Столбец

редактировать
Структурный элемент, передающий вес сверху вниз Столбцы Национального Капитолия в Национальном Дендрарии США в Вашингтоне, округ Колумбия Колонна памятника Гордону в Ватерлоо.

A колонна или колонна в архитектура и проектирование конструкций - это структурный элемент, который передает через сжатие вес конструкции наверху другим структурным элементам внизу. Другими словами, столбец является элементом сжатия . Термин «колонна» применяется, в частности, к большой круглой опоре (стержне колонны) с прописной и основанием или пьедесталом, которые сделаны из камня или кажутся таковыми. Небольшую деревянную или металлическую опору обычно называют столбом, а опоры с прямоугольным или другим некруглым сечением обычно называют опорами.

Для целей ветровой или сейсмостойкости., колонны могут быть спроектированы так, чтобы выдерживать поперечные силы. Другие элементы сжатия часто называют «колоннами» из-за аналогичных напряженных условий. Колонны часто используются для поддержки балок или арок, на которые опираются верхние части стен или потолков. В архитектуре «колонна» относится к такому структурному элементу, который также имеет определенные пропорциональные и декоративные особенности. Колонна также может быть декоративным элементом, который не нужен для структурных целей; многие колонны заняты, то есть образуют часть стены. Длинная последовательность столбцов, соединенных антаблементом, известна как колоннада.

Содержание

  • 1 История
    • 1.1 Древность
      • 1.1.1 Египтянин
      • 1.1.2 Персидский
      • 1.1.3 Греческий и римский
    • 1.2 Средние века
    • 1.3 Ренессанс и более поздние стили
  • 2 Структура
    • 2.1 Номенклатура
    • 2.2 Равновесие, нестабильность и нагрузки
    • 2.3 Расширения
    • 2.4 Основания
  • 3 Порядка
    • 3.1 Дорический порядок
    • 3.2 Тосканский порядок
    • 3.3 Ионический порядок
    • 3.4 Коринфский порядок
    • 3.5 Составной порядок
    • 3.6 Соломоновый порядок
    • 3.7 Кариатида
    • 3.8 Задействованные колонны
  • 4 Гробницы с колоннами
  • 5 Галерея
  • 6 См. Также
  • 7 Ссылки

История

Античность

Все значимое железный век цивилизации Ближнего Востока и использовали колонны.

Египетский

В древнеегипетской архитектуре еще в 2600 г. до н.э. архитектор Имхотеп использовал каменные колонны, поверхность которых была вырезана, чтобы отражать органическая форма связанных тростников, таких как папирус, лотос и пальма. В более поздней египетской архитектуре также были распространены граненые цилиндры. Считается, что их форма происходит от архаичных святилищ, построенных из тростника. Вырезанные из камня колонны были богато украшены резными и расписными иероглифами, текстами, ритуальными образами и природными мотивами. Известно, что египетские колонны присутствуют в Большом гипостильном зале Карнака (около 1224 г. до н.э.), где 134 колонны выстроены в шестнадцать рядов, при этом высота некоторых колонн достигает 24 метров.

Один из самых важных типов папирусов. Происхождение этих колонн восходит к 5 династии. Они состоят из стеблей лотоса (папируса), которые собраны в узел, украшенный лентами: капитель, вместо того, чтобы открываться в форму колокольчика, расширяется, а затем снова сужается, как цветок внутри. бутон. Основание, которое сужается к форме полусферы, как стебель лотоса, имеет постоянно повторяющийся орнамент из прилистников.

План, вид спереди и вид сбоку типичной колонны Персеполя, Персии (Иран)

Персидского

Одними из самых сложных колонн в древнем мире были колонны персов, особенно массивные каменные колонны, воздвигнутые в Персеполе. Они включили в свои капители конструкции с двойным быком. Стоколонный зал в Персеполе размером 70 × 70 метров был построен Ахеменидским царем Дарием I (524–486 до н.э.). Многие из древних персидских колонн стоят, некоторые из них имеют высоту более 30 метров. Высокие колонны с капителями в виде головы быков использовались для портиков и для поддержки крыш гипостильного зала, что отчасти вдохновлено древнеегипетским прецедентом. Поскольку в колоннах использовались деревянные балки, а не каменные, они могли быть выше, тоньше и шире, чем египетские.

