Vault (arhitectură)
DomeEdit
Printre cele mai timpurii exemple cunoscute de orice formă de boltă se găsește în satul neolitic Khirokitia din Cipru. Datând din jurul anului 6000 î.Hr., clădirile circulare susțineau bolți în formă de colivie cu boltă în formă de cornișă din cărămizi de lut nearse și reprezintă, de asemenea, prima dovadă a unor așezări cu etaj superior. Morminte cu stupi de albine similare, numite tholoi, există în Creta și în nordul Irakului. Construcția lor diferă de cea de la Khirokitia prin faptul că majoritatea apar parțial îngropate și prevăd o intrare prin dromos.
Includerea cupolelor reprezintă însă un sens mai larg al cuvântului boltă. Distincția dintre cele două este că o boltă este în esență un arc care este extrudat în a treia dimensiune, în timp ce o cupolă este un arc rotit în jurul axei sale verticale.
Boltă înclinată din cărămidă de butoiEdit
Boxele din cărămidă înclinată sunt denumite astfel din cauza construcției lor, cărămizile sunt instalate vertical (nu radial) și sunt înclinate (înclinate) la un unghi: Acest lucru permite ca construcția lor să fie finalizată fără a utiliza centrarea. Au fost descoperite exemple în săpături arheologice din Mesopotamia datând din mileniile II și III î.Hr. și care au fost așezate în mortar de gips.
Vodă de butoiEditură
Cele mai vechi exemple cunoscute de bolți în formă de butoi au fost construite de sumerieni, probabil sub ziguratul de la Nippur, în Babilonia, care a fost construit din cărămizi arse cimentate cu mortar de argilă.
Cele mai vechi bolți în formă de butoi din Egiptul antic se crede că sunt cele din grânarele construite de faraonul din dinastia a 19-a Ramses al II-lea, ale căror ruine se află în spatele Ramesseum-ului, la Teba. Deschiderea era de 12 picioare (3,7 m), iar partea inferioară a bolții era construită în rânduri orizontale, până la aproximativ o treime din înălțime, iar inelele de deasupra erau înclinate înapoi într-un unghi ușor, astfel încât cărămizile fiecărui inel, așezate în plan, aderau până când inelul era completat, nefiind necesară niciun fel de centrare; bolta astfel formată avea o secțiune eliptică, rezultată din metoda de construcție. Un sistem similar de construcție a fost folosit pentru bolta de deasupra sălii mari de la Ctesifon, unde materialul folosit a fost cărămizi sau țigle arse de mari dimensiuni, cimentate cu mortar; dar anvergura era de aproape 83 de picioare (25 m), iar grosimea bolții era de aproape 5 picioare (1,5 m) în partea de sus, existând patru inele de cărămidă.
Palatele asiriene foloseau bolți din cărămidă cu gropi, realizate cu cărămizi de lut uscate la soare, pentru porți, morminte subterane și drenaje. În timpul domniei regelui Sennacherib au fost folosite pentru a construi apeducte, cum ar fi cele de la Jerwan. În orașul provincial Dūr-Katlimmu, ele au fost folosite pentru a crea platforme boltite. Cu toate acestea, tradiția ridicării lor pare să fi fost transmisă succesorilor lor din Mesopotamia, și anume sasanienilor, care, în palatele lor din Sarvestan și Firouzabad, au construit cupole de o formă similară cu cele înfățișate în sculpturile de la Nimrud, principala diferență fiind aceea că, construite din piatră brută și cimentate cu mortar, ele există încă, deși probabil abandonate la invazia islamică din secolul al VII-lea.
