А́рка — архитектурный элемент, криволинейное перекрытие сквозного или глухого проёма в стене или пролёта между двумя опорами (колоннами, устоями моста). Как и любая сводчатая конструкция, создаёт боковой распор. Как правило, арки симметричны относительно вертикальной оси.

История

Арки впервые появились во II тысячелетии до н. э. в архитектуре Древнего Востока (например, древнеегипетской архитектуре), в частности в Древней Месопотамии, где строительство кирпичных сооружений достигло высокого уровня. Широкое распространение также получили арки в архитектуре Древнего Рима.

Механика

Арка — это криволинейный брус плавного абриса, несущая строительная конструкция. В отличие от балки, которая испытывает нормальное механическое напряжение, арка испытывает касательное механическое напряжение, из-за чего возникает горизонтальная опорная реакция (распор). От свода арка отличается лишь значительно меньшей шириной. Под вертикальной нагрузкой арка работает в большей степени на сжатие и в меньшей степени на изгиб.

Арки бывают бесшарнирные, двухшарнирные и трёхшарнирные; если опорные концы арки соединить стержнем (затяжкой, которая воспринимает горизонтальную реакцию), то получается арка с затяжкой.

Бесшарнирная арка
Двухшарнирная арка

Назначение частей арки

  • Замковый камень — клинообразный или пирамидальный элемент кладки в вершине свода или арки
Замковый камень
Замковый камень
  • Клинчатый камень
Клинчатый камень в арке
Клинчатый камень в арке
  • Внешняя поверхность свода (экстрадос)
Внешняя поверхность свода (внншний свод)
Внешняя поверхность свода (внншний свод)
  • Пятовый камень (импост) — поперечное сечение около опоры, пята арки
Импост арки
Импост арки
Импост
Импост
  • Внутренний свод (интрадос)
Внутренняя поверхность свода (внутренний свод)
Внутренняя поверхность свода (внутренний свод)
  • Стрела подъёма — расстояние центра замкового камня арки от линии, которая соединяет центры двух пятовых камней арки
Стрела подъёма арки
Стрела подъёма арки
  • Пролёт
l - пролёт арки
l — пролёт арки
  • Опорная стена

Расстояние между центрами пят называется расчётной проймой. При увеличении стрелы подъёма уменьшается распор арки. Ось арки подбирают так, чтобы сжатие на изгиб было минимальным; тогда арка будет наиболее крепкой и стойкой. Крепость арки зависит от её формы. Простейшие арки имеют форму полукруга, однако теоретически наиболее крепкими являются арки с формой параболы или цепной линии. Параболические арки впервые использовал испанский архитектор Антонио Гауди. Такие арки передают весь распор на опорную стену и не требуют дополнительных элементов.

Арки, перекрывающие несквозной проем, называются слепыми. Одной из целей этого является увеличение прочности стены при экономии материала. В древности известен приём, когда арка делалась для облегчения, например, когда перекрытие проёма в стене было выполнено в виде плоской арки, для разгрузки которой над нею делалась слепая арка.

Типы арок

По форме различают арки:

  • аравийская — имеет повышенный центр построения, была распространена в зодчестве народов востока, в испано-мавританской архитектуре.
Аравийская арка
Аравийская арка
  • аркбутан — арка с пятами на разных уровнях, наклонно передающая распор свода на внешнюю опору.
Аркбутан. Схема
Аркбутан. Схема
Аркбутан
Аркбутан
  • вогнутая — перекрытая двумя дугами, обращёнными выпуклыми сторонами в пролёт.
Вогнутая арка. Схема
Вогнутая арка. Схема
Вогнутая арка
Вогнутая арка
Вогнутая арка
Вогнутая арка
  • двулопастная — сложенная из двух малых арок одинаковых размеров, импосты и соединения которых расположены на одном уровне.
Двулопастная схема
Двулопастная арка. Схема
Двулопастная арка. Входная арка, Гвадалахара
Двулопастная арка. Входная арка, Гвадалахара
  • двуцентровая — дуга, образованная из двух дуг одного и того же радиуса, пересекающихся в замке под тупым углом.
Двуцентровая арка
Двуцентровая арка
Двуцентровая арка. Пример
Двуцентровая арка. Пример
  • диагональная — расположена в крестовом своде по диагонали квадрата или прямоугольника, то есть нервюра, которую называют «ожива».
Диагональная арка в крестовом своде
Диагональная арка в крестовом своде
Крестовый свод. Диагональная арка
Крестовый свод. Диагональная арка
  • эллиптичная — образована в пересечении частью эллипса.
Эллиптическая арка. Схема
Эллиптическая арка. Схема
Эллиптическая арка
Эллиптическая арка
  • заплечная — устроенная над углублением в стене, тип круглой арки.
Заплечная арка. Пример 1
Заплечная арка. Пример 1
Заплечная арка. Пример 2
Заплечная арка. Пример 2
Заплечная арка. Пример 3
Заплечная арка. Пример 3
Заплечная арка. Пример 4
Заплечная арка. Пример 4
  • обратная — с обращенной вниз выпуклостью дуги.
Обратная арка. Дуга, направленная вниз
Обратная арка. Дуга, направленная вниз.
  • зубчатая — с равномерным расположением по внутренней поверхности остроконечных выступов.
Зубчатая арка
Зубчатая арка
Арка зубчатая
Арка зубчатая
Зубчатая арка. Пример
Зубчатая арка. Пример
  • килеподобная (килевидная или «ослиный хребет») — имеет вид поперечного разреза опрокинутого килевого судна, нашла применение в русском зодчестве.
Килевидная арка
Килевидная арка
  • клинчатая — выложенная из клинчатых камней или из прямоугольных камней с клинчатыми швами.
Клинчатая арка из камней
Клинчатая арка из камней
  • косая — см. ползучая.
Ползучая арка
Ползучая арка
Косые арки
Косые арки
Косая (ползучая) арка
Косая (ползучая) арка
  • коробовая или эллиптическая — дуга, описанная из трёх, пяти, семи центров. Разновидностью её является седловидная арка.
Коробовая арка. Схема
Коробовая арка. Схема
Коробовая арка
Коробовая арка
  • круговая (стиснутая) — описана полукругом из центра, расположенного ниже пят.
Круговая арка
Круговая арка
Стиснутая арка
Стиснутая арка
  • угловая — то же самое, что и митровая.
  • ланцетоподобная (копьеподобная) — образована двумя дугами, которые соединяются под углом и имеет формы стрельчатой равносторонней, стрельчатой стиснутой, стрельчатой плоской.
Копьеподобная арка
Копьеподобная арка
  • ломаная — см. стрельчатая.
Ломаная арка
Ломаная арка
Арка ломаная
Арка ломаная
Ломаная арка. Пример
Ломаная арка. Пример
  • лучковая (круговая) — с дугой менее полуокружности (одноцентровая).
  • мавританская — то же самое, что и аравийская
  • митровая — с двумя симметричными спадами в завершении.
  • многолопастная — вид арки, составленной из трёх или большего числа кривых, пересекающихся под острым углом.
  • овальная — образует в своде часть овала.
Овальная арка
Овальная арка
Арка овальная
Арка овальная
  • выпукло-вогнутая — выгибы у пят обращены выпуклыми сторонами в середину пролёта и плавно переходят в одноцентровой или многоцентровой подъём по вертикальной оси.
  • параболическая — образует в своде часть параболы.
  • опрокинутая — такая, в которой замок находится ниже пят. Выполняет функции разгрузочной и устраивается в нижней части стены.
  • перспективная — концентрическая, уходящая внутрь стены уступами уменьшающихся радиусов, находит применение при оформлении порталов.

  • полуциркульная или полукруглая — её дуга описана полуокружностью; наиболее распространённый вид арки.
  • подвесная — состоит из двух дуг, точка пересечения которых расположена ниже вершины арки.
  • подковообразная — то же самое, что аравийская.
  • сводная — то же самое, что ланцетоподобная.
  • стрельчатая — состоит из двух дуг, пересекающихся в замке под острым углом. Получила широкое применение в готической архитектуре. Различают стрельчатую арку, сжатую и ланцетовидную.
  • плоская — со стрелой подъёма в несколько раз меньше пролёта.
  • ползучая или «кобылья голова» — арка, имеющая опоры (пяты) на различных уровнях, например, под маршами лестниц.
  • подпружная — вспомогательная арка, укрепляющая или поддерживающая различные конструкции сводов.
  • портьерная — образована двумя или четырьмя дугами с центрами за пределами пролёта.
  • притупленная — пологая стрельчатая с округлениями в пятах.
  • пятилистная — навершие окна в виде пятилистника.
  • разгрузочная — арка, заделанная в стене и распределяющая нагрузку от верхних частей здания на опоры, или наоборот, от отдельных опор на стенку фундамента.
  • сжатая (лежачая) — завершенная горизонтальной перемычкой.
  • скамеечка — беседка в виде триумфальной арки со сквозными решетчатыми стенками, к которым примыкают сиденья.
Арка "Скамеечка"
Арка «Скамеечка»
  • ступенчатая — система арок в виде нескольких ярусов закомар.
  • трёхлопастная — образована тремя полуокружностями, причём приподнятое среднее опирается на концы боковых, которые зеркально повторяют друг друга.
Трёхлопастная арка. Схема
Трёхлопастная арка. Схема
Трёхлопастная арка, Индия
Трёхлопастная арка, Индия
  • трёхцентровая — полуовальная в разрезе, состоит из дуг трёх окружностей, из которых наибольшее среднее построенное радиусом из центра на оси пролёта. Две другие дуги прокладываются радиусами из точек, что находятся значительно выше.
Трёхцентровая арка. Схема
Трёхцентровая арка. Схема
Трёхцентровая арка
Трёхцентровая арка
  • «тюдор» — пологая с заострённым верхом.
  • воображаемая или фальшивая — арка, не дающая горизонтального распора, так как выложена путём горизонтального напуска камней.
Ложная арка
Ложная арка
  • царская — расположенная в Царских вратах иконостаса христианского храма.
Царская арка
Царская арка
  • щековая — подпружная крестового свода, расположена по бокам прямоугольника его плана. Окружает свод перпендикулярно к его образующей.
Щековая арка, схема
Щековая арка, схема
Подпружная (щековая) арка
Подпружная (щековая) арка
  • упорная — см. аркбутан.

Полуциркульная арка

Полуциркульная (полукруглая) арка — арка, имеющая форму полуокружности, центр которой расположен на уровне пят арки.

Простейший и наиболее распространённый тип арки. Присутствует в зодчестве разных эпох, стран и стилей. Наиболее характерна для классической архитектуры, где она чаще всего бывает обрамлена архивольтом (от лат. arcus volutus — «обрамляющая дуга») или выделена рядом клинчатых камней с замковым камнем посередине. Обычно опирается на пилоны.

Лучковая арка

Лучковая арка — арка, имеющая форму дуги примерно в четверть окружности. В Древнем Риме арки такой формы служили перемычкой оконных проемов в жилых зданиях. Типичным примером применения лучковой арки является сегментный арочный мост.

Стрельчатая арка

На Востоке полукруглая арка претерпела наиболее сильную трансформацию, превратившись в так называемую стрельчатую, или ломаную арку, дуги которой пересекаются под углом.

По форме различают несколько видов стрельчатых арок:

  • равносторонние арки, центры дуг которых находятся в пятах арок;
  • сжатые арки, центры дуг которых находятся на горизонтальной линии, проходящей через пяты арок;
  • плоские арки, центры дуг которых находятся ниже пят арок.

Арки в природе

Формы в виде арки являются весьма частыми в природе, являясь лишь малой частью криволинейных объектов и поверхностей, что свойственны природным объектам. Они могут быть из камня, изо льда, из дерева. Арочные формы в природе повлияли, скорее всего, на применение их человеком в строительных конструкциях. Являясь зачастую проходом из одного места в другое, они стали нести и сакральный смысл, символизируя своеобразный портал в то место, где возможно ожидать чего-то нового и ранее неизведанного. Являясь продуктом эрозии, арочные каменные конструкции играют незначительную роль в горообразовании, изучение их позволяет получить дополнительную информацию о происходивших на земле процессах.

Согласно классификации национального парка Арчес (штат Юта, США), каменный проём должен иметь ширину не менее 3 футов (0,914 метра) и располагаться в достаточно большой стене, чтобы считаться аркой. При этом арки через естественные водотоки, а также через пересохшие русла, называются природными мостами. Отверстия в скалах, расположенные достаточно далеко от краёв и не влияющие на форму скалы, арками не считаются.

Добавить комментарий