Греческий и римский

Иллюстрация дорических (три слева), ионических (три средних) и коринфских (два справа) столбцов Очень подробные иллюстрации тосканских, Дорический, ионный, коринфский и составной ордена

минойцы использовали целые стволы деревьев, обычно перевернутые вверх. вниз, чтобы предотвратить повторный рост, стояла на основании, установленном в стилобате (основание пола) и увенчанном простой круглой капителью. Затем они были расписаны, как в самом известном минойском дворце Кносса. Минойцы использовали колонны для создания больших пространств открытой планировки, световых колодцев и в качестве координационного центра религиозных ритуалов.

Эти традиции были продолжены более поздней микенской цивилизацией, особенно в мегароне или зале в центре их дворцов. Важность колонн и их отсылка к дворцам и, следовательно, авторитетность подтверждается их использованием в геральдических мотивах, таких как знаменитые львиные ворота Микен, где по два льва стоят с каждой стороны колонны. Будучи деревянными, эти ранние колонны не сохранились, но их каменные основания сохранились, и благодаря им мы можем видеть их использование и расположение в этих дворцовых зданиях.

Египтяне, персы и другие цивилизации в основном использовали колонны для практической цели поддержания крыши внутри здания, предпочитая внешние стены украшать рельефами или росписью, но древние греки За ними последовали римляне, которые также любили использовать их снаружи, а широкое использование колонн внутри и снаружи зданий является одной из наиболее характерных черт классической архитектуры в таких зданиях, как Парфенон. Греки разработали классические порядки архитектуры, которые легче всего отличить по форме колонны и ее различных элементов. Их дорический, ионический и коринфский ордена были расширены римлянами за счет включения в него тосканских и композитных орденов..

Средние века

Колонны или, по крайней мере, большие структурные внешние, стали гораздо менее значимыми в архитектуре Средневековья. От классических форм отказались как в византийской, так и в романской архитектуре в пользу более гибких форм, с капителями, часто использующими различные типы украшения листвы, а на Западе сцены с фигурами, вырезанными в рельеф.

В романский период строители продолжали повторно использовать и имитировать древнеримские колонны везде, где это было возможно; в новинках упор был сделан на элегантность и красоту, о чем свидетельствуют витые колонны. Часто их украшали мозаикой.

Ренессанс и более поздние стили

Ренессансная архитектура стремилась возродить классическую лексику и стили, и осознанное использование и вариации классических орденов оставались фундаментальными для обучения архитекторов на протяжении всего барокко, рококо и неоклассическая архитектура.

Строение

Ранние колонны были построены из камня, некоторые из цельного куска камня. Монолитные колонны - один из самых тяжелых камней, используемых в архитектуре. Другие каменные колонны создаются из нескольких частей камня, засыпаны раствором или соединены вместе. Во многих классических памятниках секционные колонны были вырезаны с центральным отверстием или углублением, чтобы их можно было соединить вместе с помощью камня или металлических штифтов. Дизайн большинства классических колонн включает entasis (включение небольшого изгиба наружу по бокам) плюс уменьшение диаметра по высоте колонны, так что верх составляет всего 83% нижний диаметр. Это уменьшение имитирует эффекты параллакса, которые ожидает увидеть глаз, и, как правило, делает столбцы более высокими и прямыми, чем они есть, в то время как энтазис добавляет к этому эффекту.

Есть канавки и галтели, идущие вверх по валу колонн. Канавка - это часть колонны, имеющая полукруглый отступ. Филе колонны - это часть между каждой из канавок на колоннах ионного порядка. Ширина канавки изменяется на всех конических колоннах по мере того, как она поднимается по валу, и остается неизменной на всех неконусных колоннах. Это было сделано с колоннами, чтобы добавить к ним визуальный интерес. Ионический и Коринфский - единственные ордена, в которых есть филе и флейта. В дорическом стиле есть флейты, но нет филе. Дорические флейты соединены в острой точке, где галтели расположены на колоннах ионического и коринфского ордеров.

Номенклатура

Большинство классических колонн возникают из основания или основания, которое опирается на стилобат или фундамент, за исключением колонн Дорический ордер, которые обычно опираются непосредственно на стилобат. Основание может состоять из нескольких элементов, начиная с широкой квадратной плиты, известной как цоколь. Простейшие основания состоят только из цоколя, иногда отделенного от колонны выпуклой круглой подушкой, известной как тор. Более сложные основания включают два тора, разделенных вогнутой частью или каналом, известным как скотия или трохил. Скотии также могут встречаться парами, разделенными выпуклой частью, называемой астрагалом, или бусиной, более узкой, чем тор. Иногда эти секции сопровождались еще более узкими выпуклыми секциями, известными как кольцевые или галтели.