În toate cazurile citate mai sus din Sumer și Egipt, cărămizile, fie că erau arse sau uscate la soare, aveau descrierea căreia i s-ar da acum termenul de „țiglă”; dimensiunile variau de la 10 inci (25 cm) la 20 inci (51 cm), fiind în general pătrate și având o grosime de aproximativ 2 inci (5,1 cm) până la 4 inci (10 cm), și nu aveau formă de vătrai, mediul de legătură fiind mai gros în partea de sus decât în partea de jos. Cele mai vechi exemple egiptene de văsoaie regulate din piatră aparțin dinastiei a XXVI-a (c. 650 î.Hr.), în adăugirile făcute atunci la templul Medinet Habu, iar aici este probabil că a fost prevăzut un fel de centrare, deoarece bolțile sunt construite în inele, astfel încât aceeași centrare să poată fi mutată după terminarea fiecărui inel. Cel mai vechi exemplu de văzduhuri de formă regulată și de aproximativ aceeași dată se găsește în cloaca de la Graviscae, în Etruria, cu o deschidere de aproximativ 4,3 m, ale cărei văzduhuri au o lungime cuprinsă între 1,8 și 1,8 m. Cloaca maxima din Roma, construită de Lucius Tarquinius Priscus (603 î.e.n.) pentru a scurge terenul mlăștinos dintre colinele Palatin și Capitolină, a fost, potrivit lui Commendatore Boni, acoperită cu boltă în secolul I î.e.n., bolta având o lungime de peste 800 de picioare (240 m), 10 picioare (3.0 m) în deschidere, cu trei inele concentrice de voussoirs.
Emportantul Eyvan-e Khosro de la Ctesifon (în apropiere de actualul Bagdad) a fost construit în urmă cu peste 1.500 de ani, în timpul perioadei persane sasanide, ca o sală a tronului. Arcul are o înălțime de aproximativ 37 de metri, 26 de metri în diametru și 50 de metri lungime, fiind construit în întregime fără centrare și a fost cea mai mare boltă construită până în epoca modernă.
Boxe de jgheabEdit
Până acum, toate bolțile menționate au fost bolți de butoi, care, atunci când nu erau construite sub pământ, necesitau ziduri continue de mare grosime pentru a rezista la împingerea lor; cel mai vechi exemplu al următoarei varietăți, bolta în formă de butoi intersectată, se spune că se află deasupra unei săli mici din Pergamum, în Asia Mică, dar prima sa utilizare deasupra unor săli de mari dimensiuni se datorează romanilor. Atunci când două bolți semicirculare în formă de butoi de același diametru se încrucișează, intersecția lor (o elipsă adevărată) este cunoscută sub numele de boltă în spic, în josul căreia împingerea bolții este transportată la pereții transversali; dacă o serie de două sau mai multe bolți în formă de butoi se intersectează, greutatea este transportată pe pilonii de la intersecția lor, iar împingerea este transmisă la pereții transversali exteriori; Astfel, în rezervorul roman de la Baiae, cunoscut sub numele de Piscina Mirabilis, o serie de cinci nave cu bolți în formă de butoi semicirculare sunt intersectate de douăsprezece nave transversale, bolțile fiind susținute de 48 de piloni și de ziduri exterioare groase. Lățimea acestor coridoare fiind de numai aproximativ 4,0 m (13 picioare), nu existau mari dificultăți în construirea acestor bolți, dar în Băile romane ale lui Caracalla tepidarium avea o deschidere de 24 m (80 picioare), mai mult decât dublul unei catedrale englezești, astfel încât construcția sa, atât din punct de vedere static, cât și economic, a fost de cea mai mare importanță.Cercetările lui M. Choisy (L’Art de bâtir chez les Romains), bazate pe o examinare minuțioasă a acelor porțiuni de bolți care au rămas încă in situ, au arătat că, pe o centrare relativ ușoară, formată din grinzi plasate la aproximativ 10 picioare (3.0,0 m) și acoperite cu scânduri așezate de la o grindă la alta, au fost așezate – pentru început – două straturi de cărămidă romană (măsurând aproape 2 picioare (0,61 m) pătrate și având o grosime de 2 inci); pe acestea și pe grinzi au fost construite inele transversale de cărămidă cu legături longitudinale la intervale; pe straturile de cărămidă și înglobând inelele și legăturile transversale a fost aruncat beton în straturi orizontale, coamele fiind umplute în întregime, iar suprafața fiind înclinată de o parte și de alta și acoperită cu un acoperiș de țiglă cu pantă mică așezat direct pe beton. Inelele au ușurat centrarea de greutatea impusă, iar cele două straturi de cărămizi au purtat betonul până la întărirea acestuia.
Ca și pereții care poartă aceste bolți au fost construiți tot din beton, cu rânduri ocazionale de cărămidă de legătură, întreaga structură era omogenă. Unul dintre ingredientele importante ale mortarului era un depozit vulcanic găsit în apropiere de Roma, cunoscut sub numele de puzzolana, care, după ce betonul s-a întărit, nu numai că făcea betonul la fel de solid ca roca însăși, dar într-o anumită măsură neutraliza împingerea bolților, care formau niște cochilii echivalente cu cele ale unui capac metalic; romanii, totuși, nu par să fi recunoscut valoarea acestui amestec de puzzolana, pentru că, în rest, au prevăzut din plin contracararea oricărei împingeri care ar fi putut exista prin ridicarea de ziduri transversale și contraforturi. În tepidaria de la Thermae și în bazilica lui Constantin, pentru a aduce împingerea bine în interiorul zidurilor, bolta principală în formă de butoi a sălii a fost avansată pe fiecare parte și se sprijinea pe coloane detașate, care constituiau principalul decor arhitectural. În cazurile în care bolțile transversale care se intersectau nu erau de aceeași anvergură cu cele ale bolții principale, arcele erau fie susținute de piciorușe, pentru ca traveile lor să aibă aceeași înălțime, fie formau intersecții mai mici în partea inferioară a bolții; în ambele cazuri, însă, intersecțiile sau canaturi erau răsucite, pentru care era foarte dificil să se formeze o centrare și, în plus, erau de un efect neplăcut: deși s-au făcut toate încercările de a masca acest lucru în decorarea bolții prin panouri și reliefuri modelate în stuc.
Cea mai largă sală boltită de romani a fost cea a sălii tronului din palatul lui Dioclețian de pe Dealul Palatin, iar aceasta avea o deschidere enormă de 100 de picioare (30 m), împingerea sa fiind contracarată de alte săli de o parte și de alta, cu contraforturi în exterior. În orașele de provincie și în alte părți ale Imperiului Roman, unde materialul pozzolana nu se putea procura, romanii au fost nevoiți să se bazeze pe mortarul lor ca mediu de cimentare, dar acesta, deși excelent în felul său, nu avea o coeziune suficient de puternică pentru a permite ridicarea unor bolți cu o deschidere mai mare de aproximativ 12 m, care erau în general construite din zidărie de moloz. În Asia Mică și în Siria mai există încă unele săli boltite, în general atașate la thermae, care sunt purtate pe ziduri de mare grosime. Existau multe varietăți de bolți romane, continue sau intersectate, cum ar fi cele folosite deasupra coridoarelor de la Colosseum și de la teatrul lui Marcellus, dar în aceste cazuri izvorul bolții se afla deasupra vârfului arcurilor fațadei principale, astfel încât nu exista intersecție; pe de altă parte, deasupra coridoarelor erau bolți fie eliptice, fie semicirculare, fie deasupra scărilor bolți ascendente, toate acestea fiind mai dificil de construit; existau, de asemenea, numeroase soluții de boltă deasupra sălilor circulare, dintre care cea de la Panteon este cel mai important exemplu, având un diametru de 142 de picioare (43 m), și deasupra hemiciclurilor, care erau uneori de mari dimensiuni; cea cunoscută sub numele de Canopus din Vila lui Hadrian de la Tivoli avea un diametru de 75 de picioare (23 m) și era acoperită cu o boltă cu o serie de nervuri, între care alternau pânze și celule plate și semicirculare rampante; în aceeași vilă și la Roma existau săli octogonale cu diverse alte combinații de boltă. Un alt tip de boltă la care nu s-a făcut încă referire este cel al arcadei Tabularium, unde se folosea bolta de claustru. Fig. 3 comparată cu fig. 2 va arăta diferența; în prima, unghiurile de intersecție sunt încastrate, iar în cea de-a doua sunt caneluri cu unghiuri proeminente la bază, care se sting la vârf.
