Дъга (строителство)

Вижте пояснителната страница за други значения на Дъга.

---

Мост със стоманена дъгова конструкция над река Ниагара

Дъгата е конструктивен елемент с форма, близка то тази на равнинна, изпъкнала нагоре крива, най-често лежаща във вертикална равнина. Дъгите, оформящи врати, прозорци и други отвори в стени, както и самостоятелно разположените дъгови декоративни съоръжения, често се наричат арки. Конструкциите, които имат подобна на дъгите форма, но относително голямата им дълбочина налага разглеждането им като повърхнини, вместо като криви, се наричат сводове.

Дъговите конструкции, както и сводовете и куполите, могат да поемат насочено надолу вертикално натоварване без в тях да възникват значителни опънни напрежения. При използването на права греда при натоварването има само вертикални сили, а при дъгообразната арка част от натоварването се преобразува в хоризонтални сили. Това свойство ги прави изключително удачни за преодоляване на по-съществени отвори със зидани конструкции. По тази причина до появата на стоманобетона и промишлено произвежданите железни сплави през 19 век тези конструкции са най-широко използваните при по-значителни строежи на сгради и строителни съоръжения.

Геометрични форми

		Лъжлива дъга Макар да не е същинска дъга, тази конструкция е исторически предшественик на дъгите. Тя дава възможност за преодоляване на малко по-големи отвори с помощта на зидария. На снимката: Лъжлив свод от майския град Ушмал, Мексико.
		Триъгълна дъга Състои се от два прави елемента, поставени под наклон и подпряни един в друг. Макар елементите да са прави, от гледна точка на механиката конструкцията има свойствата на дъга.
		Полукръгла дъга Има формата на половин окръжност, като основата на двата ѝ края са разположени на хоризонтална права, а височината е два пъти по-малка от отвора. Поради своята простота и ефективност, тази форма е най-широко използвана в зиданите конструкции. Тя е усъвършенствана от римляните, а по-късно е характерна и за романската архитектура. На снимката: Полукръгли дъги в Аахенската капела, Германия.
		Сегментна дъга Има формата на сегмент от окръжност, но с дължина, по-малка от половината дължина на окръжността. В сравнение с полукръглата дъга има по-малка височина, поради което и хоризонталните опорни реакции са по-големи. По тази причина се използва по-често при мостове, където обикновено е по-лесно хоризонталните реакции да бъдат поети от основата и при които по-малката височина в много случаи е предимство. На снимката: Сегменти дъги на Мост на Фабриций в Рим, Италия.
		Мавританска дъга Има формата на сегмент от окръжност, но с дължина, по-голяма от половината дължина на окръжността. Долната част на дъгата няма конструктивна функция, а служи за чисто декоративни цели. Тази форма, наричана също подковообразна дъга, е характерна за ислямската архитектура, най-вече в Западното Средиземноморие. На снимката: Мавританска арка над врата в Тунис.
		Островърха дъга Съставена е от два сегмента от окръжности, чиито центрове са разположени на нивото на основата, а в горната си част се събират под ъгъл. В сравнение с полукръглата арка има по-голямо отношение на височината към отвора. Тази форма е характерна за готическата архитектура, където базираните на островърхи дъги сводове и прозорци с голяма височина създават визуални асоциации за стремеж към божественото. На снимката: Островърхи дъги в покривната конструкция и прозорците на базиликата „Сен Дени“, Франция.
		Трицентрова дъга Състои се от три сегмента от окръжности, които имат три различни центъра, като долните два имат по-малък радиус. На снимката: Трицентрова арка над входа на сграда в Блуденц, Австрия.
		Четирицентрова дъга Състои се от четири сегмента от окръжности. Долните два са подобни на тези при островърхата арка, с центрове, разположени на нивото на основата, но с много по-малък радиус. Горните два сегмента имат значително по-голям радиус, а центровете им се намират под нивото на основата, като за разлика от трицентровата дъга има връх. Характерна е за английската архитектура от времето на Тюдорите и понякога е наричана тюдорова дъга, английска островърха дъга или норманска дъга, както и за ислямската архитектура, особено в областите с персийско влияние. На снимката: Четирицентрови дъги на челната фасада на Глостърската катедрала, Англия.
		Трилистна дъга Подобна е на трицентровата дъга, но кръговите сегменти нямат обща допирателна в точките на свързване, а образуват върхове, насочени към отвора на дъгата. Тази форма се използва често в готическата архитектура. На снимката: Трилистна дъга над врата на църквата „Света Богородица“ в Бремен, Германия.
		Плоска дъга Макар че не е същинска дъга, конструкцията има механика на ниска сегментна дъга. Обикновено се изпълнява от зидария, като фугите на елементите имат характерно радиално разположение, напречно на натисковите линии в гредата. Използва се при сравнително малки отвори, често над врати и прозорци или като допълнителна облекчителна конструкция над такива отвори. На снимката: Облекчителна плоска дъга над отвор в сграда в античния град Перге, Турция.
		Параболична дъга Има форма на парабола, която от механична гледна точка е оптимална за поемането на равномерно разпределен върху хоризонталната проекция гравитационен товар. Използва се най-често в конструкциите на мостове. На снимката: Три параболични дъгови моста в Ню Йорк, САЩ.
		Елиптична дъга Има форма на елипса. Използва се сравнително рядко. На снимката: Три параболични дъгови моста в Ню Йорк, САЩ.
		Аколадна дъга Състои се от четири кръгови сегмента, подобно на четирицентровата дъга, но горните два са изпъкнали, вместо вдлъбнати. Характерна е за ислямската архитектура. На снимката: Аколадна арка над врата на манастирската църква „Санта Исабел ла Реал“ в Гранада, Испания.
		Корнизна дъга Подобна на аколадната дъга, но долните сегменти са изпъкнали, а горните – вдлъбнати.