В верхней части шахты находится заглавная, на которой крыша или остальные архитектурные элементы отдыхают. В случае дорических колонн капитель обычно состоит из круглой сужающейся подушки или эхинуса, поддерживающего квадратную плиту, известную как abax или abacus. Ионные капители имеют пару завитков, или свитков, а коринфские капители украшены рельефами в виде листьев аканта. Любой тип капитала мог сопровождаться той же лепкой, что и основание. В случае отдельно стоящих колонн декоративные элементы наверху шахты известны как окончание.

. Современные колонны могут быть построены из стали, литого или сборного бетона или кирпича, оставлены голыми или облицованы архитектурными элементами. покрытие, либо шпон. Используется для поддержки арки, импоста , или опоры, является самым верхним элементом колонны. Самая нижняя часть арки, называемая рессорой, опирается на импост.

Равновесие, нестабильность и нагрузки

Таблица, показывающая значения K для структурных колонн с различными конечными условиями (адаптировано из Руководства по стальным конструкциям, 8-е издание, Американский институт стальных конструкций, таблица C1.8.1)

Поскольку осевая нагрузка на идеально прямую тонкую колонну с эластичными свойствами материала увеличивается по величине, эта идеальная колонна проходит через три состояния: стабильное равновесие, нейтральное равновесие и нестабильность. Прямая колонна под нагрузкой находится в стабильном равновесии, если поперечная сила, приложенная между двумя концами колонны, вызывает небольшое поперечное отклонение, которое исчезает, и колонна возвращается к своей прямой форме, когда поперечная сила устраняется. Если нагрузка на колонну постепенно увеличивается, достигается состояние, при котором прямая форма равновесия становится так называемым нейтральным равновесием, а небольшая боковая сила вызывает отклонение, которое не исчезает, и колонна остается в этой слегка изогнутой форме, когда боковая сила снимается. Нагрузка, при которой достигается нейтральное равновесие колонны, называется критической нагрузкой, или изгибающей, нагрузкой. Состояние нестабильности достигается, когда небольшое увеличение нагрузки на колонну вызывает неконтролируемый рост боковых прогибов, ведущих к полному обрушению.

Для осевой нагруженной прямой колонны с любыми концевыми опорами уравнение статического равновесия в форме дифференциального уравнения может быть решено для изогнутой формы и критической нагрузки колонны. В условиях шарнирной, фиксированной или свободной концевой опоры отклоненная форма в нейтральном равновесии первоначально прямой колонны с однородным поперечным сечением по всей ее длине всегда следует форме частичной или составной синусоидальной кривой, а критическая нагрузка определяется как

fcr ≡ π 2 EI min L 2 (1) {\ displaystyle f_ {cr} \ Equiv {\ frac {\ pi ^ {2} {\ textit {E}} I_ {min}} {{L} ^ {2}}} \ qquad (1)}{\ displaystyle f_ {cr} \ Equiv {\ frac {\ pi ^ {2 } {\ textit {E}} I_ {min}} {{L} ^ {2}}} \ qquad (1)}

где E = модуль упругости материала, I min = минимальный момент инерции поперечного сечения и L = фактическая длина колонны. между двумя концевыми опорами. Вариант (1) задается как

fcr ≡ π 2 ET (KL r) 2 (2) {\ displaystyle f_ {cr} \ Equiv {\ frac {\ pi ^ {2} E_ {T}} { ({\ frac {KL} {r}}) ^ {2}}} \ qquad (2)}f _ {{cr}} \ Equiv {\ frac {\ pi ^ {{2}} E_ {T}} {({\ frac {KL} {r}}) ^ {{2}}}} \ qquad (2)

где r = радиус вращения поперечного сечения колонны, равный квадрату корень из (I / A), K = отношение самой длинной половины синусоидальной волны к фактической длине колонны, E t = тангенциальный модуль при напряжении F cr, а KL = эффективная длина (длина эквивалентной навесной колонны). Из уравнения (2) можно отметить, что прочность на изгиб колонны обратно пропорциональна квадрату ее длины.