Bolta de coastăEdit
S-a făcut referire la bolta de nervuri în opera romană, unde bolțile de canat care se intersectau nu aveau același diametru. Construcția lor trebuie să fi fost, în orice moment, oarecum dificilă, dar acolo unde bolta în formă de butoi a fost purtată pe culoarul corului și a fost intersectată (ca la Sfântul Bartolomeu cel Mare din Smithfield, Londra) de semicercuri în loc de cilindri, situația a devenit mai gravă, iar bolțile de canat mai complicate. Se pare că acest lucru ar fi dus la o schimbare de sistem și la introducerea unei noi caracteristici, care a revoluționat complet construcția bolții. Până atunci, elementele de intersecție erau suprafețe geometrice, ale căror intersecții erau canaturi diagonale, de formă eliptică, în general slabe din punct de vedere constructiv și adesea răsucite. Constructorul medieval a inversat procesul și a așezat mai întâi nervurile diagonale, care au fost utilizate ca centre permanente, iar pe acestea și-a purtat bolta sau pânza, care de acum înainte își va lua forma de la nervuri. În locul curbei eliptice care era dată de intersecția a două bolți semicirculare sau cilindri, el a folosit arcul semicircular pentru nervurile diagonale; totuși, acest lucru a ridicat centrul golului pătrat boltit deasupra nivelului arcurilor transversale și al nervurilor pereților, dând astfel bolții aspectul unei cupole, așa cum se poate vedea în naosul din Sant’Ambrogio, Florența. Pentru a face față acestei situații, la început, nervurile transversale și de perete au fost ridicate sau partea superioară a arcurilor lor a fost înălțată, ca în Abbaye-aux-Hommes din Caen și în abația din Lessay, în Normandia. În cele din urmă, problema a fost rezolvată prin introducerea arcului ascuțit pentru nervurile transversale și de zid – arcul ascuțit era cunoscut și utilizat de mult timp, datorită rezistenței sale mult mai mari și a împingerii mai mici pe care o exercita asupra zidurilor. Atunci când se folosea pentru nervurile unei bolți, oricât de îngustă ar fi fost deschiderea, prin adoptarea unui arc ascuțit, vârful său putea fi făcut să se alinieze în înălțime cu nervura diagonală; și, în plus, atunci când se folosea pentru nervurile bolții inelare, ca în culoarul din jurul terminației absidale a corului, nu era necesar ca jumătățile de nervură de pe partea exterioară să fie în același plan cu cele de pe partea interioară; pentru că, atunci când nervurile opuse se întâlneau în centrul bolții inelare, împingerea era transmisă în mod egal de la una la cealaltă, iar fiind deja o boltă frântă, schimbarea direcției sale nu era vizibilă.
Prima introducere a bolții cu boltă în arc ascuțit a avut loc la catedrala din Cefalù și este anterioară abației din Saint-Denis. În timp ce arcul cu nervură ascuțită este adesea văzut ca un identificator al arhitecturii gotice, Cefalù este o catedrală romanică ai cărei zidari au experimentat posibilitatea arcurilor cu nervuri gotice înainte ca aceasta să fie adoptată pe scară largă de arhitectura bisericească occidentală. În afară de catedrala Cefalù, se pare că introducerea nervurii în arc ascuțit ar fi avut loc în corul de la mănăstirea Saint-Denis, de lângă Paris, construită de abatele Suger în 1135. În biserica din Vezelay (1140), aceasta a fost extinsă la traveea pătrată a pridvorului. Înainte de a intra în chestiunea pânzei sau a învelișului de piatră al bolții purtate pe nervuri, trebuie să notăm aici evoluția anterioară a marilor bolți care erau aruncate peste naosul unei catedrale, sau al unei biserici, înainte de introducerea nervurii cu arc ascuțit. După cum s-a arătat, în bisericile creștine timpurii, naosurile fuseseră deja acoperite cu bolți cu caneluri, singurul progres făcut în dezvoltările ulterioare fiind introducerea nervurilor transversale care împart raioanele în compartimente pătrate; dar când în secolul al XII-lea s-au făcut primele încercări de a bolti peste naosuri, a apărut o altă dificultate, deoarece acestea din urmă erau de două ori mai late decât naosurile, astfel încât a devenit necesar să se includă două raioane ale naosurilor pentru a forma un singur raion pătrat în naos. Era un spațiu imens peste care trebuia să se construiască o boltă și, în plus, a rezultat că fiecare pilon alternativ nu servea la nimic în ceea ce privește susținerea bolții naosului, iar acest lucru pare să fi sugerat o alternativă, și anume să se prevadă o nervură suplimentară de-a lungul bisericii și între nervurile transversale. Acest lucru a dus la ceea ce este cunoscut sub numele