Arko (arkitekturo)

El Vikipedio, la libera enciklopedio
Saltu al: navigado, serĉo
Temas pri... Ĉi tiu artikolo temas pri arko kiel arkitektura strukturo. Por aliaj signifoj vidu la paĝon arko (apartigilo).
1: ŝlosilo, 2: volboŝtono, 5:Impoŝto.

Arko en arkitekturo estas kurba strukturo, kiu okupas la supran parton de ia spaco en konstruaĵo (ekz-e trairejo en muro aŭ salono en katedralo) kaj kutime surtenas certan kiomon da pezo. Ĝi estas kurbo aŭ foje plurlatero, laŭ kiu estas kreita volbolintelo. Ĝi estas malfermaĵo inter du pilierojmuroj kiu transpasas la tutan ŝargon kiun ĝi eltenas al la abutmentoj, pere de oblikva forto nome puŝ-forto.

La arko aperis en Mezopotamio, Egiptujo, Asirio, Etruskujo k.a. kaj poste estis rafinita en la antikva Romo. La arko iĝis grava tekniko por la konstruo de katedraloj kaj estas uzata ĝis hodiaŭ en kelkaj modernaj konstruaĵoj, kiaj pontoj.

En Arkitekturo ĉiam venis la problemo savi la malfermaĵojn inter du apogoj; antaŭ la invento de la ŝtalbetono kaj de la traboj el ŝtalo, la plej facila sistemo estis fari ĝin pere de unusola peco, nome lintelo, kiu povis esti el ligno aŭ el ŝtono kaj, kiam ne disponeblis el pecoj sufiĉe grandaj, pere de kelkaj pli malpgrandaj pecoj, intermetitaj tiele ke ili povu rezisti la ŝarĝon kiu gravitas sur la malfermaĵo.

Funkcie arko konstruiĝas ĉe la murero aŭ fasadero kiel kronigo de malfermaĵo aŭ embrazuro.[1] Tradicie arko estas komponita el pecoj (faritaj el tajlita ŝtono, brikoadobo) nomitaj doveloj kiuj funkcias ĉiam pere de premo kaj ĝi povas adopti kurbajn formojn tre diversajn. Tiu tipo de konstrua elemento estas tre utila kiam oni deziras savi spacojn relative grandajn pere de la kongruo de pecoj ne tro grandaj.

Spite esti simpla elemento, kaj kiu aperas nature en la konstruado de strukturoj ekde antikveco, ties funkciado ne estis studita science ĝis la unua triono de la 19a jarcento. Antaŭe, por ties desegno oni uzis empiriajn geometriajn metodojn kiuj determinis la dikecon de la abutmentoj, aŭ la reziston necesan ĉe la pilieroj. Tiuj konstrumetodoj malhavis sciencan fundamenton kaj baziĝis sur la kapablo tromezurita de la apogaj strukturoj, ĝenerale la streboj[2]​ ​aŭ la uzado de kontraŭapogiloj. La nasko de novaj studoj meze de la 19a jarcento solvis grandkvante la teorion de arko, de ties laboro, kaj de la kaŭzoj de ties faleblo. La uzado de novaj konstrumaterialoj, komence de la 20a jarcento, kiaj la fero, la ŝtalo kaj la ŝtalbetono permesis same la konstruadon de kontinuaj arkoj de konsiderinda grando,[3] kaj tiele ties konstruo venis pli al la areo de la inĝenierado ol al tiu de la arkitekturo.

Konstruado[redakti | redakti fonton]

Ligna cintro.

Ekde antikeco oni prilaboris arkojn helpe de cintroj: nome helpa strukturo el ligno kiu havigas la dekomencan apogon de la doveloj antaŭ la meto de la ŝlosilo, tio estas la centro kaj certigilo de la arko. Tiu helpa apogilo aŭ armaĵo havas formon de ĵaluzio kaj havas la celon subteni la pezon de la konstruelementoj de la arko ĝis oni trudas la ŝlosilon.[4] La meto de la centra dovelo kiu fermas la arkon (nomita ŝlosilo) generas la firman alĝustigon de la doveloj. Ĝenerale tiu lasta elemento de la arko estas trudita inter la kontraŭ-doveloj de la arko pere de martelfrapoj (ĝenerale per ligna martelo) kio fermas la strukturon komplete.

Post tiu alĝustigo de tiu lasta ŝtono oni faras la sencintrigon, tio estas la malmuntado de la helpa strukturo el ligno. Ĝuste tiam la arko, jam liberigita el sia cintro, eniras en ŝarĝo, tio estas jam ricevas la pezon de la ŝarĝo. La cintroj estis prilaboritaj el ligno kaj ties uzado, ĝenerale multekostigis la konstruadon de arkoj. Granda parto de la studo de prilaborado de arkoj, konsistis el la maniero povi fari ilin per facilaj cintroj. Post la retiron de la lignaj cintroj, la doveloj de la arko komencas veni en kunpremo de unuj kun aliaj. Pro tio la sencintrigo devis esti farita ege zorge, kaj laŭ tre preciza ordo. Tiele oni ne submetu la arkon al aldonitaj aŭ sencentrigitaj tensioj. Ekzistas en la literaturo ekzemploj de falo de arkoj en la procezo de sencintrigo.

Faloj kaj fendoj[redakti | redakti fonton]

Hufoferaj arkoj (9a jarcento) en la Granda Moskeo, en Kajruano, Tunizio.

Arko falas kiam la doveloj kiuj ĝin subtenas, el strukturo en ekvilibro iĝas mekanismo. La franca inĝeniero Philippe de la Hire estis la unua kiu analizis kiel fendiĝas arko. La procezo de sencintrigo generas necese fendojn en la strukturo de arko, pro la malaltiĝo de la ŝlosilo kaj la setligado de la partoj de la arko. La konstrufabriko tendencas 'malaltiĝi' post la sencintrigo, tiu operacio okazigis la aperon de fendoj en la interno de la ŝlosilo kaj en la trionoj de la ekstradoso (renoj).[5] Tiu fendetoj de alĝustiĝado de la doveloj estas tre naturaj, kaj okazigas situacion de ekvilibro diferenca disde tiu kalkulita dekomence. Ĝenerale la falo de la strukturo okazas pro maltaŭga kalkulo de la streboj kiuj devas elteni arkon kiu, pro malforteco, finfine produktas senkongruigon.

Ene de la plasta analizo de la strukturoj kun formo el arko, por la analizo de falegoj oni eliras el tri esencaj hipotezoj.[6] Unue oni supozas ke la rezisto al la kunpremo estas senfina, kio siavice supozas kompreni ke reale la materialo de la arko kapablas subteni ajnan ŝarĝon sen ke tiu falu. Male, la dua hipotezo estas ke la materialo posedas reziston al la nula tirado. Kaj trie ke la falo pro glito de la doveloj estas malebla, kio supozas ke la rezistoadhero inter ili estas sufiĉa por teni la strukturon de la arko en sia dekomence desegnita formo. El tiuj tri hipotezoj oni formulas en serion de principoj pri la stabileco kaj faleblo de la arkoj.[7] La unua el tiuj oni formulas de la jena formo:

Citaĵo
 La falo de arko ŝarĝita ne okazos, se en ĉiu sinsekva stato de ŝarĝo kiun ĝi trapasas la strukturon eblas trovi staton de ekvilibron statike akceptebla. 

En la teorio pri falo de arkoj oni povas diri ke estas sekura arko kiam ekzistas linio de pelado statike akceptebla en sia interno. La esprimo: statike akceptebla, indikas ke la strukturo de ŝarĝo estas kongrua kun la leĝoj de la statiko. Tiu principo naskiĝas el la observado de fenditaj arkoj kiuj pludaŭris dum jarcentoj pluhavante figuron de ekvilibro, diferenca al tiu desegnita dekomence. Ene de tiu sama linio estas dua principo pri la falego de arko:

Citaĵo
 La falego de arko okazos se oni povas trovi kunfiguradon de falego kinematike akceptebla. 

Kunfigurado de falego estas strukturo en kiu aperas ia nombro de glob-artikoj (aŭ mekanikaj artikoj). Tio estas, arko falas kiam aperas en ĝi tiom da fendoj ke finfine konvertas sin en mekanismo (kinematika aŭ kun movo).[8] La apero de fendoj okazigas ke la arko troviĝas en nestabila ekvilibro. Tiu principo ebligis la studadon detale de la apero de fendoj, same kiel ties rilato kun la principo de la virtualaj fortoj.[9]

Historio[redakti | redakti fonton]

La arko posedas en la historio de la konstruado periodon de ses mil jaroj.[10] Ĝi aperis la unuan fojon en la arkitekturo de Mezopotamio kaj ĝi transiris al Eŭropo, pere de sia uzado en la Romia Imperio, ĝis atingi sian maksimuman brilon en la 16a jarcento.[11] Tio okazas pro la baza intuicio de la mezepokaj konstruistoj, kiuj sen koni la teorion de la arko konstruis katedralojn kaj pontojn kiuj restis konstruitaj ĝis nuntempe.[12] La historio estas divideblaj laŭ tri epokoj, unu unua en kiu oni prilaboras arkojn sekvante la intuicion kaj esperton de la konstruistoj, alia en kiu oni abstrakcias empiriajn posedaĵojn en geometriaj modeloj (kelkaj el ili sen scienca inspiro) kaj unu tria en kiu la modernaj analizaj modeloj permesas scii kiel 'funkcias arko'.

Duoncirklo aŭ rondarko[redakti | redakti fonton]

Rondarko de la areno de Verono.
Rondarko.

Je cirklarko, ankaŭ rondarko, la arka linio estas cirkloforma kaj okupas la kompletan duoncirklon (180 gradojn), kio signifas, ke la du plej malsupraj juntoj kuŝas horizontalaj. La alteco de la arko (vertalteco) per tio ĉiam estas ekzakte la duona spano. La duoncirklarko longan tempon estas la superreganta teĥniko de la arkokonstruo. La romianoj perfektigis kaj multspece utiligis ĝin, kio efikis ĝis en la epoko de la romaniko.

Dovelo[redakti | redakti fonton]

La dovelo, en arkitekturo kaj konstruinĝenieriko, estas konstru-elemento kiu konsistas el arko kiu povas esti el diversaj materialoj, kiel la briko aŭ la ŝtono. Nuntempe ellaboriĝas el betono, ŝtalbetono aŭ antaŭplektita betono. En la klasika arkitekturo, la dovelo estas peco, kutime el ŝtono, kojnoforma kiuj konsistigas la arkon aŭ la volbon kaj karakteriziĝas pro sia radia situo. La dovelo de la centro, kiu fermas la arkon, nomiĝas ŝlosoŝtono.

Vidu ankaŭ[redakti | redakti fonton]

Referencoj[redakti | redakti fonton]

  1. Moreno García, Francisco (2004). Arcos y Bóvedas (unua eldono). Barcelona: Ediciones CEAC.
  2. Herbert A., Mann (1964). MIT Press, eld. A History of Civil Engineering: An Outline from Ancient to Modern Times (unua eldono). ISBN 0262690055.
  3. Airy, Wilfrid (1870). Engineering, eld. Iron arches: The practical theory of the continuous arch (unua eldono). Londono. [1] Konsultita la 14an de Julio 2017.
  4. Herbert A., Mann (1964). MIT Press, eld. A History of Civil Engineering: An Outline from Ancient to Modern Times (unua eldono). ISBN 0262690055.
  5. Woodward Skinner, Frank (1904). McGraw publishing company, eld. Types and Details of Bridge Construction: Arch spans (primera edición). Novjorko. p. 162.
  6. Parland, H. (1982). «Basic Principies of the Structural Mechanics of Masonry: A Historical Review». International Journal of Masonry Construction 2: 49.
  7. Kooharian, Anthony (1952). «Limit Analysis of Voussoir (Segmental) and Concrete Archs». Journal American Concrete Institute 49 (12): 317-328.
  8. Heyman, Jacques (1974). Beams and Framed Structures (dua eldono). Elsevier. ISBN 978-0080179469.
  9. Heyman, Jacques (1997). University of Cambridge, eld. The Stone Skeleton: Structural Engineering of Masonry Architecture. ISBN 9780521629638.
  10. Besenval, Roland (1984). Technologie de la voûte dans l´Orient Ancien. París: Reserche sur Civilitations.
  11. Karl-Eugen, Kurrer (2008). Ernst & Sohn Verlag, ed. The history of the theory of structures: from arch analysis to computational mechanics (primera edición). ISBN 978-3-433-01838-5.
  12. Graciani García, Amparo (2000). Universidad de Sevilla, ed. La técnica de la arquitectura medieval (unua eldono).

Bibliografio[redakti | redakti fonton]

  • Boyd, Thomas D. (1978), "The Arch and the Vault in Greek Architecture", American Journal of Archaeology, 82 (1): 83–100 (91), doi:10.2307/503797
  • Galliazzo, Vittorio (1995), I ponti romani, Vol. 1, Treviso: Edizioni Canova, ISBN 88-85066-66-6
  • O'Connor, Colin (1993), Roman Bridges, Cambridge University Press, ISBN 0-521-39326-4
  • Rasch, Jürgen (1985), "Die Kuppel in der römischen Architektur. Entwicklung, Formgebung, Konstruktion", Architectura, 15, pp. 117–139
  • Roth, Leland M (1993). Understanding Architecture: Its Elements History and Meaning. Oxford, UK: Westview Press. ISBN 0-06-430158-3. pp. 27–8
  • En tiu ĉi artikolo estas uzita traduko de teksto el la artikolo Arco (arquitectura) en la hispana Vikipedio.