Когда критическое напряжение F cr(Fcr=Pcr/ A, где A = площадь поперечного сечения колонны), превышает предел пропорциональности материала, колонна испытывает неупругое продольное изгибание. Поскольку при этом напряжении наклон кривой напряжения-деформации материала, E t (называемый касательным модулем ), меньше, чем значение ниже пропорционального предела, критическая нагрузка при неупругой потере устойчивости уменьшен. Для таких случаев применяются более сложные формулы и процедуры, но в простейшей форме формула критической нагрузки при продольном изгибе дается как Уравнение (3),

fcr ≡ F y - F y 2 4 π 2 E (KL r 2) (3) {\ displaystyle f_ {cr} \ Equiv {F_ {y}} - {\ frac {F_ {y} ^ {2}} {4 \ pi ^ {2} E}} \ left ({\ frac {KL} {r ^ {2}}} \ right) \ qquad (3)}f _ {{cr}} \ эквив {F_ {y}} - {\ frac {F _ {{y}} ^ {{2}}} {4 \ pi ^ {{2}} E}} \ left ({\ frac {KL} {r ^ { 2}}} \ right) \ qquad (3)

Колонна с несимметричным поперечным сечением может испытывать изгиб при кручении (внезапное скручивание) до или в сочетании с боковым изгибом. Наличие деформаций скручивания затрудняет как теоретический анализ, так и практические разработки.

Эксцентриситет нагрузки или дефекты, такие как начальная кривизна, уменьшают прочность колонны. Если осевая нагрузка на колонну не концентрическая, то есть линия ее действия не совпадает в точности с центральной осью колонны, колонна характеризуется как нагруженная вне центра. Эксцентриситет нагрузки или начальная кривизна приводит к немедленному изгибу колонны. Повышенные напряжения из-за комбинированных осевых и изгибных напряжений приводят к снижению несущей способности.

Элементы колонн считаются массивными, если их наименьший размер стороны равен или больше 400 мм. Массивные колонны обладают способностью увеличивать несущую способность в течение длительных периодов времени (даже в периоды большой нагрузки). Принимая во внимание тот факт, что возможные нагрузки на конструкцию также могут увеличиваться со временем (а также угроза прогрессирующего разрушения), массивные колонны имеют преимущество перед немассивными.

Удлинители

Если колонна слишком длинная, чтобы ее можно было построить или транспортировать как одно целое, ее необходимо удлинить или соединить на строительной площадке. железобетонная колонна расширяется за счет того, что стальные арматурные стержни выступают на несколько дюймов или футов над верхом бетона, затем размещаются арматурные стержни следующего уровня внахлест и заливка бетона следующего уровня.. Стальная колонна удлиняется путем сварки или прикручивания соединительных пластин на фланцах, стенках или стенках колонн, чтобы обеспечить передачу нагрузки на несколько дюймов или футов от верхней части колонны к нижней. Деревянная колонна обычно расширяется с помощью стальной трубы или обернутой листовой металлической пластины, прикрепленной болтами к двум соединительным деревянным секциям.

Фундаменты

Колонна, несущая нагрузку на фундамент, должна иметь средства для передачи нагрузки без чрезмерного напряжения материала фундамента. Железобетонные и каменные колонны, как правило, возводятся непосредственно на бетонном фундаменте. При установке на бетонный фундамент стальная колонна должна иметь опорную плиту, чтобы распределять нагрузку по большей площади и тем самым уменьшать давление на опору. Опорная плита представляет собой толстую прямоугольную стальную пластину, обычно приваренную к нижнему концу колонны.

Приказы

римский автор Витрувий, опираясь на труды (ныне утерянные) греческих авторов, сообщает нам что древние греки считали, что их дорический орден развился из методов строительства из дерева. Вместо ранее сглаженного ствола дерева появился каменный цилиндр.

Дорический орден

Дорический орден - самый старый и самый простой из классических орденов. Он состоит из вертикального цилиндра, который шире внизу. Обычно он не имеет ни основы, ни подробного заглавной. Вместо этого он часто увенчан перевернутым усеченным конусом из неглубокого конуса или цилиндрической резной лентой. Его часто называют мужским порядком, потому что он представлен на нижнем уровне Колизея и Парфенона, и поэтому считается, что он способен выдерживать больший вес. Отношение высоты к толщине составляет примерно 8: 1. Стержень дорической колонны почти всегда рифленый.

Греческий дорический орден, разработанный в западной дорийской области Греции, является самым тяжелым и массивным из орденов. Он поднимается из стилобата без основания; от четырех до шести раз больше диаметра; у него двадцать широких флейт; капитель состоит просто из полосатой шейки, переходящей в гладкий эхинус, несущий плоские квадратные счеты; дорический антаблемент также самый тяжелый, он составляет около четверти высоты колонны. Греческий дорический орден не использовался после c. 100 г. до н. Э. до его «повторного открытия» в середине восемнадцатого века.

Тосканский орден

Тосканский орден, также известный как римский дорический орден, также имеет простую конструкцию, основание и капитель представляют собой серию цилиндрических дисков переменного диаметра. Вал почти никогда не рифленый. Пропорции меняются, но в целом они похожи на дорические колонны. Отношение высоты к ширине примерно 7: 1.