Механика

Арка изпълнена с каменна зидария

На фигурата вдясно на зиданата арка са посочени и действащите сили.

• 1.Ключов камък
• 2. Клинообразен камък
• 3. Външна повърхност на арката (екстрадос)
• 4. Подпорен камък (импост)
• 5. Вътрешен свод (интрадос)
• 6. Височина
• 7. Отвор
• 8. Опорна стена

Технология на изпълнение

Наклонените елементи образуват дъга, която поема високо натоварвания отгоре.

Начин на работа по изграждане на римския мост в Ликия: Скелетната конструкция се премества в момента, когато е готова предишната конструкция на дъгата

Зидарията не притежава никаква здравина на опън. Добавянето на хоросан променя много малко този параметър. Неговата задача е да свързва камъните и да подобри тяхното прилягане един към друг. За разлика от опъна, здравината на натиск е много висока. При цимента е около 50 MN/m² или 10 пъти по-висока от здравината на опън.

Трегерите и фалшивите арки предполагат използването на материали, които могат да се натоварват на опън. Една истинска дъгова строителна конструкция използва високата здравина на натиск на минералните строителни материали като камък и бетон и керамичните материали като`тухли.

Камъните от картинката отляво са оформени клинообразно и могат да се наредят под формата на дъга. Само двете носещи колони са осигурени срещу странично преместване. Камъните на дъгата не са залепени и не могат да поемат никакви сили на опън. Наредените по този начин един до друг свободно могат да поемат обаче големи натоварвания като натиск, многократно превишаващ теглото им.

Първите камъни, които се полагат при строителството на арката са К-камъни пети (импоста), след това следват опорните камъни А, до достигане на ключовия камък S, който фиксира цялата конструкция. Преди да се постави последният ключов камък на арката конструкцията не може да се остави. За изграждането на тази конструкция трябва да се изгради скелетна конструкция с формата на изгражданата арка. Това скеле представлява и кофража на свода или се нарича кръжило.

Здравината на арката зависи от нейната форма. Най-простите арки имат полукръгла форма. Най-здрави от гледна точка на усилията, които се разпределят по нея са параболичните арки и тези с формата на верижка. Верижната линия е формата, която заема една свободно висяща в двата си края верижка и представлява функцията:

$y={a \over 2}(e^{x/a}+e^{-x/a})=a~\operatorname {ch} {x \over a}$

Обърнатата линия на верижката е идеалната форма за изработка на арки. Еднородна арка под тази форма изпитва само сили на натиск, но не и на огъване. За първи път параболични арки и по късно и верижна крива използва испанският архитект Антони Гауди. При изграждането на мост с тази форма на конструкцията, се изразходват минимално количество материали и конструкцията се получава силно изпъкнала. Тази конструкция на мост е стабилна, въпреки че не е удобна за преминаване от превозни средства. Такава е конструкцията на Стари мост в Мостар. На руски език мост с тази конструкция се нарича „горбатый мост“.

Приложение

Западната порта на крепостта Хисаря

Църквата в Несебър „Свети Йоан Кръстител (Несебър)“. Виждат се слепите арки.

Дъгите се употребяват като основни носещи конструкции на мостове, покриви на сгради, както и за изпълнение на отвори през стени, а също така и с чисто декоративна функция – при входове, прозорци, колони, ниши и др. Те могат да бъдат и самостоятелни декоративни съоръжения, като Арката на Тит или Триумфалната арка.

Арки, които са изградени над непроходен участък се наричат слепи арки. Една от целите на подобно изпълнение е да се увеличи здравината на стената при използването на по-малко материали от нормално. Също така при някои случаи арката или прохода се изпълнява като плоска арка, за разтоварването на която се прави сляпа арка.

Галерия

• 
  Реконструирана врата Иштар в Пергамски музей, Берлин, Германия,
• 
  Таки Кисра (Арка на Ктезифон), Салман Пак, Ирак (1864)
• 
  Арка на Августус, Римини, Емилия-Романя, Италия (2015)
• 
  Арка на Галиенус, Рим, Италия (2006)
• 
  Арка на Адриан, Атина, Гърция (2013)
• 
  Арка на Константин, [Рим]], Италия, отбелязваща победата на Константин I през 312 AD (2007)
• 
  Триумфалната арка, Париж, Франция; Триумфална арка от 19-ти век направена по класически дизайн на древния Рим. (1998)
• 
  Washington Square Arch, Гринуич Вилидж, Манхатън, Ню Йорк сити, Ню Йорк (2010)
• 
  Soldiers' and Sailors' Arch на Grand Army Plaza, Бруклин, Ню Йорк, (2007)
• 
  Gateway Arch в Сейнт Луис, представляваща гигантска скулптура под формата на дъга (2011)
• 
  Мост Сухия камък , така наречен Porta Rosa (4-ти век преди Хр. ), в Елея, Салерно (провинция), Кампания, Италия (2005)
• 
  Понт Флавиан над река Touloubre в Saint-Chamas, Буш дю Рон, Франция(2008)
• 
  Anji Bridge над река Xiaohe, провинция Хъбей, Квай (2007)
• 
  Pont du Gard, Акведукт от римско време в Vers-Pont-du-Gard, Гар, Франция (2014)
• 
  Мост в Чески Крумлов, Чешка република(2004)
• 
  Риалто (мост) над Канал Гранде във Венеция, Италия (2011)
• 
  Pont de Bercy над река Сена, Париж, Франция, транспортиращо Парижко Метро върху горната транспортна част и булевард на долната си транспортна лента. (2006)
• 
  Grosvenor Bridge над River Dee в Честър, Англия, UK (2007)
• 
  Union Arch Bridge носещ Акведукт Вашингтон и МакАртур булевард (преди това наречен Conduit Road) в Cabin John, Монтгомъри (окръг, Мериленд), Мериленд (2008)
• 
  Arlington Memorial Bridge над река Потомак в Вашингтон (2007)
• 
  Francis Scott Key Bridge над река Потомак във Вашингтон (2006)
• 
  Woodrow Wilson Memorial Bridge през който преминава междущатски път (I-95) и междущатски път 495 над река Потомак между Александрия (Вирджиния) и Oxon Hill, Maryland (2007)
• 
  Rainbow Bridge над Ниагара свързваща Водопадите Ниагара, Ню Йорк Онтарио, Канада (2012)
• 
  Margaret Hunt Hill Bridge над река Тринити в Далас, Тексас (2012)
• 
  Мост Милениум (хилядолетие) над река Тайн, Нюкасъл ъпон Тайн, Англия, UK (2005), първият наклоняем мост, изпълнен с 2 стоманени дъги.
• 
  Мост Тайн над река Тайн, Нюкасъл над Тайн, Англия, UK (2004)
• 
  Сидни Харбър Бридж, Сидни, Нови Южен Уелс, Австалия (2010)
• 
  Мост Луудендорф над река Рейн, Ремаген,Германия. На снимката се виждат повредите преди разрушаването по време на Битката за Ремаген през Втората световна войн
• 
  Айфелова кула, Париж, Франция(2009)
• 
  Поддържащата арка на Айфелова кула, Париж, Франция (2015)
• 
  Вторият Уембли (стадион) в Лондон, построен през 2007 г. (2007)
• 
  Първият Естадио Сан Мамес, в Билбао, посторен през 1953 г., разрушен през 2013 г. (2013)
• 
  [Сейнт Панрас]], железопътна сграда в северен Лондон, Англия (2011)
• 
  Гарова зала в St всras railway station, Лондон, Англия (2010)
• 
  Гарова зала в гара Виктория, Лондон, Англия (2006)
• 
  Луцерн ЖП гара, Швейцария (2010)
• 
  Гарова зала в Луцерн ЖП гара, Швейцария (2016)
• 
  Централна гара Франкфурт на Майн, Франкфурт, Германия (2008)
• 
  Гарова зала в Централна гара Франкфурт на Майн, Франкфурт, Германия (2005)
• 
  Централна ЖП гара, Манхатън, Ню Йорк, Ню Йорк) (2008)
• 
  Арки в Main Concourse, Grand Central Terminal, Манхатън, Ню Йорк, New York (2014)
• 
  Washington Union Station, Вашингтон (2015)
• 
  Interior arches in Washington Union Station, Вашингтон (2006)
• 
  Chicago Union Station, Chicago, Illinois (1974)
• 
  Арки в вътрешността на станцията, Chicago Union Station, Чикаго, Илинойс (2010)
• 
  Дом на културата на света, Берлин, Германия (2011)
• 
  Колизейят в Рим, Италия (2013)
• 
  Арки в Колизея в Рим, Италия (2005)
• 
  Джамията Амир Чакмаг, Язд, Иран (2014)
• 
  Каменна арка в руините на крепостта в Бад Липширинге, Германия (2005)
• 
  Няколко арки в Casa Simón Bolívar в Хавана, Куба (2006)
• 
  Kings College, Кеймбриджки университет в Кеймбридж, Англия (2007)
• 
  Arches in dining hall at Kings College, Кеймбриджки университет, Кеймбридж, Англия (2007)
• 
  Memorial Hall, Harvard University, Cambridge, Massachusetts (circa 1897-1924 photochrom post card)
• 
  Арки във вътрешния трансепт (нефа) на Memorial Hall, Harvard University, Кеймбридж, Масачузет (2016)
• 
  Арки във вътрешата част на зала Annenberg, Memorial Hall, Harvard University, Кеймбридж, Масачузет] (2016)
• 
  Healy Hall, Джорджтаунски университет, Вашингтон (2009)
• 
  Вътрешни арки в Healy Hall, Джорджтаунски университет, Вашингтон (2010)
• 
  Централна кула, Erasmus Hall High School, Бруклин, Ню Йорк сити, Ню Йорк (2013)
• 
  Замъкът Нойшванщайн, Бавария, Германия (2006)
• 
  Арки в тронната зала на замъка Нойшванщайн, Бавария, Германия (1886 photochrom print)
• 
  Арки в главния кораб на църквата в Манастира Алкобаса, Португалия (2008)
• 
  Северната фасада на Нотър Дам дьо Шартър, Chartres, France (2008)
• 
  Арки в хора на Нотър Дам дьо Шартър, Chartres, France (2013)
• 
  Западната фасада на Уестминстърското абатство, Уестминстер, Лондон, Англия (2013)
• 
  Арки в главния кораб на Уестминстърско абатство, Уестминстър, Лондон, Авглия (2006)
• 
  Washington National Cathedral in Washington, D.C. (Between 1990 and 2006)
• 
  Arches inside the [Национална катедрала Вашингтон]], Вашингтон (2005)
• 
  Главната фасада на църквата Свети Петър (Рим), Ватикана, Рим, Италия (2015)
• 
  Вътрешни арки на църквата Свети Петър (Рим), Ватикана, Рим, Италия (2015)
• 
  Света София (Константинопол) в Истамбул, Турция (2013)
• 
  Арки вътре в Света София (Константинопол) в Истамбул, Турция (1983)
• 
  Арки вътре в западната галерия на Света София (Константинопол) в Истамбул, Турция (1983) (2007)
• 
  Интериорни арки на Масджид ал-Харам, Мека, Саудитска Арабия (2008)
• 
  Покривът на Масджид ал-Харам, Мека, Саудитска Арабия (2008)
• 
  Купол на Скалата, Стария град (Ерусалим) (2010)
• 
  Арки вътре Купол на Скалата, Стария град (Ерусалим) (2014)
• 
  Тадж Махал в Агра, Утар Прадеш, Индия (2009)
• 
  Входа на Тадж Махал в Агра, Утар Прадеш, Индия (2004)
• 
  Източната страна на Капитолий (САЩ) във Вашингтон (2005)
• 
  Арките в коридора на Капитолий (САЩ) във Вашингтон (2006)
• 
  Сграда на Томас Джеферсон, Библиотека на Конгреса, Вашингтон (2008)
• 
  Арките на читалнята на Сграда на Томас Джеферсон, Библиотека на Конгреса, Вашингтон (2009)
• 
  Арки на главната зала,Сграда на Томас Джеферсон, Библиотека на Конгреса, Вашингтон (2007)
• 
  Арки Ар деко в Крайслер Билдинг, Манхатън, Ню Йорк, (2005)
• 
  New York Public Library Main Branch, Манхатън, Ню Йорк (2016)
• 
  Арки вътрешни на New York Public Library Main Branch,Манхатън, Ню Йорк(2012)
• 
  Музей на изкуството „Метрополитън“, Манхатън, Ню Йорк (2012)
• 
  Арки в Голямата зала, Музей на изкуството „Метрополитън“, Манхатън, Ню Йорк (2012)
• 
  Арки в галерията със скулптури, Западна сграда Национална галерия по изкуствата, Вашингтон (2007)
• 
  Зимния дворец, Ермитажа, Санкт Петербург, Русия (2016)
• 
  Арки близо до Стълба Йордан в Зимния дворец, Зимен дворец, Ермитажа, Санкт Петербург, Русия (2015)
• 
  Арки на павилиона в Малкия Ермитаж, Ермитажа, Санкт Петербург, Русия (2015)
• 
  Cour Carrée, Дворец Лувър, Париж,Франция (2010)
• 
  Арки в Salle du Manège, Дворец Лувър, Париж,Франция (2007)
• 
  Версайски дворец, Версай, Франция (2012)
• 
  Арки в Galerie des Batailles, Версайски дворец, Версай, Франция (2013)
• 
  Арки в Огледалната зала, Версайски дворец, Версай, Франция (2011)
• 
  Уестминстърски дворец, Уестминстър (район в Лондон), Лондон, Англия (2010)
• 
  Арки в Arches in Зала Уестминстър,Уестминстърски дворец, Уестминстър (район в Лондон), Лондон, Англия (2011)
• 
  Арки в Зала Св. Стефан,Уестминстърски дворец, Уестминстър (район в Лондон), Лондон, Англия(2007)
• 
  Aljafería Palace в Сарагоса, Испания (2005)
• 
  Подковообразна арка вътре в Aljafería Palace,Сарагоса, Испания (2004)
• 
  Многолистни арки Aljafería Palace,Сарагоса, Испания (2004)
• 
  Арки изпълнени с обратна верижна крива в Каза Мила в Барцелона, Испания от Антони Гауди (2010}
• 
  Раджастани стил арки от 16 век City Palace, Udaipur, Индия (2013)
• 
  главната фасада на Паласиу Итамарани в Бразилия (град), Бразилия, декорирана с много арки (2005)
• 
  Сграда на Смитсониан институт, Вашингтон (2007)
• 
  Арки вътре в Сграда на Смитсониан институт, Вашингтон (2012)
• 
  Национален музей на строителството (Бившата пенсионна сграда), Вашингтон (2005)
• 
  Арки в Национален музей на строителството (Бившата пенсионна сграда), Вашингтон (2007)
• 
  Павилиона на старата къща]] (В момента хотел на Тръмп) във Вашингтон (2012)
• 
  Главният вход на Павилиона на старата къща във Вашингтон (2006)
• 
  Арки в Павилионът на старата къща във Вашингтон (2009)
• 
  Арки в Мерзуга, Мароко (2011)
• 
  Папска крипта в Катакомбите на свети Калист, Рим, Италия (2007)
• 
  Гробница на китайската фамилия Eastern Han Dynasty (25–220 AD) (2008)
• 
  Входът на фамилната гробница на Джордж Вашингтон в Mount Vernon, Феърфакс (окръг, Вирджиния (2014)
• 
  Естественият мост във Верджиния в Rockbridge County, Вирджиния (2014)
• 
  Пейзажна арка, Арки (национален парк), Юта (2009)
• 
  Двойната арка, Арки (национален парк), Юта (2007)
• 
  Рейнбоу Бридж, Рейнбоу Бридж (национален паметник), Юта (2012)
• 
  Арка Алоба, Ennedi-Est Region, Чад (2015)

Външни препратки

• В Общомедия има медийни файлове относно Дъга (строителство)