아치

Arch
이 기사는 건축 구조에 관한 것입니다. 아치 또는 아치의 다른 용도에 대해서는 아치(동음이의)를 참조하십시오.
"Falseearch"가 여기로 리디렉션됩니다. 돌이나 벽돌의 상쇄를 사용하여 간격을 좁히는 아치형 구조인 "코벨"은 코벨 아치를 참조하십시오.
게이트웨이 아치

아치는 그 아래 열린 공간에 걸쳐 있는 곡선의 수직 구조물입니다.[1] 아치는 그 위의 하중을 지지하거나 순수하게 장식적인 역할을 수행할 수 있습니다.[2] 그 아치는 기원전 4천년까지 거슬러 올라가지만, 기원전 4세기에 로마인들에 의해 채택된 후에야 유명해졌습니다.[3]

아치형 구조물은 수평 정수압 하중을 견디는 아치 댐과 같이 수평적일 수 있습니다.[4] 아치는 다양한 유형의 볼트의 지지대로 사용되며, 특히 배럴 볼트는 연속 아치입니다.[5] 아치와 금고의 광범위한 사용은 고대 그리스, 중국, 일본의 건축과 같이 기둥과 보가 지배적인 트라베이트 시스템과 달리 아치형 구조를 특징으로 합니다.[6]

기본개념

용어.

진정한 아치는 압축에 의해 요소가 함께 유지되는 하중을 받는 아크입니다.[2] 세계 대부분에서 진정한 아치의 도입은 유럽의 영향의 결과였습니다.[3] false arch라는 용어는 거의 의미가 없습니다. 일반적으로 관객들을 위해 공연의 틀을 짜기 위해 사용되는 극장의 프로시니엄 아치처럼 구조적인 목적이 없는 아치를 지정하는 데 사용되지만 압축에 기반하지 않은 코벨 및 삼각형 아치에도 적용됩니다.[7][8]

조적 아치 요소

일반적인 진정한 석조 아치는 다음 요소로 구성됩니다.[9][10][11]

  1. 키스톤, 아치의 맨 위 블록. 키스톤 주변의 아치 부분(키스톤 자체 포함) 중 정확하게 정의된 경계가 없는 부분을 크라운(Crown)이라고 합니다.
  2. 보우소이어(웨지 모양의 건축 블록). 로우록 아치는 복수의 동심원 층의 보우소어에 의해 형성됩니다.[12]
  3. 엑스트라도스(아치의 외부 표면)
  4. 임포스트는 아치의 바닥에서 차단됩니다(임포스트 바로 위에 있는 보우소어는 스프링어입니다). 임포스트 상단은 스프링 레벨을 정의합니다. 스프링 레벨과 크라운 사이의 아치 부분(45° 각도를[13] 중심으로)을 훈치라고 합니다. 아치가 기둥 위에 있으면 주판 또는 더 두꺼운 버전인 도세렛에 의해 임포스트가 형성됩니다.[14]
  5. Intrados(아치의 아랫면, 소핏이라고도[2] 함)
  6. 상승(호의 높이, 스프링 레벨에서 크라운까지의 거리)
  7. 클리어 스팬
  8. 어바웃[15] 위의 가로 분할과 엑스트라토 사이의 벽의 삼각형 모양 부분을 스판드렐(spandrel)이라고 합니다.[16]

아치의 (왼쪽 또는 오른쪽) 반분절을 호(arc)라고 하며, 아치의 전체 선을 아치(arcure[17])라고 합니다(이 용어는 아케이드에도 사용됩니다).[18] 아치볼트(archivolt)는 아치의 노출된(전면을 향하는) 부분으로, 때때로 장식됩니다(때로는 인트라도를 지정하는 데 사용되기도 합니다).[19] 보우소어 블록의 측면이 직선이 아니라 맞물리기 위한 각도와 곡선을 포함하는 경우 아치를 "joggled"라고 합니다.[20]

아치액션

아치(A) 보(B)와 비교한 액션 다이어그램

실제 아치는 상승으로 인해 수직 하중이 끝에서 수평 및 수직 반응으로 분해되며, 이를 아치 작용이라고 합니다. 수직 하중은 아치에서 양의 굽힘 모멘트를 생성하는 반면, 스판드렐/대치의 안쪽 방향 수평 반응은 균형 조정 음의 모멘트를 제공합니다. 결과적으로, 아치의 어느 세그먼트에서나 굽힘 모멘트는 동등한 하중과 스팬을 갖는 보에서의 굽힘 모멘트보다 훨씬 작습니다.[21] 오른쪽 그림은 로드된 아치와 보의 차이를 보여줍니다. 아치의 요소는 대부분 압축(A)을 받는 반면, 보에서는 굽힘 모멘트가 존재하며 상단은 압축, 하단은 장력(B)을 받습니다.

과거에, 아치들이 석조 조각들로 만들어졌을 때, 아치의 끝에 있는 수평력은 무거운 교대들의 필요성을 야기했습니다. 로마의 개선문). 힘에 대항하여 더 얇은 지지를 허용하는 다른 방법은 아케이드 배열과 같이 각 아치의 수평 추진력이 이웃에 의해 균형을 이루고 엔드 아치만 지탱하면 되는 카운터 아치를 사용하는 것이었습니다. 새로운 건축 자재(철강, 콘크리트, 엔지니어링 목재)로 아치 자체가 가벼워졌을 뿐만 아니라 아치의 끝을 연결하는 넥타이로 수평 추진력을 더욱 완화할 수 있습니다.[22]

퍼니큘러 모양

아치와 매달린 사슬의 비유와 로마 성 베드로 대성전 돔과의 비교 (조반니 폴레니, 1748)

주어진 하중을 지지하는 데 필요한 재료의 양의 관점에서 평가할 때, 가장 우수한 고체 구조는 압축 전용이며, 유연한 재료의 경우 장력 전용 설계의 경우에도 마찬가지입니다. 1676년 로버트 훅(Robert Hoke)은 "유연한 선을 매달아 놓듯이, 그러나 거꾸로는 단단한 아치를 견딜 것이다"라고 언급한 바 있으며, 따라서 아치 형태에 대한 연구(및 용어)는 매달린 사슬에 대한 연구와 불가분의 관계에 있습니다. 그에 대응하는 곡선을 푸니큘라라고 합니다. 매달린 체인의 모양이 부착된 무게에 따라 달라질 것처럼, 이상적인 (압축 전용) 아치의 모양은 하중의 분포에 따라 달라질 것입니다. [23]

분류

아치를 분류하는 데는 여러 가지 방법이 있습니다.[24]

  1. 내부 도의 기하학적 형태(예: 반원형, 삼각형 등)에 의해,[24][25]
  2. 둥근 아치의 경우, 아치를 구성하는 원 세그먼트 수에 따라(예를 들어, 둥근 아치는 단일 중심, 뾰족한 아치는 두 중심);[24]
  3. 사용되는 재료(돌, 벽돌, 콘크리트, 강철) 및 시공 방법에 따라.[24] 예를 들어, 벽돌 아치의 쐐기 모양의 부소르는 일반 벽돌("축 벽돌" 아치")을 절단하여 만들 수도 있고 쐐기 모양("게이지 벽돌" 아치")으로 제조할 수도 있습니다.[26]
  4. 구조적으로, 견고한 구성 요소 사이의 힌지(movable 조인트) 수에 의해. 예를 들어, 돌로 만든 아치에 있는 보우소어는 움직이지 않아야 하므로, 이 아치들은 보통 경첩이 없습니다("고정"됨).

채비

일련의 아치들은 아케이드를 형성하기 위해 함께 그룹화될 수 있습니다. 로마인들은 예를 들어 Pont du Gard의 아치형 구조물에 의해 이 형태를 완성했습니다.[27] 홀 교회의 내부에서는 아치를 분리하는 아케이드가 교회의 대성당을 옆 통로, 즉 [28]두 개의 옆 통로로부터 분리하는 데 사용되었습니다.[29]

두 개의 아치를 겹친 2단 아치는 이슬람 건축에서 때때로 장식용으로 사용되었습니다.[30]

아치의 입구를 채워 블라인드 아치를 만들 수 있습니다. 블라인드 아치는 장식용으로 사용되는 경우가 많으며 초기 기독교, 로마네스크 및 이슬람 건축에 광범위하게 사용되었습니다.[31] 또는 입구를 더 작은 아치로 채울 수 있어 고딕과 로마네스크 건축에서 흔히 볼 수 있는 아치를 포함합니다.[32] 여러 개의 아치를 오프셋으로 중첩하여 일반적으로 (일부 예외를 제외하고) 블라인드 및 장식 아치의 인터레이스된 시리즈를 만들 수 있습니다. 이슬람교에서 기원했을 가능성이 가장 높은 것은, 로마네스크와 고딕 양식의 건축물에서 인터레이스로 장식된 오락실들이 인기가 있었습니다.[33] 후면 아치(re-arch)는 외부 벽에 있는 개구의 내부 측면을 프레임화하는 것입니다.[34]

구조적

구조적으로, 완화 아치(종종 블라인드 또는 포함)는 건물의 일부 부분에서 하중을 제거하는 데 사용될 수 있습니다(예를 들어, 창이 더 큰 더 얇은 외벽을 사용하거나 로마 판테온과 같이 상부 구조물의 무게를 특정한 강점으로 전환하는 데 사용될 수 있습니다).[32] 카롤링거 건축에 도입된 가로형 아치는 네이브를 가로질러 배치되어 내부 공간을 구획하고 (종방향으로 분리된 아치와 함께) 볼트를 지지합니다.[35] 다이어프램 아치는 가로 방향과 유사하지만 위에 벽의 단면을 나릅니다. 높은 지붕의 섹션을 지지하거나 분할하는 데 사용됩니다.[36] 스트레이너 아치는 잘못된 계산으로 인접한 두 개의 지지대가 함몰되는 것을 방지하기 위해 잔상으로 제작되었습니다. 그것들은 종종 매우 장식적으로 만들어졌는데, 웰스 대성당이 제공한 가장 좋은 예 중 하나입니다. 스트레이너 아치는 구조적인 상태를 유지하면서 "거꾸로"(거꾸로) 만들 수 있습니다.[37][38] 반대 아치는 예를 들어 날아다니는 버팀목을 만들 때 수평 작용을 반대하거나 안정화하는 데 도움을 주기 위해 다른 아치에 인접하게 지어집니다.[39]

스큐 아치(skew arch)는 아치가 수평면에서 회전해야 할 때,[40] 예를 들어 다리가 90°와 다른 각도로 강을 건널 때 사용됩니다.

모양들

아치의 종류

다양한 아치형(왼쪽)은 대부분 둥근형, 뾰족한형, 포물선형의 세 가지로 분류할 수 있습니다.[41]

반올림

주 기사: 반원형 아치

"둥근" 반원형 아치는 무거운 석조로 지어진 고대 아치에 일반적으로 사용되었으며,[42] 기원전 4세기 이후 로마 건축가들에 의해 크게 의존되었습니다. 로마, 로마네스크, 르네상스 건축의 특징인 [43]가장 일반적인 아치 형태로 여겨집니다.[25]

주 기사: 분절 아치

반원 이하의 둥근 모양을 가진 분절형 아치는 매우 오래되었습니다(버전은 기원전 2100년 고대 이집트 베니 하산의 바위에서 잘려나갔습니다). 그 이후로 그리스의 사원에서 가끔 사용되었고,[44] 로마의 주거 건축,[45] 이슬람 건축에 사용되었으며, 르네상스 시대에 창문 페디먼트로 인기를 끌었습니다.[44]

바스켓 아치(deep arch, chop arch, 3-central arch, basket hand arch라고도 함)는 세 개의 서로 다른 중심에 기원을 둔 세 개의 원의 세그먼트로 구성됩니다(때로는 5개 또는 7개의 세그먼트를 사용하므로 5-central 등도 가능합니다). 후기 고딕 및 바로크 건축에 사용되었습니다.[46][47]

주 기사: 말굽 아치

말굽 아치(Keyhole arch)는 반원 이상의 둥근 모양을 가지고 있으며, 이슬람 건축에서 유래했으며, 이슬람의 영향을 받은 유럽(스페인, 남프랑스, 이탈리아) 지역에서 알려져 있습니다. 가끔 고딕스에서 사용되기도 했지만, 전쟁 중 영국에서 현관문 치료로 잠시 인기를 누렸습니다.[48]

포인티드

뾰족한 아치, 1 - 트레포일 처리와 같은 방향, 2 - 무딘, 3 - 란셋, 4 - 오지, 5 - 4 - 중앙, 6 - 커튼(인플렉싱), 7 - 뾰족한 편자
주 기사: 포인티드 아치

뾰족한 아치는 두 개("2-중심 아치")[49] 또는 그 이상의 원 세그먼트로 구성됩니다. 이슬람 건축에서 유래하여 11세기 후반에 유럽에 도착하였으며(클루니 수도원),[50] 이후 고딕 건축에서 두각을 나타냈습니다.[51] 반원형에 비해 뾰족한 아치의 장점은 상승에[52] 대한 스판의 유연한 비율과 기저부의 낮은 수평 반응입니다. 이 혁신을 통해 고딕 건축의 전형인 더 높고 더 가까운 간격의 개구부가 가능해졌습니다.[53][54] 등변형 아치는 뾰족한 아치의 가장 일반적인 형태이며, 두 개의 원의 중심이 반대쪽 세그먼트의 스프링 포인트와 일치합니다. 꼭지점과 함께 정삼각형을 형성하므로 이름이 붙여집니다.[55] 원의 중심이 더 멀리 떨어져 있다면, 아치는 초기 고딕 건축 (생드니스 수도원)에서 프랑스에 나타났고 12세기 말과 13세기 초에 영국에서 두드러졌던 (솔즈베리 대성당) 더 좁고 날카로운 란셋 아치가 됩니다.[56] 중심이 다른 중심에 더 가깝다면 결과적으로 더 넓은 무딘 아치가 됩니다.

cusped arch(멀티포일 arch, 폴리포일 arch, 폴리블로딩 arch, 가리비 arch라고도 함)의 내부에는 여러 개의 독립적인 원 세그먼트가 가리비 배열로 포함됩니다. 이러한 주로 장식적인 아치는 이슬람 건축과 북유럽 후기 고딕에서 흔히 볼 수 있으며, 로마네스크 건축에서 찾아볼 수 있습니다.[57] 유사한 트레포일 아치는 3개의 세그먼트만 포함하고 때로는 둥글고 뾰족하지 않은 상단이 있습니다. 이슬람 건축과 로마네스크 건축에서 흔히 볼 수 있는 이 건축물은 나중에 북유럽 후기 고딕 디자인의 장식 모티프에서 인기를 얻었습니다.[58]

오지 아치의 각 호는 최소 2개의 원 세그먼트(최소 4개)로 구성되며 상단 원의 중심은 엑스트라도 외부에 있습니다. 13세기에 성 마르크 대성당의 정면에 유럽식으로 등장한 후, 그 아치는 영국 장식 양식, 프랑스의 화려한 양식, 베네치아 양식, 그리고 다른 후기 고딕 양식의 고정물이 되었습니다.[59] 오지 아치는 역곡선 아치라고도 하며 때로는 역곡선 아치라고도 합니다.[37] 오지 아치의 꼭대기는 때때로 벽 너머로 돌출되어 14세기 영국에서 인기 있는 이른바 고개를 끄덕이는 오지(Southwell Minster의 pulpitum)를 형성합니다.[60]

중심이 4개인 아치의 각 호는 중심이 서로 다른 두 개의 원 세그먼트로 구성됩니다. 일반적으로 스프링 포인트에 더 가까운 곳에서 사용되는 반지름은 더 작고 더 뚜렷한 곡률을 갖습니다. 이슬람 건축(페르시아 양식의 아치)에서 흔히 볼 수 있으며, 상부는 거의 직선으로 평평하게 되어 있으며(투도르 양식의 아치[61]), 영국의 수직 고딕에서 볼 수 있습니다.[62]용골 아치(Keel Arch)는 4개의 중앙 아치로 된 변형으로 거의 직선에 가까운 해치가 있으며, 이는 전복된 배의 단면도와 유사합니다. 이슬람 건축에서 인기가 많은 이 건축물은 유럽에서도 발견될 수 있으며, 때때로 꼭대기에 작은 오지 요소가 있기 [63]때문에 때로는 오지 아치의 변형으로 간주됩니다.[64]

커튼 아치(비단축 아치라고도 하며, 용골 아치와 마찬가지로 일반적으로[25] 장식적)는 정점에서 연결되는 두 개(또는 그 이상)의 처진 곡선을 사용합니다. 아르놀트 폰 베스트팔렌[de]과 관련된 후기 고딕 양식과 르네상스 시대 초기 건물(15세기 후반에서 16세기 초)에서 주로 작센 지역의 창문과 문을 위한 드레싱으로 사용되었습니다.[65]

포물선

원형 조각을 사용한 아치의 인기는 구조적 특성이 [66]아닌 배치와 구성의 단순성 때문입니다. 그 결과, 건축가들은 역사적으로 타원 곡선, 쌍곡 코사인 곡선(카테리너리 포함), 포물선 곡선 등 다양한 곡선을 설계에 사용했습니다. 이러한 곡선을 선택하는 데는 두 가지 이유가 있습니다.[67]

  1. 건설 전에 일반 공구로 비교적 쉽게 추적할 수 있습니다.
  2. 상황에 따라 우수한 구조적 특성 및/또는 외관을 가질 수 있습니다.

쌍곡 곡선은 추적이 쉽지 않지만, 그 사용 사례가 알려져 있습니다.[67] 비원형 곡선들은 비슷하게 생겼고, 얕은 프로파일들과 일치하기 때문에, (갈릴레오에 따르면), 현수선은 종종[68] 포물선으로 잘못 분류됩니다. ("걸어 있는" 체인은 포물선에 거의 완벽하게 들어맞습니다.")[69] González et al. 는 연구자들이 아치의 분류에 동의하지 않거나 포물선 아치의 중요성을 주장하지 않는 Palau Güell의 예를 제공하는 반면, 측정 결과 Gaudi가 디자인한 23개의 아치 중 단 2개만이 실제로 포물선이라는 것을 보여줍니다.[70]

특히 포물선 모양의 곡선 세 가지는 아치 디자인에 중요합니다. 포물선 그 자체, 성당, 그리고 가중치 성당. 아치는 자연스럽게 이러한 곡선의 반전(상향) 버전을 사용합니다.

포물선은 아치 자체의 무게가 무시할 수 있을 정도인 반면 하중이 스판을 따라 균등하게 분포될 때 이상적인 (전체 압축) 형상을 나타냅니다. 균일한 두께를 가진 아치가 외부 하중 없이 자체 무게만 운반하는 경우에 가장 적합한 해결책은 현수선입니다. 교량의 실용적인 설계는 그 중간에 있으므로 특정한 불균일한 하중 분포를 위해 현수선과 퍼니큘러 곡선을 모두 결합한 절충안을 나타내는 곡선을 사용합니다.[75] 실용적인 자유롭게 서 있는 아치는 더 강해서 하단이 더 무겁기 때문에 가중된 현수선 곡선이 사용됩니다. 동일한 곡선은 다리가 아치로 구성된 도로 위에 흙이 가득 찬 도로로 구성된 경우에도 적합합니다. 중앙에서 멀어질수록 사하중이 증가하기 때문입니다.[76]

다른.

일반 아치와 달리 평평한 아치(잭 아치, 린텔 아치, 직선 아치, 판[77] 띠라고도 함)는 곡선이 아닙니다. 대신 아치는 프로파일이 평평하여 인텔과 동일한 환경에서 사용할 수 있습니다. 그러나 보풀은 굽힘 응력을 받는 반면, 평면 아치는 불규칙한 보풀 모양으로 구성된 진정한 아치입니다(키스톤은 대칭 쐐기 모양 중 유일한 것).[78] 그리고 곡선 아치와 같은 방식으로 석조물의 압축 강도를 효율적으로 사용하기 때문에 상당한 측면 추력을 흡수하기 위해 양쪽에 대량의 석조물이 필요합니다. 그리스 린텔, 이슬람 건축, 유럽 중세 및 르네상스 건축을 모방하기 위해 로마 건축에 사용됩니다. 평면 아치는 여전히 주로 창문 개구부 상단에 장식 패턴으로 사용되고 있습니다.[78]

잘못된 아치

스판 중간에 두 개의 코벨이 만나는 코벨(corbel, corbelled) 아치는 하중을 운반할 수 있다는 의미에서 진정한 아치이지만 구성요소가 굽힘 응력을 받기 때문에 구조적 의미에서는 거짓입니다. 전형적인 프로파일은 곡선이 아니라 삼각형 모양입니다. 반원형 아치 이전에 발명된 코르벨 아치는 기원전 3~2천년에 이미 이집트와 미케네 건축에 사용되었습니다.[79]

코벨 아치처럼 삼각형 아치는 구조적인 의미에서 진정한 아치가 아닙니다. 두 개의 슬래브가 서로 기대어 형성됩니다.[8] 벽돌 건축업자들은 삼각형이면 어떤 아치라도 직선으로 기울어진 면이 있다고 부릅니다.[80] 이 디자인은 11세기 후반까지 앵글로색슨 영국에서 일반적이었습니다(세인트 메리 고슬라니).[8] 마야의 코벨 아치는 그 모양 때문에 때때로 삼각형이라고 불립니다.[81]

  • Flat arch in the kitchen of Pitti Palace
    피티궁의 부엌에 있는 평평한 아치
  • Mayan corbelled arch
    마야의 코벨 아치
  • Triangular arch
    삼각형 아치
  • A triangular arch using masonry
    석축을 이용한 삼각형 아치

변주곡

여러 아치 모양에 적용할 수 있는 수정은 거의 없습니다.

한 임포스트가 다른 임포스트보다 훨씬 높을 경우, 아치(종종 뾰족한 것)는 램프 아치[fr], 래킹 아치 [82]또는 만연한 아치(프랑스어: arc wandalous)로 알려져 있습니다.[83]

아치의 중앙 부분은 짧은 수직 지지대 위에서 올릴 수 있어 트리포일과 같은 숄더 아치를 만들 수 있습니다. 융기된 중앙 부분은 평평한 아치부터 오거까지 다양할 수 있습니다. 숄더 아치는 중세에서 후기 고딕 건축에 이르기까지 유럽에서 오프닝을 장식하는 데 사용되었으며, 14세기부터 이란 건축에서 일반화되었으며, 나중에 오스만 튀르키예에서 채택되었습니다.

정지된 아치(또한[85] 위에 장착됨)에서 스프링 라인은 임포스트("stilt") 위에 위치합니다. 8세기까지 이슬람 건축가들에게 알려진 이 기술은 로마네스크와 고딕 건축에서 다양한 차원의 아치의 정점을 수직으로 정렬하는 데 사용되었습니다.[86] 스틸링은 상승의 비율이 고정된 반원형 아치에 유용했습니다. 스판의 1⁄2이지만 뾰족한 아치에도 적용되었습니다.

상승폭이 스판의 1 ⁄2 미만인 넓은 아치(따라서 적어도 한 부분의 기하학적 원이 스프링 라인 아래에 있음)를 서베이티드 아치(때로는 움푹 들어간 아치)라고 합니다. 드롭 아치는 바스켓 핸들 아치[89] 또는 무딘 아치입니다.[90]

힌지아치

주 기사: 힌지아치교
스위스 베른 근처의 로스그라벤 다리(루에기스베르크), 이 세 개의 힌지로 이루어진 아치의 중간 경첩을 보여줍니다.

실용적인 아치 다리는 고정 아치, 2힌지 아치 또는 3힌지 아치로 지어집니다.[91] 고정 아치는 짧은 간격을 가진 철근 콘크리트 교량과 터널에서 가장 많이 사용됩니다. 이러한 종류의 아치는 열팽창과 수축으로 인한 추가적인 내부 응력을 받기 때문에 정적으로 불확실합니다(내부 상태는 외부 힘만으로는 판단할 수 없습니다).[41]

두 개의 힌지 아치는 긴 경간을 다리로 연결하는 데 가장 자주 사용됩니다.[41] 이런 종류의 아치는 바닥에 연결이 고정되어 있습니다. 고정된 아치와 달리 고정된 베이스는 회전이 [92]가능하므로 구조물이 자유롭게 움직일 수 있고 실외 온도 변화가 유발하는 열 팽창과 수축을 보상합니다. 그러나 이로 인해 추가적인 응력이 발생할 수 있으며, 따라서 두 힌지 아치는 고정 아치만큼은 아니지만 정적으로 불확실합니다.[41]

세 개의 힌지 아치는 두 개의 힌지 아치처럼 밑 부분에 힌지로 연결되어 있을 뿐만 아니라 꼭대기에도 있습니다. 추가적인 정점 연결을 통해 3-힌지 아치가 서로 반대 방향으로 움직이며 팽창과 수축을 보상할 수 있습니다. 따라서 이러한 종류의 아치는 열 변화로 인한 추가 응력을 받지 않습니다. 따라서 다른 두 종류의 아치와 달리 세 개의 힌지 아치는 정적으로 결정됩니다.[91] 대형 건물의 지붕과 같이 중앙 길이의 경간에 가장 많이 사용됩니다. 3힌지 아치의 또 다른 장점은 고정 아치의 경우보다 고정 베이스의 반응이 더 예측 가능하여 중간 길이의 길이에 얕은 베어링형 기초를 사용할 수 있다는 것입니다. 3힌지 아치에서 "아치의 열팽창과 수축은 최고 핀 접합부에서 수직 이동을 일으키지만 기초부에는 눈에 띄는 영향을 미치지 않습니다." 이는 기초 설계를 더욱 단순화합니다.[41]

역사

이 아치는 로마 시대에 인기를 끌었고 대부분 유럽의 영향력과 함께 퍼져 나갔지만, 훨씬 이전에 알려졌고 때때로 사용되기도 했습니다. 바이킹과 힌두를 포함한 많은 고대 건축물들은 아치의 사용을 피했습니다.[3]

청동기 시대: 고대 근동

코벨 아치와 달리 진정한 아치는 레반트를 포함한 고대 근동의 많은 문명에 의해 알려졌지만, 그 사용은 드물었고 대부분 측면 추진력의 문제가 크게 감소하는 배수구와 같은 지하 구조물에 국한되었습니다.[93] 후자의 예로는 기원전 3800년 이전에 [94]지어졌으며 H. V. Hilprecht (1859–1925)에 의해 기원전 4000년 이전까지 지어진 니푸르 아치가 있습니다.[95] 드문 예외는 이라크의[96] 텔 타야에서 기원전 2000년까지 지어진 아치형 흙벽돌 집 출입구와 가나안 사람들의 도시 문, 두 개의 청동기 시대의 아치형 흙벽돌 집 출입구, 하나는 아쉬켈론(기원전 1850년)에서,[97] 하나는 텔 단(기원전 1750년)에서 각각 발견되었습니다.[98][99] Haft Teppe의 기원전 1500년의 Elamite 무덤에는 이란에서 아치의 초기 증거 중 하나로 간주되는 포물선 모양의 금고가 있습니다.

이집트에서 진정한 아치를 사용한 것은 기원전 4천년(덴데라 묘지의 지하 배럴 금고) 때부터 시작되었습니다. 서 있는 아치들은 적어도 제3왕조 때부터 알려져 있었지만, 그 예는 거의 남아있지 않았습니다. 왜냐하면 아치들은 대부분 비내구적인 세속적인 건물에 사용되었고 쐐기 모양이 아니라 단순히 모르타르에 의해 제자리에 고정되어 붕괴에 취약했기 때문입니다(가장 오래된 아치는 여전히 라메세움에 있습니다). 신성한 건물들은 인텔 디자인이나 코벨 아치를 보여주었습니다. 이집트인들이 아치를 영적인 형태로 생각하고 돌을 깎아 만든 무덤과 이동식 사당에 사용했음에도 불구하고, 그 아치들은 로마 정복 이후에도 이집트 사원에서 대부분 사라졌습니다.[100] 오귀스트 마리에테는 "만약 그들이 그 금고를 더 좋아했다면, 오늘날 이집트인들의 무덤과 사원들은 무엇으로 남아있을까?"[25]라는 상대적인 연약함에 근거한 선택이라고 생각했습니다.

미케네 건축은 삼각형 모양의 개구부가 있는 벌집 무덤에 있는 코벨 아치만을 사용했습니다.[100] 미케네 사람들은 아마도 세계에서 가장 오래된 석조[citation needed] 아치형 다리인 아르카디코 다리를 그리스에 건설했을 것입니다.

포물선 모양의 아치를 모방한 것에서 알 수 있듯이, 히타이트인들은 이집트의 디자인에 노출되었을 가능성이 높지만, 그것들을 짓기 위해 코르벨화된 기술을 사용했습니다.[100]

고전 페르시아와 그리스

이집트의 영향을 받은 것으로 보이는 아시리아인들은 8세기 초에 (약간 뾰족한 형태의) 진짜 아치를 채택했습니다.[100] 고대 페르시아에서, 아케메네스 제국 (기원전 550년–기원전 330년)은 후에 파르티아 제국 (기원전 247년–기원전 247년) 동안 거대하고 기념비적인 건축물이 된, iwan이라고 알려진 작은 통발 금고 (본질적으로 하나의 아치로 지어진 일련의 아치)를 지었습니다.AD 224).[101][102][103] 이 건축적 전통은 서기 6세기에 크테시폰에 탁 카스라(Taq Kasra)를 건설한 사산 제국(224–651)에 의해 계속되었습니다.[104]

Voussoir 아치의 초기 유럽 예는 기원전 4세기 그리스 로도스 도보다리에서 나타납니다.[105][106] 디디마에 있는 아폴로 신전과 올림피아에 있는 경기장의 계단 아래에서도 원시적인 아치들을 발견할 수 있습니다.[27]

  • Arch at the excavation in Dur-Sharrukin (Assyrian architecture, end of 8th century BC, photo taken in 1853)
    뒤르샤루킨 발굴 당시의 아치 (아시리아 건축, 기원전 8세기 말, 1853년 사진)
  • Vault underneath the temple of Apollo in Didyma (4th century BC)
    디디마의 아폴로 신전 아래에 있는 금고 (기원전 4세기)
  • Arch at the stadium of Olympia (4th century BC)
    올림피아 경기장의 아치 (기원전 4세기)

고대 로마

고대 로마인들은 에트루리아인들로부터 반원형 아치를 배웠고 (두[27] 문화 모두 기원전 4세기에 그 디자인을 채택한 것으로 보인다), 그것을 다듬었고 유럽에서 지상 건물의 잠재력을 최대한 활용한 최초의 건축가였습니다.

로마인들은 아치, 아치 그리고 돔의 장점을 완전히 이해한 유럽의 최초의 건축가들, 아마도 세계 최초의 건축가들이었습니다.[107]

시리아에서 스코틀랜드에 이르기까지 로마 제국 전역에서 엔지니어들은 아치형 구조물을 세웠습니다. 아치의 첫 번째 사용은 배수구와 도시 문과 같은 시민 구조물을 위한 것이었습니다. 나중에 아치는 주요 시민 건물 다리와 수로에 사용되었으며, 콜로세움, 퐁 뒤 가르드, 세고비아의 수로에서 제공한 뛰어난 서기 1세기 예들이 있습니다.[27] 개선문의 도입은 로마 공화국으로 거슬러 올라가지만, 가장 좋은 예는 제국 시대의 아우구스투스의 수사, 티투스의 아치입니다.[27]

로마인들은 처음에 종교 건물에서 아치를 사용하는 것을 피했고, 로마에서 아치형 사원은 서기 313년에 기독교가 인정되기 전까지 매우 드물었습니다. (판테온과 미네르바 메디카 신전에서 제공한 것을 제외하고).[verification needed] 수도에서 떨어진 곳에는 아치형 사원들이 더 흔했습니다(에페소스의 하드리아누스 신전, 세베란 신전, 세베란 신전, 세베란 신전, 세베란 신전, 즉 에페소스의 하드리아누스 신전).[27] 기독교의 도래는 노출된 벽돌담(로마의 산타 사비나, 클라세의 산타폴리나레)과 함께 아치를 디자인의 주요 요소 중 하나로 하여 이교도의 전통과 완전히 단절된 새로운 형태의 사원인 기독교 바실리카의 탄생을 촉구했습니다. 5세기 후반부터 20세기까지 오랜 기간 동안, 오락실은 서양 기독교 건축의 표준 주요소였습니다.[27]

금고는 홀이나 사원과 같은 넓은 내부 공간을 지붕으로 만드는 데 사용되기 시작했는데, 이 기능은 기원전 1세기 이후 돔 구조물에서도 사용되었습니다.

분절 아치는 알코네타르 다리나 폰테 산 로렌조처럼 [108][109]다리의 아치가 반원일 필요가 없다는 것을 깨달은 로마인들에 의해 처음[verification needed] 지어졌습니다. Ostia Antica와 Pompe에서 볼 수 있는 실용주의적이고 대규모 주거용(인슐래) 건물은 대부분 벽돌로 만든 낮은 분절 아치와 나무로 만든 아치를 사용한 반면, 콘크리트로 만든 린텔 아치는 빌라와 궁전에서 볼 수 있습니다.[45]

  • The Jupiter gate at Falerii Novi (c. 300 BC)
    팔레리 노비의 목성 문 (기원전 300년)c.
  • Arches of the aqueduct at Segovia
    세고비아의 수로 아치
  • Arches of the Colosseum
    콜로세움의 아치
  • Arch of Augustus, Susa, Piedmont (c. 8 BC)
    피에몬테 수사 아우구스투스의 아치 c.(기원전 8년)
  • Arches at the "temple of Minerva Medica" in Rome
    로마 미네르바 메디카 신전의 건축물
  • Temple of Hadrian at Ephesus combines a semicircular arch with the lintels (117 AD)
    에페소스의 하드리아누스 신전은 반원형 아치와 린텔을 결합했습니다 (서기 117년)
  • Temple of Jupiter at Sbeitla (c. 150 AD)
    시베틀라에 있는 목성의 신전 c.(서기 150년)
  • Arches in the narthex of Santa Sabina, Rome (c. 425 AD)
    로마 산타 사비나의 나르텍스에 있는 아치들 (AD 425)c.
  • Arches and dome in Sant'Apollinare in Classe (534-536 AD)
    산타폴린에 있는 아치와 돔은 클라쎄에 있습니다 (534-536 AD)
  • Segmental arches in an Ostian insula
    오스티안 반도의 분절형 아치에 관한 연구

고대 중국

중국(그리고 일본)의 고대 건축은 대부분 목재 틀의 건축과 쓰레기 처리 시스템을 사용했습니다.[6] 아치는 거의 사용되지 않았지만 문헌에서 알려진 아치 다리가 거의 없고 석각 부조에 예술적인 묘사가 하나 있습니다.[110][111][112] 한나라 (기원전 202년–기원후 220년)의 건축물 중 유일하게 남아있는 것은 흙으로 된 방어벽과 탑, 더 이상 존재하지 않는 목조 건물의 도자기 기와,[113][114][115] 돌문탑,[116][117] 지하 벽돌 무덤, 알려진 금고, 돔, 아치형 도로는 지구의 지지를 받아 지어졌고 자유롭게 세워지지 않았습니다.[118][119]

중국에서 현존하는 가장 오래된 돌 아치 다리는 안지 다리입니다. 아직도 사용되고 있는 이 건물은 수나라 때인 595년에서 605년 사이에 지어졌습니다.[120][121]

이슬람의

이슬람 건축가들은 로마식 아치를 채택했지만, 빠르게 그들의 지략을 보여주었습니다: 8세기까지 단순한 반원형 아치는 더 멋진 모양으로 거의 완전히 대체되었습니다. (cf. 다마스쿠스 대모스크, 서기 706-715) 그럼에도 불구하고 우마이야 건축에서 전자의 좋은 예는 거의 없습니다. 첫 번째 뾰족한 아치는 이미 서기 7세기 말에 나타납니다. (알 아크사 모스크, 우카이디르 궁전, 람의[122] 흰 모스크의 수조). 그들의 변화는 빠르고 광범위하게 퍼졌습니다. 카이로의 이븐 툴룬 모스크 (876년-879년), 카르 게르트의 니자미야 마드라사 (현재의 이란, 11세기), 디아니 해변의 콩고 모스크 (케냐, 16세기).[123]

이슬람 건축물은 이슬람 건축물의 특징이 된 둥근 편자 아치, 용골 아치, 둥근 창살 아치, 그리고 혼합선 아치(곡면에 갑자기 휘어진 부분이 산재해 있는 곳) 등 많은 아치 형태를 생생하게 보여주었습니다. 이슬람식 아치의 카탈로그라고 할 수 있는 코르도바 대모스크에는 거의 직선인 측면, 트레포일, 인터레이스, 조그맣게 표시된 아치도 포함되어 있습니다. 이븐 툴룬의 모스크는 뾰족한 아치의 4중심과 스틸 버전을 추가합니다.[123]

고딕 양식의 필수 요소인 뾰족한 아치가 유럽(몬테 카시노, 1066년–1071년, 5년 후 클루니 수도원)과 베네치아(1250년)c.의 오지 아치가 시칠리아를 통해 나타난 [123]것은 이슬람의 영향일 가능성이 높습니다.[124] Saud는[125] 또한 이슬람 건축가들이 가로축 아치의 확산에 공을 돌렸습니다.

  • Semicircular arches at the Umayyad mosque
    우마이야 모스크의 반원형 아치
  • Pointed arches in the cisterns of the WHite Mosque in Ramla
    람라에 있는 백인 모스크의 수조에 있는 뾰족한 아치들
  • Trefoil arches at the Cordoba Mosque
    코르도바 모스크의 트레포일 아치
  • Interlaced arches at the Cordoba Mosque
    코르도바 모스크의 인터레이스 아치
  • Horsesghoe arches at the Cordoba Mosque
    코르도바 모스크의 말굽 아치
  • Ogee arch at the Cordoba Mosque
    코르도바 모스크의 오지 아치
  • Cusped arhes at the Cordoba Mosque
    코르도바 모스크의 쿠스페달

서유럽

서로마 제국의 붕괴는 교회를 주요 건축의 유일한 고객으로 남겼으며, 로마네스크 이전의 모든 건축 양식은 반원형 아치와 함께 로마 건축에서 차용되었습니다. 건축 품질의 저하로 인해 벽은 더 두껍고 아치는 로마 원형보다 더 무거웠습니다. 결국 건축가들은 아치의 깊이를 장식에 사용하기 시작했고, 깊은 개구부를 아치 순서로 바꾸었습니다. (또는 보강된 아치, 점진적으로 작은 동심 아치의 연속, 각각 리베이트가 삽입됩니다.)[126]

로마네스크 양식은 11세기 후반에 뾰족한 아치(Cluny Abbey)로 실험을 시작했습니다. 몇 십 년 만에 이 관행은 확산되었습니다 (Durham Cathedral, Saint-Denis 대성당). 초기 고딕 양식은 서로 다른 길이를 가지지만 같은 높이를 가진 아치들을 한데 묶어 뾰족한 아치의 유연성을 활용했습니다.[126]

미디어에 사용된 아치는 유럽을 로마와 이슬람 건축에서 차용한 것이지만, 리브 볼트를 형성하기 위한 뾰족한 아치의 사용은 참신했고 고딕 건축의 결정적인 특징이 되었습니다. AD 1400년경 뾰족한 아치가 별로 주목을 받지 못했던 이탈리아의 도시 국가들은 둥근 아치인 르네상스로 로마 양식의 부활을 시작했습니다. 16세기까지 새로운 양식은 유럽 전역에 퍼졌고 제국의 영향을 통해 전 세계로 퍼졌습니다. 아치는 강철과 콘크리트와 같은 새로운 건설 재료가 등장하기 전까지 지배적인 건축 형태가 되었습니다.[126]