Ионный порядок

Столбец Ионный значительно сложнее, чем дорический или тосканский. Обычно он имеет основание, а стержень часто рифленый (на его длине есть канавки). Капитель имеет спираль, орнамент в форме свитка по четырем углам. Отношение высоты к толщине составляет около 9: 1. Из-за более изысканных пропорций и заглавных букв, ионная колонна иногда ассоциируется с академическими зданиями. Колонны ионического стиля использовались на втором уровне Колизея.

Коринфский орден

Коринфский орден назван в честь греческого города-государства из Коринфа, с которым он был связан в тот период. Однако, по словам историка архитектуры Витрувия, колонна была создана скульптором Каллимахом, вероятно, афинянином, который нарисовал листья аканта. растет вокруг вотивной корзины. Фактически, самая старая известная коринфская столица была найдена в Бассах и датируется 427 годом до нашей эры. Его иногда называют женским, потому что он находится на верхнем уровне Колизея и выдерживает наименьший вес, а также имеет самое тонкое соотношение толщины к высоте. Отношение высоты к ширине примерно 10: 1.

Составной ордер

Составной ордер получил свое название от столицы, состоящей из столиц Ионического и Коринфского периодов. В аканте коринфской колонны уже есть элемент, похожий на свиток, поэтому различие иногда едва уловимо. Как правило, композит похож на коринфский по пропорциям и занятости, часто в верхних ярусах колоннад. Отношение высоты к ширине составляет примерно 11: 1 или 12: 1.

Соломонова колонна

A Соломонова колонна, иногда называемая «ячменный сахар », начинается на основании и заканчивается заглавной буквой, которая может быть любого порядка, но стержень вращается. по тугой спирали, создавая драматический, змеиный эффект движения. Соломоновы колонны были разработаны еще в античном мире, но остались там редкостью. Знаменитый мраморный сервиз, вероятно, II в., Был доставлен Старой базиликой Святого Петра Константином I и помещен вокруг святыни, и поэтому был известен на протяжении всего средневековья благодаря в это время считалось, что они были удалены из Иерусалимского храма. Этот стиль использовался в бронзе Бернини для его впечатляющего Св. Петровский балдахин, фактически ciborium (который вытеснил колонны Константина), и впоследствии стал очень популярен у архитекторов церквей барокко и рококо, прежде всего в Латинская Америка, где они очень часто использовались, особенно в небольших масштабах, поскольку их легко изготовить из дерева на токарном станке (отсюда и популярность стиля для шпиндели на мебели и лестницах).

Кариатида

Кариатида - это скульптурная женская фигура, служащая архитектурной опорой, занимающей место колонны или столба, поддерживающего антаблемент на ее голова. Греческий термин кариатиды буквально означает «девушки Карьяи », древнего города Пелопоннеса.

Обрученные колонны

В архитектуре обрученная колонна - это колонна, встроенная в стену и частично выступающая из поверхности стены, иногда определяемая как частично или на три четверти отдельно стоящей. Задействованные колонны редко встречаются в классической греческой архитектуре, и то только в исключительных случаях, но в римской архитектуре они существуют в изобилии, чаще всего встраиваемые в целлы стены псевдопериптеральных зданий.

Гробницы с колоннами

Гробницы с колоннами - это монументальные могилы, в которых обычно есть один выступающий столб или столб, часто сделанный из камня. Ряд мировых культур включили столбы в гробницы. В древнегреческой колонии Ликии в Анатолии одно из этих построек находится у гробницы Ксантоса. В городе Ханнасса на юге Сомали были найдены руины домов с арками и дворами, а также другие гробницы с колоннами, в том числе редкая восьмиугольная гробница.

Галерея

См. Также

На Викискладе есть материалы, связанные с Столбцы.

Ссылки

Chisholm, Hugh, ed. (1911). «Engaged Column». Encyclopdia Britannica. 9 (11-е изд.). Cambridge University Press, стр. 404–405.

Стирлин, Анри Ро Человек Империя: От этрусков до упадка Римской империи, ТАШЕН, 2002

Олдерман, Лиз (7 июля 2014 г.). "Девы Акрополя заново светятся". Нью-Йорк Таймс. Проверено 9 июля 2014 г.

Стокстад, Мэрилин; Котрен, Майкл (2014). История искусств (Том 1 изд.). Нью-Джерси: Pearson Education, Inc. стр. 110.

Последняя правка сделана 2021-05-15 06:10:54
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте