренные нами вспомогательные конструкции каркасного типа, применявшиеся римлянами при возведении сводов, можно распределить на два типа: к одному типу мы можем отнести кирпичные каркасы арочного типа с радиальными швами, кирпичные решетчатые. каркасы и отдельно стоящие арки из кирпича; ко второму относятся сводчатые настилы из кирпича, положенного плашмя, и другие виды вспомогательных конструкций этого типа. Эта классификация, вследствие ее больших несовершенств, не может охватить полностью всех возможных решений.
Часто римляне применяли лишь один из указанных типов конструкций каркаса сводов; иногда мы встречаем в их постройках сочетание обоих типов; примером такого решения может служить свод, перекрывающий один из зал Палатина (табл. VI) и представляющий систему подпружных арок, выведенных по сводчатому настилу из положенных плашмя плит. Эти две конструктивные системы взаимно дополняют друг друга, и архитектор объединил в конструкции свода сплошной настил с жестким каркасом из кирпичных арок с радиальными швами.
Можно считать, что римляне не признавали в своих конструктивных решениях всеобщих и жестких правил; они не считали возможным при бесконечно меняющихся условиях строительства и предъявленных к постройкам требованиях пользоваться одними и теми же незыблемыми методами. В связи с этим нельзя не заметить явного предпочтения в выборе тех или иных строительных материалов или приемов в выполнении строительных работ: в Риме при сооружении сводов применяются кирпичные каркасы; в Помпеях же, например, каркас выполняется из совершенно иных материалов, и внешний вид сводов резко меняется. Архитектор не ограничивает себя применением кирпичных каркасов или устройством сводчатого настила из кирпича, положенного плашмя; он вводит между опалубкой и кладкой заполнения свода вспомогательную конструкцию, в которой не следует, однако, искать подобия того искусно облегченного каркаса, который описан нами выше. Эта конструкция представляет собой сплошной слой из осколков туфа и раствора, покрывающий опалубку в виде оболочки, процесс выполнения которой похож на мощение из щебня. Назначение каркаса свода выполняет здесь вспомогательный тонкий свод из почти необработанных материалов, который принимает на себя нагрузку от веса кладки заполнения, как в случае применения сводчатого настила из кирпича, положенного плашмя. Этот тип конструкции свода, чаще всего встречающейся в Помпеях, яснее всего выражен в сводах коридоров арены, галлерей обоих театров и в залах нижнего этажа так называемого дома Диомида и др.
В Вероне мы не встретим уже применения туфа или кирпича; их заменяет галька, добываемая в реке Эч (Adiga), из которой выложен подобный тонкостенный свод, использованный для поддержания кладки заполнения сводов коридоров амфитеатра.
В тех случаях, когда своды имеют небольшие пролеты и находятся на незначительной высоте от земли, римляне меняют приемы их возведения и отказываются от применения кружал и каркасов; они возводят своды прямо по земляной насыпи, служащей как бы опалубкой; таким способом был построен свод, найденный на античном кладбище в Виенне , по тому же способу была осуществлена постройка сводов в цокольной части одного из главных храмов на Палатине. В этом случае земляная насыпь, послужившая опалубкой при возведении свода, осталась невывезенной и сохранилась в том виде, как она была выполнена строителями.
Мы видим, как изменяются способы достижения экономии на вспомогательных устройствах при неизменности основных принципов возведения сводов; я хочу еще на ряде примеров показать, какие разнообразные формы принимала эта идея у римлян при своем разрешении.
До сих пор я описывал своды с гнутой нижней поверхностью; криволинейность очертаний кружал сама по себе представляла уже сложности в работе, и римляне стали искать более экономных решений в отказе от криволинейных очертаний. Попытку такого решения мы встречаем в театре в Таормине. Перекрытие больших ниш решено в виде перемычки ломаного очертания, заменившей собой цилиндрический свод (табл. XV, рис. 5). Легче всего уяснить эту необычайную конструкцию, если представить себе стрельчатую арку, составленную из упертых друг в друга прямолинейных элементов; ясно, что при таком очертании перекрытия кружалами могли служить две упирающиеся друг в друга толстые доски. Это ухищрение нельзя назвать исключением в римском строительном искусстве: в окружающей Рим равнине, близ закругленной оконечности цирка Максенция, мною обнаружены скромные по виду античные сооружения, в которых сечение продолговатых в плане сводов подобно этим перекрытиям ниш в Таормине. Кружала такого упрощенного свода совершенно точно соответствуют стропилам двухскатных кровель. Мне кажется, что трудно найти лучший пример того, с какой свободой римляне находили решения на основе того принципа экономичности, который я попытался осветить.
Свободно выбирая примеры осуществления этой идеи, римляне не упускали ни одной возможности, из которой они могли извлечь выгоду. Поняв, что давление на кружала от веса кладки гораздо больше у вершины свода, чем у его опор, они пытались применить кладку различной конструкции в соответствующих частях свода.
Примером такого решения может послужить сдвоенная арка, изображенная на рис. 2 табл. XV; нижняя часть ее выполнена сплошной кладкой из крупного кирпича, а верхняя часть представляет собой кирпичный каркас с заполнением из щебня и раствора. На рис. 1 той же таблицы изображены большие арки нижнего этажа Пантеона, нижние части которых перевязаны между собой; верхние же части представляют собой три отдельные арки, выложенные самостоятельно, без перевязки; нижняя арка использовалась в качестве кружал для кладки верхних арочек .
Римляне, кроме того, использовали силу сцепления раствора и возводили своды небольших размеров без всяких кружал; в некоторых водопроводных галлереях в Греции мы встречаем такое решение, и примером могут служить перекрытия водопроводных галлерей в портиках Элевзиса (рис. 52).

Рис. 52.

Кирпичи секториальной формы здесь укладывались по толстым слоям раствора; два нижних кирпича укладывались совсем просто; после того как они уже установлены на место и раствор, скрепляющий их с ранее выложенной частью кладки, затвердел, укладывался замковый камень в приготовленное для него место; таким путем кладка свода могла производиться без всяких вспомогательных устройств.
В случае сосредоточенной нагрузки или необходимости создания опоры для поперечной стены, нужно было усилить определенный участок конструкции свода; в этих случаях римские строители отказывались от обычного каркаса, скрытого в кладке заполнения, и прибегали к устройству выступающих из кладки свода подпружных арок; иногда пяты этих арок опирались на пилястры, чаще же римляне ограничивались тем, что арки выступали из поверхности свода лишь в верхней части свода, нижние же части подпружных арок оставались скрытыми в кладке заполнения (рис. 53).
Благодаря такому приему, на перегруженном участке свод получает необходимое усиление; в то же время полностью упраздняются пилястры, и помещение освобождается от лишних выступов, стенам же по всему периметру придается непрерывно ровная поверхность.
Нет нужды увеличивать здесь число примеров этих особых приемов и их применения в отдельных частных случаях; в них ясно проявляется тот принцип разумной экономии, который виден во всех случаях с одинаковой четкостью, несмотря на все разнообразие приемов.
Считая, что вопросы о приемах возведения сводов достаточно выяснены, перейдем к рассмотрению вопроса устройства опорных элементов, воспринимающих распор. С первого взгляда кажется, что этот вопрос не относится к рассматриваемым нами конструктивным системам свода. Действительно, в данных конструкциях не столь важно воспринятие особыми устройствами того распора, - который обычно возникает в арке из клинчатых камней; весь свод представляет собой монолитное массивное тело, и основная задача состоит в создании достаточно прочных опор, которые смогут выдержать давление от веса свода.

Рис. 53.

Способность монолитных сводов сохранять свою форму без всяких дополнительных опорных устоев являлась, казалось бы, основным их преимуществом; это их свойство слишком элементарно, чтобы римские строители его не заметили; они, однако, не упустили из виду и тех опасностей, которые таила в себе эта конструкция сводов. Возведенный свод загружается постепенно, и его деформации протекают иногда в течение довольно продолжительного времени; вершина свода постепенно опускается, а нижние боковые его части стремятся разойтись. Если не предотвратить возможность этих перемещений, угрожает опасность серьезных разрушений в результате этих деформаций; после их завершения в кладке свода накапливаются внутренние напряжения, и свод можно сравнить с нагруженной мощной рессорой, покоящейся на двух опорах. Ясно, что ставить кладку свода в такие условия работы не следует; необходимо бороться с появлением деформаций, и лучшим для этого способом является прочное закрепление распирающихся элементов свода мощными контрфорсами. Таково, по моему мнению, происхождение применявшихся в античных сводах контрфорсов. Приведенный здесь рис. 54 дает ясное понятие об их форме, размерах и расположении.
Контрфорсы церкви Santa Maria degli Angeli, храма Мира и почти всех больших римских крестовых сводов, за небольшим исключением, имеют подобный вид. В зданиях с цилиндрическими сводами контрфорсы расставлены реже и имеют меньший вылет; в зданиях с круглым планом применение контрфорсов является исключением. Эта последовательность, впрочем, настолько естественна, что дополнительных пояснений не требует.
В целом, римляне применяли наружные контрфорсы в очень редких случаях; заботясь об обеспечении устойчивости и прочности сводов, так же как и других частей зданий, они избегали подобных устройств; вместо возведения специальных контрфорсов, они искали таких решений, которые обеспечивали бы устойчивость сводов соответствующей компоновкой отдельных частей здания. В этом отношении при изучении планировки крупных римских сооружений можно извлечь ряд плодотворных уроков.

Рис. 54.

Мы не будем приводить здесь ряда примеров таких приемов, в равной степени понятных, как и остроумных, которые, однако, не поддаются точным расчетам; направление мысли, которой руководствовались римляне, можно считать достаточно установленным. Сущность их методов легко уяснить при детальном изучении планов таких крупных сооружений, как термы Каракаллы, Диоклетиана и Тита, Палатин и им подобных; убеждаешься, с какой настойчивостью и какими разнообразными приемами римляне избегали работ, предназначенных исключительно к обеспечению устойчивости сводов; почти во всех случаях предназначенные для этой цели конструктивные элементы одновременно использованы в связи с основным назначением сооружения.
В том, например, случае, когда крестовым сводом перекрывается прямоугольное помещение, римляне располагают пяты А свода не точно в углах помещения, что вызвало бы устройство выступающих контрфорсов, а на некотором расстоянии от наружных стен BC , как это показано на рис. 55.

Рис. 55.

При таком решении участки AB поперечных стен заменяли собой контрфорсы; в том случае, когда ширина помещения была меньше его глубины, достоинства этого решения еще дополняются преимуществами конструкции крестового свода при квадратном плане помещения (см. рис. 40); контрфорсы введены внутрь помещения, являясь частью внутренних стен и увеличивая полезную площадь помещения без дополнительных расходов. Такое решение мы встречаем почти во всех случаях пересекающихся цилиндрических сводов; большое число замечательных примеров такого решения мы встречаем в термах Каракаллы.
План базилики Константина представляет собой пример другого вида решения той же проблемы: крестовые своды среднего нефа имели слишком большой пролет, чтобы их можно было не укреплять устройством мощных контрфорсов. Такими контрфорсами служат поперечные стены, обозначенные на рис. 56 буквами A , B , C и D .

Рис. 56.