de boltă sexpartită sau boltă cu șase celule, dintre care unul dintre cele mai vechi exemple se găsește în Abbaye-aux-Hommes (S. Etienne) la Caen. Această biserică, construită de William Cuceritorul, a fost inițial construită pentru a purta doar un acoperiș din lemn, dar aproape un secol mai târziu, partea superioară a pereților naosului a fost parțial reconstruită, pentru a putea fi acoperită cu o boltă. Cu toate acestea, dimensiunea imensă a bolții pătrate de deasupra naosului a necesitat un sprijin suplimentar, astfel încât o nervură intermediară a fost aruncată peste biserică, împărțind compartimentul pătrat în șase celule, numită bolta sexpartită, care a fost adoptată în catedralele din Sens (1170), Laon (1195), Noyon (1190), Paris (1223-1235) și Bourges (1250). Cu toate acestea, nervura intermediară avea dezavantajul de a ascunde parțial o parte a ferestrelor de cleștar și de a pune greutăți inegale pe stâlpii alternativi, astfel încât în catedrala din Soissons (1205) a fost introdusă o boltă cvadripartită sau cu patru travee, lățimea fiecărei travee fiind jumătate din lățimea naosului și corespunzând astfel cu stâlpii navalei. Există câteva excepții în acest sens, în Sant’ Ambrogio, Milano, și San Michele, Pavia (bolta originală), precum și în catedralele din Speyer, Mainz și Worms, unde bolțile cvadripartite sunt aproape pătrate, pilonii intermediari ai naoselor fiind de dimensiuni mult mai mici. În Anglia, bolți sexpartite există la Canterbury (1175) (stabilite de William de Sens), Rochester (1200), Lincoln (1215), Durham (transeptul de est) și capela St. Faith’s, Westminster Abbey.
În stadiul anterior al bolții în nervuri, nervurile arcuite erau formate din văluri independente sau separate până la arcadă; dificultatea, însă, de a lucra nervurile separat a dus la alte două schimbări importante: (1) partea inferioară a nervurilor diagonalei transversale și a nervurilor de perete au fost lucrate toate dintr-o singură piatră; și (2) orizontala inferioară, constituind ceea ce este cunoscut sub numele de tas-de-charge sau springer solid. Tas-de-charge, sau springerul solid, avea două avantaje: (1) permitea ca rândurile de piatră să treacă drept prin perete, pentru a lega mult mai bine ansamblul; și (2) micșora deschiderea bolții, care necesita atunci o centrare de dimensiuni mai mici. De îndată ce nervurile erau terminate, pe ele era așezată învelișul de piatră al bolții. În unele lucrări englezești, fiecare rând de piatră avea o înălțime uniformă de la o parte la alta; dar, cum nervura diagonală era mai lungă decât nervura transversală sau cea de perete, rândurile se înclinau spre prima, iar la vârful bolții erau tăiate pentru a se potrivi unul cu celălalt. La începutul perioadei gotice englezești, ca urmare a deschiderii mari a bolții și a înălțimii sau curburii foarte mici a nervurii, s-a considerat că este mai bine să se simplifice construcția nervurii prin introducerea unor nervuri intermediare între nervura de perete și nervura diagonală și între nervura diagonală și cea transversală; pentru a face față împingerii acestor nervuri intermediare, a fost necesară o nervură de creastă, iar prelungirea acestei nervuri până la nervura de perete ascundea joncțiunea nervurii la vârf, care nu era întotdeauna foarte vizibilă, și constituia nervura de creastă. În Franța, pe de altă parte, rândurile de pânze au fost întotdeauna așezate orizontal și, prin urmare, sunt de înălțime inegală, crescând spre nervura diagonală. De asemenea, fiecare rând era ușor înălțat în centru, pentru a-i spori rezistența; acest lucru le-a permis zidarilor francezi să renunțe la nervura intermediară, pe care au introdus-o abia în secolul al XV-lea, și atunci mai mult ca element decorativ decât constructiv, deoarece forma domoală dată pânzei franceze făcea inutilă nervura de creastă, care, cu câteva excepții, există doar în Anglia. Atât la bolțile englezești, cât și la cele franceze, centrarea era rareori necesară pentru construirea pânzei, un șablon (Fr. cerce) fiind folosit pentru a susține pietrele fiecărui inel până când acesta era complet. În Italia, Germania și Spania a fost adoptată metoda franceză de construire a pânzei, cu rânduri orizontale și o formă domoală. Uneori, în cazul compartimentelor relativ înguste și, mai ales, în cazul cleștarilor, nervura peretelui a fost încovoiată, ceea ce a provocat o răsucire deosebită a pânzei, acolo unde arcuirea nervurii peretelui se află la K: acestor suprafețe răsucite li se atribuie termenul de boltă cu șarpantă.
Unul dintre cele mai timpurii exemple de introducere a nervurii intermediare se găsește în naosul Catedralei din Lincoln, iar acolo nervura de creastă nu este purtată până la nervura de perete. Cu toate acestea, s-a constatat curând că construcția pânzei era mult ușurată de nervurile suplimentare și, în consecință, a existat o tendință de creștere a numărului acestora, astfel încât în naosul Catedralei din Exeter au fost prevăzute trei nervuri intermediare între nervura de perete și nervura diagonală. Pentru a masca joncțiunea dintre diferitele nervuri, intersecțiile acestora erau ornamentate cu bosaje bogat sculptate, iar această practică s-a intensificat odată cu introducerea unei alte nervuri scurte, cunoscută sub numele de lierne, un termen dat în Franța nervurii de creastă. Coastele Lierne sunt coaste scurte care se intersectează între coastele principale și au fost folosite în principal ca elemente decorative, cum ar fi, de exemplu, în Liebfrauenkirche (1482) din Mühlacker, Germania. Unul dintre cele mai bune exemple de nervuri Lierne se găsește în bolta ferestrei Oriel din Crosby Hall, Londra. Tendința de a mări numărul de nervuri a dus la rezultate singulare în unele cazuri, cum ar fi în corul Catedralei din Gloucester, unde nervurile diagonale obișnuite devin simple muluri ornamentale pe suprafața unei bolți în formă de țeavă ascuțită intersectată și, din nou, în claustru, unde introducerea bolții în evantai, care formează un conic cu laturi concave, a revenit la principiile bolții geometrice romane. Acest lucru este demonstrat în continuare în construcția acestor bolți în evantai, deoarece, deși în primele exemple fiecare dintre nervurile de deasupra tas-de-charge era un element independent, în cele din urmă s-a constatat că este mai ușor să se cioplească aceste nervuri și pânza din piatra masivă, astfel încât nervura și pânza erau pur decorative și nu aveau funcții constructive sau independente.
Bolta în evantaiEdit
Bolta în evantai s-ar părea că își datorează originea angajării centrărilor unei singure curbe pentru toate nervurile, în loc de a avea centrări separate pentru nervurile transversale, pentru peretele diagonal și pentru nervurile intermediare; a fost facilitată, de asemenea, de introducerea arcului cu patru centre, deoarece porțiunea inferioară a arcului făcea parte din evantai, sau conoid, iar partea superioară putea fi prelungită după bunul plac cu o rază mai mare de-a lungul bolții. Cea mai simplă variantă este cea întâlnită în claustrul catedralei din Gloucester, unde evantaiele se întâlnesc la vârf, astfel încât între evantaie există doar mici compartimente care trebuie umplute. În exemplele ulterioare, cum ar fi cel din King’s College Chapel, Cambridge, din cauza dimensiunilor mari ale bolții, s-a considerat necesară introducerea de nervuri transversale, necesare pentru a oferi o rezistență mai mare. Coaste transversale similare se regăsesc în capela lui Henric al VII-lea și în Divinity School din Oxford, unde a apărut o nouă dezvoltare. Unul dintre defectele bolții bolții în evantai de la Gloucester este aspectul pe care îl dă de a fi pe jumătate scufundată în perete; pentru a remedia acest lucru, în cele două clădiri tocmai citate, conoidul complet este detașat și tratat ca un pandantiv.