Лак (архитектура)

Лакот е чиста облик на компресија. Може да премости големо растојание со сведување на силите на компресивен стрес, со што се елиминира напонскиот стрес. Ова понекогаш се нарекува лачно дејство.^[4] Како што силите во лакот се пренесуваат на земјата, лакот турка кон надворешната страна на основата, што се нарекува потисок. Како што се намалува успонот или висината на лакот, така се намалува и потисокот кон надворешноста.^[5] За да се одржи лачното дејство и да се спречи колапс на лакот, потребно е да се ограничи потисокот, било преку внатрешни врски или преку надворешно потпирање, на пр. користење абутмент.^[6]

Елементи на лакот

Клучниот камен е делот од лакот што го претставува последниот клучен сегмент во темето на лакот, кој при ѕидањето се поставува како последен камен (тула). Многу често, клучниот камен е доминантен уметнички мотив на лакот, втиснат во облик на човечка или животинска глава, грб, лист од акантус и сл. Од другата страна на лакот, на спојот на столбот и лакот, има почетен камен или борец. Во нашата терминологија се јавува изразот „хоризонтален лак“ што значи збир од два столба поврзани со греда со уметнички мотив на лак во чиј центар се наоѓа клучниот камен. Склопови со три лаци од кои централниот е доминантен со два странични пониски биле користени со симболично значење на влезните капии (портали) во градовите и триумфалните капии. Благодарение на развојот на технологиите и челикот како градежен материјал, лакот овозможил изградба на градби со големи распон. Револуционерната градба била Галеријата на машини изградена за Светскиот саем во Париз во 1889 година. Лакот на три зглоба премостувал распон од 110 m.^[7]

Фиксeн и зглобен лак

Најчестите вистински лачни конфигурации се фиксен лак, двоспоен лак и троспоен лак.^[8] Фиксен лак често се користи во армиранобетонски мостови и тунелни конструкции, каде што распоните се кратки. Бидејќи е подложен на дополнителен внатрешен стрес предизвикан од топлотната експанзија и контракција, овој вид на лак се смета за статички неопределен.^[6]

Двоспојниот лак е во широка употреба кај мостовите со долг распон.^[6] Овој вид на лак има прицврстени приклучоци во основата. За разлика од фиксниот лак, прицврстената основа може да ротира,^[9] што овозможува структурата послободно да се движи и да компензира за топлинското ширење и контракција предизвикано од промените на надворешната температура. Сепак, ова може да доведе до дополнителен стрес, така што двоспојните лаци се исто така статички неопределени, иако не во иста мера како фиксните лаци.^[6]

Троспојниот лак не е подвижен само во својата основа, како двоспојниот лак, туку и во средината на лакот. Дополнителното поврзување во средниот распон му овозможува на троспојниот лак да се движи во две спротивни насоки и да компензира за секое ширење и контракција. Ваквиот лак не е подложен на дополнителен стрес предизвикан од топлотната промена. Затоа, се вели дека троспојниот лак е статички определен.^[8] Најчесто се користи за структури со среден распон, како што се големи покриви на згради.

Уште една предност на троспојниот лак е тоа што основите за прицврстување полесно се развиваат од фиксните, што овозможува плитки, носечки темели во конструкциите на средниот распон. Во троспојниот лак со, „топлотната експанзија и контракција на лакот ќе предизвика вертикално движење на вршниот спој, но нема да има значително влијание врз основите“, што дополнително го поедноставува дизајнот на темелите.^[6]

Видови лаци

Лаците имаат многу облици, но сите тие спаѓаат во три основни категории: кружни, остри и параболични. Лаците, исто така, може да се конфигурираат да создаваат сводови и аркади.^[6]

Лаците со кружен облик, познати и како заоблени лаци, најчесто ги користеле градителите на стари, тешки ѕидании лаци.^[10] Старите римски градители многу се потпирале на заоблени лаци за покривање на големи, отворени простори. Неколку заоблени лаци наредени во линија, од крај до крај, правата аркада, како што е Римскиот аквадукт.^[11]

Остри лакови најчесто користеле градителите на готската архитектура.^[12] Предноста на користењето на остар лак, наместо кружен, е тоа што дејството на лакот произведува помал потисок во основата. Овој изум овозможил изградба на повисоки и погусти отвори, кои се типични за готската архитектура.^[13][14]

Сводовите се во суштина „соседни лаци [кои се] наредени еден до друг“. Ако сводовите се вкрстуваат, создаваат сложени форми на местото на вкрстување. Овие форми, заедно со „силно изразените ребра на вкрстувањето на сводовите, биле доминантни архитектонски одлики на готските катедрали“.^[10]

Параболичниот лак го применува принципот дека кога тежината е рамномерно применета на лакот, внатрешната компресија што произлегува од таа тежина следи параболичен профил. Од сите видови лаци, параболичниот лак произведува најголем потисок во основата, но може да ги покрие најголеми распони. Обично се користи во изградбата на мостови, каде што се потребни долги распони.^[10]

Катемптотниот лак има облик што се разликува од параболичната крива. Неговиот облик на кривата кој го следи слободниот распон на ланец или јаже, го прави катемптотичниот лак конструктивно идеален облик за слободностоечки лаци со постојана дебелина.

Облици на лаци

Според обликот лакот може да биде:

Правите лаци, за разлика од неправите, им биле познати на многу цивилизации на древниот Близок Исток и Левант, но нивната употреба била ретка и главно ограничена на подземни објекти, како што се одводите каде проблемот со страничниот потисок бил значително намален.^[18] Пример за ова би бил Нипурскиот лак.^[19] Ретки исклучоци се засводените надвратници од ќерпич на куќите во Тел Таи од околу 2000 година пр.н.е. и засводена порта од бронзеното време во хананскиот град Ашкелон во денешен Израел, која датира од околу 1850 г.пр.н.е.^[20][21] Ран пример на лак се јавува во грчкиот пешачки мост на Родос.^[22] Неправилни лакови биле пронајдени во други делови на античка Азија, Африка, Европа и Америка. Во 2010 година, робот открил долг заоблен премин под пирамидата Кецалкоатл, сместена во античкиот град Теотивакан северно од Мексико Сити, кој датира од околу 200 година од нашата ера.^[23] Во Античка Персија, Ахеменидското Царство изградило мали бочвести сводови (во суштина серија сводови изградени заедно за да формираат ходник) познати како ајвани, кои прераснале во масивни, монументални структури за време на подоцнежното Партско Царство.^[24][25][26] Оваа архитектонска традиција продолжила за време на Сасанидското Царство, кое го изградило Так Касри во Ктесифон во 6 век, најголемиот слободностоечки свод до модерното време.^[27]

Иако лакот се појавил во Месопотамија, Етрурците биле првите во Европа што ја разбрале конструктивната вредност на лакот, но зачувани се малку архитектонски споменици, главно понекој градски портал ( Перуџа, Волтера). Римјаните го земале полукружниот лак од Етрурците и ги користеле сите негови одлики (до 16). Со редење лакови во ист правец се добива полукружен свод (до 20). Со вкрстување на два полукружни свода под агол од 90º се создава вкрстен свод (30x30). Со ротирање на полукружниот лак за 360º, се создава купола (најпозната е куполата на Адријан на Пантеон - 43,60). Сегментниот лак за прв пат бил изграден од Римјаните, кои сфатиле дека лакот во мостот не мора да биде полукружен, ^{[28] [29]} како што беше случајот во Алконетаровиот мост или Понте Сан Лоренцо. Тие, исто така, рутински користеле сводови во изградбата на куќи, како во Остија Антика.

Римјаните биле првите градители во Европа, можеби и првите во светот, кои целосно ги ценеле придобивките од лакот, сводот и куполата.^[30]

Иако уште византиските архитекти користеле потковичести, трилисни и скршени сводови, вистинската конструктивна вредност на сводовите во европската архитектура започнува во готиката кога се користат скршени лакови преземени од арапско-маварската уметност и исламската уметност во Шпанија.

Скршениот лак настанал од полукружниот лак кога било утврдено дека со употреба на овој лак може да се постигне поголема вертикала на лакот. Во готиката наместо обол свод составен од полукружни лакови, почнале да се вкрстуваат скршени лаци, кои за разлика од полукружните, можеле да имаат заеднички крај во темето. Во вкрстениот свод сите притисоци се концентрирани на однапред одредени точки, така што конструкцијата на сводот не се потпира на ѕидни површини, туку на столбови и лакови. Како резултат на тоа, деловите биле изедначени, така што сите три кораби на катедралата станале подеднакво широки и високи, а црковниот простор за верниците наликувал на кој било друг во готската сала - во собранието или дворецот.

Во Стара Кина, повеќето архитектонски достигнувања биле направени од дрво, вклучително и неколку познати лачни мостови од литературата и уметнички приказ во релјеф со врежан камен.^[31][32][33] Според тоа, единствените преживеани примери на архитектура од династијата Хан (202 пр.н.е. - 220 г.) се одбранбените ѕидови и кули изработени од набиена земја, керамички плочки од дрвени згради кои повеќе не постојат,^[34][35][36] камени стубови капија,^[37][38] и подземни гробници од тули, кои иако содржеле сводови, куполи и надсводени премини, биле изградени со потпора на земја и не биле самостојни.^[39][40] Најстариот преживеан кинески камен лачен мост е мостот Анѓи, изграден помеѓу 595 и 605 година за време на династијата Суеј; тоа е најстариот сегментен своден лачен мост од камен со отворен спандрел.^[41][42] Меѓутоа, старите Римјани ги имале практично сите овие компоненти многу порано; на пример, Трајановиот мост имал шпандри направени од дрво на камените столбови.

Потковичестиот лак се заснова на полукружниот лак, но неговите долни краеви се прошируваат понатаму околу кругот додека не почнат да конвергираат. Првите познати изградени потковичести лакови се од Кралството Аксум во денешна Етиопија и Еритреја, кои датираат од 3-4 век. Ова е исто време со најраните современи примери во Римска Сирија, што укажува на аксумско или сириско потекло на овој вид лак.^[43]

Во Индија, Битаргаонскиот храм (450 година) и храмот Махабоди (VII век) изградени од династијата Гупта се најраните преживеани примери за употреба на лачниот систем на сводови во Индија.^[44] Првиот користи полукружни лакови, додека вториот содржи примери на готски стил на зашилени лакови, како и полукружни лакови. Иако се воведени во 5 век, сводовите не добиле видно место во индиската архитектура до 12 век по исламското освојување. Системот на лачни сводови од Гуптанската ера подоцна бил широко користен во бурманските будистички храмови во Пју и Баган во 11 и 12 век.^[45]

Полукружниот лак се ревитализира во ренесансата и барокот, како и во класицистичката архитектура, додека со појавата на новите структурни материјали (железо и челик) некои од првите градби користеле лак (полукружен лак во основата на Ајфеловата кула и овален лак на Галеријата на машини на Светската изложба во Париз во 1889 година).

Во модерната архитектура, лакот како една од најсилните конструкции нашироко се користи (Операта во Сиднеј, Палатата на спортовите во Рим, итн.). ), а најголемиот лак во светот е Лакот во Сент Луис.

• Свод
• Купола
• Аркада

• Ambrose, James (2012). Building Structures. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc. стр. 32. ISBN 978-0-470-54260-6.CS1-одржување: ref=harv (link)
• Reynolds, Charles E (2008). Reynolds's Reinforced Concrete Designer's Handbook. New York, NY: Psychology Press. стр. 41. ISBN 978-0-419-25820-9 – преку Google Books.CS1-одржување: ref=harv (link)
• Ambrose, James (2012). Building Structures. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc. стр. 31. ISBN 978-0-470-54260-6.CS1-одржување: ref=harv (link)
• Ambrose, James (2012). Building Structures. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc. стр. 30.CS1-одржување: ref=harv (link)
• Vaidyanathan, R (2004). Structural Analysis, Volume 2. USA: Laxmi Publications. стр. 127. ISBN 978-81-7008-584-3.CS1-одржување: ref=harv (link)
• 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 978-88-85066-66-3
• O'Connor, Colin (1993), Roman Bridges, Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-39326-3
• Rasch, Jürgen (1985), „Die Kuppel in der römischen Architektur. Entwicklung, Formgebung, Konstruktion“, Architectura, 15, стр. 117–139
• Roth, Leland M. (1993). Understanding Architecture: Its Elements History and Meaning. Oxford, UK: Westview Press. стр. 27–8. ISBN 978-0-06-430158-9.CS1-одржување: ref=harv (link)

• NOVA: Physics of Stone Arches
• InteractiveTHRUST
• Paper about the three-hinged arch of the Galerie des Machines of 1889