인디아

인도의 아치의 역사는 매우 깁니다. (일부 아치는 기원전 2천년, 코삼비의 발굴에서 발견된 것으로 보입니다. 그러나, 그 연속적인 역사는 기원전 3세기의 로마 리시 동굴에 있는 돌로 깎은 아치들로부터 시작됩니다.[123] 라키가르히에서는 초기 하라판 매장실의 아치형 지붕이 발견되었습니다.[127] S.R Rao는 로탈에서 온 집에 있는 작은 방의 지붕이 아치형으로 만들어졌다고 보고했습니다.[128] 배럴 금고는 또한 금속 작업로의 지붕을 형성한 기원전 1900년-1300년 후기 하라판 묘지 H 문화에도 사용되었으며, 1940년 하라파에서 발굴 중에 바츠에 의해 발견되었습니다.[129][130][131]

서기 12세기에 이슬람교가 인도를 정복할 때까지 아치의 사용은 산발적이었고, 바위를 깎은 사원(기원전 1세기의 카를라 동굴)에 있는 오지 아치와 배럴 아치, 장식적인 뾰족한 가박샤 아치가 있었습니다. 서기 5세기까지 부수르 금고는 벽돌 건축에 구조적으로 사용되었습니다. 현존하는 예로는 비타르가온(5세기) 사원과 마하보디 사원(7세기)이 있으며, 후자는 뾰족한 아치와 반원형 아치를 모두 가지고 있습니다.[123][132] 이 굽타 시대의 아치 볼트 시스템은 이후 11세기와 12세기에 피우와 바간의 버마 불교 사원에서 광범위하게 사용되었습니다.[133]

이슬람교와 다른 서아시아의 영향력이 도래하면서, 기둥과 인텔 건축이 여전히 선호되었지만, 아치는 인도 건축에서 두드러졌습니다. 다양한 뾰족한 아치들과 사랑스러운 아치들이 인도-이슬람 건축에 특징적이었는데, 작은 둥근 아치들로 장식된 불란드 다르와자의 기념비적인 예와 함께 있습니다.[123]

  • The insides of the Lomas Rishi cave
    로마스 리시 동굴 내부
  • Arches at Karle (Great Chaitya, 1st century AD)
    카를의 아치 (1세기 차이티야 대)
  • Decorative ogee arches (gavaksha) in Ajanta Caves
    아잔타 동굴의 장식적인 오지아치(gavaksha)
  • Pointed vault at the Mahabodhi temple
    마하보디 사원의 뾰족한 금고
  • Arches at Buland Darwaza (16th century AD)
    불랑 다르와자의 아치 (서기 16세기)

콜럼버스 이전의 아메리카

마야 건축은 코벨 아치를 활용했습니다. 일부 연구자들은 마야와 아즈텍 건축가들 모두 진정한 아치의 개념을 이해한다고 제안했지만,[134] 다른 메소아메리카 문화권은 아치가 전혀 없는 평평한 지붕만을 사용했습니다.[135][136]

시공

스페인 카탈루냐의 Morra d'Ebre 다리 위의 일련의 포물선 아치들 (2005)

아치는 순수한 압축 형태이기 때문에 석재 및 비강화 콘크리트를 포함한 많은 건축 자재가 압축에 저항할 수 있지만 인장 응력이 가해지면 약하기 때문에 유용합니다(참조: AL-Karparo[8:04][137]와 유사).

아치는 구성원 모두의 무게로 제자리에 고정되어 있어 시공에 문제가 있습니다. 한 가지 답은 아치의 아래쪽의 형태를 정확히 따르는 (역사적으로, 나무로 된) 틀을 짓는 것입니다. 이를 중심 또는 중심이라고 합니다. 아치가 완성되고 자급자족할 때까지 관목을 깔아줍니다. 머리 높이보다 높은 아치의 경우 비계가 필요하므로 아치 지지대와 결합할 수 있습니다. 설계나 시공에 결함이 있는 경우 프레임을 제거할 때 아치가 떨어질 수 있습니다. 1940년대 스코틀랜드 달말리의 A85 다리에서 첫 시도는 이런 운명을 겪었습니다.[citation needed]

오래된 아치는 키스톤의 부식으로 인해 보강이 필요한 경우가 있으며, 이는 대머리 아치라고 합니다.

철근콘크리트 시공에서 아치의 원리는 콘크리트가 압축응력에 저항하는 강도에 유리하도록 사용됩니다. 인장 또는 비틀림 응력과 같은 다른 형태의 응력이 발생하는 경우, 조심스럽게 배치된 보강봉 또는 섬유에 의해 저항해야 합니다.[138]

문화참고문헌

아치의 꾸준한 수평 방향으로 인접한 곳들을 밀어붙이는 것은 힌두교에서[139] 아랍인에 이르기까지 많은 출처에 기인한 "아치는 절대 잠들지 않는다"는 말을 낳았습니다.[25] 이 격언은 아치가 스스로 "죽음의 씨앗"을 지니고 있으며, 이를 포함하는 구조물은 로마 유적을 관찰할 때 만들 수 있는 문장이라고 강조합니다.[25] 치체스터 대성당의 탑 붕괴로부터 영감을 받은 J. 미드 포크너의 네불리 코트의 줄거리는 교회 건물의 느린 붕괴를 다루면서 그 아이디어를 연기합니다.[139] Saud는[140][141] 아치에서 수평 및 수직 힘의 사슬과 같은 자기 균형과 "보편적 적응성"으로 속담을 설명합니다.

참고 항목

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