Однако этим стенам не придан вид обычных контрфорсов, приставленных к опорным пилонам большого крестового свода; с одной стены на другую перекинуты цилиндрические своды, которые образовали пространство AB , использованное в качестве бокового нефа.
Таким путем добивались того, что контрфорсы перестали загромождать здание снаружи; они уже не представляли собой элементов, которые специально предназначены для придания прочности сооружению, а включались в то обычное решение, при котором отдельные части здания взаимно поддерживают друг друга, не вызывая необходимости в дополнительных и лишних устройствах.
В тех случаях, когда была возможность свободного выбора средств, римские архитекторы все же инстинктивно останавливались на наиболее простом решении, заключавшемся в увеличении размеров опор сводов, устраивая, однако, в толще этих опор обширные пустоты для экономии кладки при возведении каменных массивов увеличенных размеров; такой способ применен при постройке Пантеона Агриппы (табл. XIII).
Стены Пантеона по всему периметру представляют собой сплошной каменный барабан, облегченный рядом внутренних пустот, расположенных друг над другом, размещение которых я стараюсь сделать понятным, показывая их без скрывающей их облицовки стен.
В промежутках между этими пустотами, облегчающими каменную кладку стен, и перекрытыми арками расположены выемки в виде ниш, перекрытых сводами, обращенных выпуклостью в сторону, противоположную направлению действия распора.
Римляне двояким образом облегчали свои каменные конструкции, подверженные действию распора; они либо оставляли внутри них пустоты, перекрытые цилиндрическими сводами, либо устраивали в них ниши с полукупольными перекрытиями; подобные конструктивные приемы можно встретить в опорных стенах античных сводов, в подпорных стенках (табл. XIV, рис. 1).
Во всех этих случаях их назначение одинаково: позволяя увеличить общую толщину и площадь основания стены, они повышают ее устойчивость без значительного увеличения ее стоимости.
Одновременно с устройством мощных каменных массивных опор римляне пытались уменьшить опасность действия распора, применяя для постройки сводов очень легкие материалы; при возведении античных сводов постоянно применялась пемза; большое число примеров, которые подтверждают применение пемзы именно в тех частях свода, где уменьшение веса имеет особенно важное значение, не дает нам права считать это случайностью. Большая часть сводов в Колизее, в термах Тита и Каракаллы построена из очень пористого вулканического туфа, из которого тщательно удалены все камни плотной породы.
Приведенное в компилятивном труде Исидора Севильского краткое описание, заимствованное, по-видимому, у кого-нибудь из римских авторов, совершенно точно излагает обычай оставлять самые легкие строительные материалы для кладки сводов.
Еще одно обстоятельство часто связывается с идеей облегчения сводов, но ему, по моему мнению, придавали слишком большое значение. Это - наличие в кладке монолитных заполнений сводов глиняных горшков.
Незначительная часть общего объема кладки сводов, которую занимают обычно горшки, и главным образом способ их размещения скорее заставляют считать, что их применение совершенно не соответствует теоретическим соображениям, основанным на использовании легкого веса этих пустотелых горшков. Действительно, если римляне рассчитывали уменьшить вес, а следовательно, и распор введением в кладку сводов этих горшков, мы должны были бы обнаружить их в верхних частях свода, где больше всего следует избегать большого веса материалов.
В действительности мы этого не наблюдаем; более того, чаще всего мы видим совершенно обратное.
Применение этих глиняных горшков может быть изучено по памятнику IV в., названному в связи с этим Torre Pignatarra (Горшковая башня); заделанные в кладку горшки из обожженной глины обнаружены также в своде храма Минервы Врачевательницы (Minerva Medica) (табл. XI); наконец, мною обследовано применение этих горшков в ряде расположенных вдоль Via Labicana гробниц и главным образом в сводах цирка Максенция, расположенного за воротами св. Себастьяна: во всех этих случаях они обнаружены размещенными в боковых частях сводов. На рис. 1 табл. IV показано размещение горшков в кладке последнего из упомянутых памятников; иногда они встречаются в кладке перекрытий проемов, но чаще они расположены непосредственно над опорными стенами, и число их увеличивается именно! в тех местах, где совершенно не может быть использовано их основное качество - малый вес. Я встречал их даже в толще стены; приведу один из многих примеров такого неожиданного их размещения: при изучении главного фасада храма Минервы Врачевательницы (Minerva Medica) можно обнаружить такой горшок в правой его части несколько выше арки дверного проема, скрытый в кладке стены, непосредственно за облицовкой. Одним словом, можно из приведенных фактов заключить, что при размещении этих глиняных горшков не учитывалась возможность использования их небольшого веса.
По-видимому, происхождение применения горшков, встречающихся в кладке римских памятников, может быть объяснено следующим образом .
Жидкие продукты· питания для населения Рима доставлялись в город в глиняных горшках; горожане не имели что отправлять в них в обмен на получаемые продукты, и большое количество такой уже использованной и мало ценной посуды сильно стесняло их. Вместе с остальным мусором они вывозили эти горшки на тот участок, который теперь называется Monte Testaccio (Горшковая гора); этот холм с таким характерным названием целиком состоит из обломков глиняной посуды. Строителям пришла мысль использовать эту глиняную посуду в качестве строительного материала; горшки эти представляли собой искусственный материал прекрасного качества, не превышавший по стоимости бутовый камень, который им заменяли. В связи со значительно меньшим весом горшков, по сравнению с обыкновенным камнем, они применялись преимущественно в кладке верхних частей постройки. Однако стремление добиться их применением уменьшения веса и нагрузки сводов кажется чуждым римлянам; такое решение мы встречаем в сооружениях Равенны и Милана; трудно решить, являются ли своды, облегченные при помощи заделки в кладку глиняных горшков, собственным изобретением ломбардских зодчих, но во всяком случае можно считать наиболее вероятным, что это остроумное решение не было заимствовано ими у римлян. Более правдоподобным можно считать предположение, что это решение, примененное в куполе храма св. Виталия (San Vitale), пришло в Италию тем же путем, как и архитектурное решение этого храма. Это предположение приписывает, таким образом, всю заслугу первого сознательного применения глиняных горшков в кладке сводов архитекторам византийской школы .
В целом же, изучая чисто римские постройки, следует признать, что применение глиняных горшков в их истории является второстепенным, и. изучение их применения не дает оснований к каким-либо важным выводам, которые бы восполнили или уточнили принципы, изложенные нами в нашем исследовании.


Рис. 57.	Рис. 58

Один из приведенных рисунков (рис. 54) выявляет одну существенную особенность античных сводов: эти своды служат одновременно и верхним покрытием для перекрытых ими зданий; римляне никогда не устраивали крыши по деревянным стропилам над сводами. Римские строители, по-видимому, считали защиту каменных сводов кровлей по деревянным стропилам, т. е. применение конструкции из дорогого, нестойкого и недолговечного материала, порочной системой дублирования конструкции. Римский архитектор или применяет кровлю по деревянным стропилам, отказываясь от сводов, или же прибегает к сводчатым конструкциям; в этом случае юн не делает деревянной крыши; своды выполняют все функции: по их наружной поверхности укладываются металлические листы или черепица для защиты от дождя; иногда выровненная плоская поверхность свода покрывается тонким слоем жирного плотного цементного раствора (рис. 57).
К такому типу относится целый ряд сводов в термах Каракаллы: кладка сводов наверху завершается почти горизонтальной площадкой; последний слой кладки покрывается мозаикой из цветного мрамора и служит полом великолепной террасы.
В тех случаях, когда наружная поверхность свода покрывается черепицей или металлическими листами, ей придается форма крыши со скатами, которую она заменяет.
Интересным примером такою решения служит свод храма Santa Maria degli Angeli (рис. 54). Внутри он перекрыт рядом крестовых сводов; если представить себе над каждым из цилиндрических сводов особую крышу, то их взаимные пересечения создадут как-раз ту форму, которая придана наружным поверхностям сводов; расположение ендов в точности соответствует ребрам крестовых сводов; такое решение наиболее естественно и лучше всего обеспечивает свободный сток дождевых вод. Подобное же решение встречается в парижских термах, в базилике Константина и др.; только в случае сферических куполов форма наружной поверхности отвечает выпуклой форме купола, и разрез по такому куполу имеет вид, изображенный на рис. 58.
Такое исключение из общего приема решения вполне оправдано, если принять во внимание, что для создания горизонтальной внешней поверхности пришлось бы довести объем кладки до объема, значительно превышающего половину полезного объема купола. Римляне усмотрели в таком решении недопустимое излишество; в этом мы видим одно из самых характерных для римлян выражений того, как при наличии определенной системы взглядов, принципы которой не могут быть абсолютными, они умели удержаться от крайних решений, вытекающих из принятых ими обычных приемов.
В нашем исследовании античных сводов остались невыясненными только следующие вопросы. Что обеспечило сохранность ряда сводов? Какие причины привели к разрушению других сводов? Какими, наконец, методами римляне восстанавливали частичные повреждения сводов и предупреждали их окончательное разрушение?
Среди причин разрушения сводов, выполненных в монолитной кладке из щебня и раствора, следует в первую очередь упомянуть влияние поду земных толчков и неравномерной осадки грунта. Как следующую по порядку причину, нужно отметить разрушительное действие вырастающих на сводах крупных растений; на первый взгляд оно кажется незначительным, но римляне придавали ему очень серьезное значение. Римские законы отражают те мероприятия, которыми пытались предотвратить эту опасность, устанавливая разрывы между зелеными насаждениями и акведуками, для которых появление трещин особенно опасно. Сенатом было принято постановление, запрещающее, начиная с 11 г. до н. э., производить насаждение растений на расстоянии меньше 15 футов от акведуков; об этом мы узнаем из трактата "Об акведуках" Фронтина, а тремя веками позже это постановление подтверждается и получает еще большее уточнение в конституциях императора Константина .
И действительно, опасность, которую пытались предотвратить, была очень серьезна; трудно себе представить, какого размера достигают те части кладки, которые отслаиваются под действием корней растений. Быть может, с разрушительным действием этих незаметно действующих сил могут сравниться только опустошения, произведенные человеческими руками.
Вне зависимости от причин повреждений, восстановление римских сводов осуществлялось путем подведения второго кирпичного свода с радиальными швами.
В окрестностях Рима имеется ряд примеров сводов акведуков, укрепленных таким дополнительным сводом, возведенным с внутренней стороны и восполняющим недостаточную прочность каркаса, несущего поврежденную кладку свода; рис. 2 на табл. XIV изображает такую возведенную снизу арку, укрепляющую арку акведука.
Изображенный на рисунке пример взят мной из аркады близ Латерана, развалины которой примыкают к часовне Scale Santa.
Метод возведения этих вспомогательных арок так же прост, как и остроумен. Новая арка для поддержания давшей трещины арки была возведена без точной пригонки к поверхности старой арки; намеренно был оставлен просвет между верхней поверхностью новой и нижней поверхностью поврежденной арки; этот просвет был заложен лишь с одной лицевой стороны таким образом, что между обеими арками сохранилась пустота, которая затем была заполнена плотным бетоном, образовавшим между ними как бы прокладку.
Таков был прием, который иногда упрощался тем, что дополнительные арки доводились вплотную к треснувшей - без устройства этой прокладки. Таким способом, по моему мнению, был восстановлен ряд памятников в Помпеях, поврежденных при землетрясениях, предшествовавших великому извержению. Этим же способом были восстановлены, по-видимому, и термы и амфитеатр. В качестве последнего примера я приведу античный свод, известный только по описанию, который был, как гласит подлинник, "подперт поддерживающими арками" двойной толщины, установленными на самостоятельных опорах (Orelli, n° 3328). При желании можно было бы дать и другое объяснение аркам Помпей, но только что упомянутый мною документ избавляет от необходимости дискуссии по этому вопросу, результаты которой могли быть недостаточно определенными; можно сомневаться в выборе толкования назначения помпейских арочек, но с еще большим правом можно утверждать, что совершенно такие же арки применялись античными архитекторами для предохранения поврежденных сводов от крушения.

Здесь и ниже речь идет об Италии конца XIX столетия. - Прим. ред.
Относительно того, в каком смысле нужно здесь понимать общность масштаба, а также относительно применения нами условного способа изображения, см. в конце этого труда - примечания к таблицам.
Minerva Medica.
В доказательство достоверности своего изображения Пиранези приводит следующее: он говорит, что изобразил. внутренний вид купола (рис. 49) таким, каким купол предстал перед ним, когда он был очищен от античной штукатурки.
Теперь этот свод разрушен, подробнее о нем см. в труде Ле Блан (Le Blant), Памятники христианской письменности в Галлии, т. II, стр. 125. Найденный в насыпи, образовавшей ядро свода, камень с высеченной надписью оставил в кладке свода отпечаток, по которому можно судить о приемах возведения.
Описанные арки служат разгрузочными арками, передающими нагрузку от вышележащих частей стены на прочные части основания. Они почти сплошь заложены кладкой, причем совершенно очевидно, что они были ею заложены после окончания кладки арок по кружалам. Использование этой кладки в качестве опалубки было бы ошибкой; внешне создавалось бы впечатление достижения разгрузки, а на самом деле мы имели бы единую монолитную кладку, в которой все усилия передаются по вертикали, как и в случае отсутствия разгрузочной арки.
«Sfungia, lapis creatus ex aqua, levis ac fistulosus et cameris aptus» («Губчатый камень, образующийся в воде, легкий и ноздреватый, пригодный для кладки сводов»). Origin., lib. XIX, cap. Χ.
Следует вспомнить при изучении применения этих глиняных горшков в античной кладке о глиняных вазах, которые наряду с металлическими сосудами, по словам Витрувия, служили для улучшения резонанса больших зал для собраний.
Такое сравнение было бы, по моему мнению, чисто случайным. Действительно, насколько понятны попытки улучшения акустики в театрах, настолько же они излишни в сооружениях гробниц, как Torre Pignatarra, или памятников вдоль дороги в Пренесту. Кроме того, Витрувий не говорит о том, что эти вазы замуровывались в толщу стен театральных зданий; они просто устанавливались под ступенчатыми сиденьями амфитеатра (Витрувий, кн. V, 5, 1). Таким образом, проведение аналогии между этими двумя случаями применения глиняных горшков лишено какого бы то ни было основания.
Смотри описание сводов из пустотелых труб в труде de Dartein об архитектуре Ломбардии, который предоставил в мое распоряжение результаты своих изысканий, что помогло мне осветить вопрос происхождения сводов из пустотелых глиняных горшков. De Dartein считает, что начало применения этой системы конструкции восходит по крайней мере к IV в.; он отмечает ее применение не только в храме св. Виталия в Равенне, но также в Баптистерии Равенны, восстановленном и украшенном архиепископом Неоном (423–430) и в очень древней часовне близ храма св. Амвросия в Милане в часовне св. Сатира.
Frontin. De aquaed., n. 126 и 127; Cod. Theod., lib. XV, tit. II, Ι. 1 ; Cf. Cassiοd. Variaruir. lib. II, ep. 39; lib. V, ep. 38; lib. VII, form. 6.
Сравните эти указания древних авторов с указаниями Альберти в шестой главе десятой книги его трактата «О зодчестве».

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 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.

4.9.6 Конструктивные решения сводчатых покрытий. Примеры покрытий в виде оболочек

а – шедовое с диафрагмами в виде железобетонных арок; б – то же, в виде стальных ферм криволинейного очертания

Оболочки, которые могут перекрывать большие пролеты, имеют незначительную толщину 30... 100 мм, так как бетон в этом случае работает в основном на сжатие.

Оболочки могут быть цилиндрические купольные, параболоидные и др. Хорошие показатели имеет покрытие из длинных цилиндрических оболочек, применяемых при сетке колонн 12×24 м и более.

Важным аспектом устройства покрытия является возможность принятия такого конструктивного решения, которое позволило бы добиться оптимальной металлоемкости и массы здания, а также сократить трудозатраты на его возведение.

В настоящее время успешно используют возводимые из унифицированных трубчатых элементов структурные конструкции покрытия типа «Модуль» и «Берлин». Покрытие типа «Модуль» компонуют из структур размером 36×36, 30×30, 24×24 м. Пространственное стальное покрытие типа «Берлин» представляет собой стержневую складчатую конструкцию, состоящую из наклонно расположенных основных ферм с общими верхними и нижними поясами. Сетка колонн при таком покрытии имеет размеры 12×18 и 12×24м. Для изготовления ферм используют трубы диаметром от 45 до 108 мм.

Устраивают также висячие покрытия, которые работают на растяжение. Висячие конструкции делятся на вантовые и собственно висячие.

а – висячее покрытие однопоясное пролетом 12+78+12 м; б – то же, двупоясное пролетом 9+50+9 м

Несущими элементами в вантовых покрытиях являются тросы и вантовые прямолинейные элементы. В качестве настилов используют алюминиево-пластмассовые панели, коробчатые настилы из стеклопластиков и сотовые панели. Вантовые покрытия могут быть пролетом 100 м и более.

В собственно висячих покрытиях несущими конструкциями являются мембраны и гибкие нити, криволинейно очерченные под действием приложенной к ним нагрузки. Так, в здании гаража с сеткой осей 12×(12 + 78 + 12) м несущими элементами служат канаты диаметром 40 мм с шагом 1,5 м, которые прикреплены к железобетонным бортовым балкам двутаврового сечения. По канатам уложены железобетонные плиты размером 1,5×1,5 м. Бортовые балки опираются на колонны, усиленные заанкеренными в грунт оттяжками.

В промышленном строительстве широко используют и пневматические конструкции. Принцип возведения их основан на том, что во внутреннее замкнутое пространство мягких оболочек нагнетают атмосферный воздух, который растягивает оболочку, придавая ей заданную форму, устойчивость и несущую способность. Материал оболочек этих зданий должен быть воздухонепроницаемым, эластичным, прочным, легким, долговечным и надежным в эксплуатации. Избыточное давление составляет 50...500 Па и для человека не представляет никакой опасности.

Сводчатые покрытия пролетом 24, 36, 48 и 60 м для большепролетных промышленных зданий запроектированы ЛенЗНИИЭП. Своды образованы из прямолинейных элементов (рис. 55) складчатого сечения шириной 3 м, толщиной стенок 25 мм, а полок - от 80 до 100 мм (в зависимости от пролета здания). Элементы армированы двумя ткаными сетками, в горизонтальных полках - стержневой арматурой. Монтаж элементов ведут на кондукторе; стыки болтовые с последующей их сваркой. После завершения монтажа все швы омоноличиваются. Свод жестко связан с железобетонными балками пролетом 3 м, опорами для которых служат фундаменты.

Такое покрытие имеет главный корпус пролетом 36 м деревообрабатывающего завода в Ленинграде. Приведенная толщина бетона 6,57 см, расход стали - 14,06 кг/м2.

В Свердловске здание пролетом 24 м покрыто армоцементный сводом (рис. 56). Приведенная толщина бетона 4,71 см, расход стали - 11, 1 кг/м2.

Положительным у сводов складчатого поперечного сечения, собираемых из отдельных элементов, являются сравнительно небольшие размеры элементов, простота армирования, на 30-35% меньший расход бетона и на 5-10% стали по сравнению с другими большепролетными пространственными покрытиями.

Армоцементные покрытия для массового строительства операционных залов вокзалов разработаны СибЗНИИЭП совместно с Сибгипротрансом. Зал на 700 пассажиров пролетом 24 м и длиной 18 м покрыт сводом, который собирают из двух элементов полной заводской готовности. Поперечное сечение волнообразное шириной 2 м и толщиной 30 мм. Армируют элементы двумя ткаными сетками № 10 и стержнями диаметром Ю мм, расположенными по два в верхних гребнях волн и по четыре внизу. Распор от горизонтальной реакции свода может восприниматься двумя способами: наклонными контрфорсами, расположенными через каждые 3 м, либо горизонтальной затяжкой. Тогда наклонные растяжки отсутствуют При пролете 24 м и первому конструктивному решению опор приведенная толщина бетона равна 3,5 см, а расход стали - 5 кг/м2, а с учетом контрфорсов, балок, стоек и фундаментов соответственно 14 см и 13,8 кг/м2. Во втором варианте опор с учетом всех конструкций приведенная толщина бетона - 10 см, расход стали - 9,6 кг/м2.

Следует также отметить примеры подобных покрытий из зарубежной практики. Например, покрытие центрального зала выставки в Турине (рис. 3). Свод зала пролетом 98 м состоит из сборных армоцементных элементов, соединенных монолитными железобетонными ребрами. Вес элемента 1,5 т. Опалубка армоцементная. В гребнях и ендовах элементы замоноличивали на месте. Освещается помещение через световые проемы в наклонных стенках армоцементных элементов.

В проекте покрытия ангара пролетом 180 м в аэропорту Буэнос-Aйpeca свод образован аналогичными сборными армоцементными элементами, замоноличиваемыми на месте.

Площадь Св. Петра в Риме запроектировано перекрыть сводом пролетом 300 м, собранным из отдельных армоцементных скорлуп.

Строительный портал. Оттачиваем мастерство