El sistema de marcos de la arquitectura gótica es un conjunto de técnicas constructivas de edificación que aparecieron en el gótico , que permitieron cambiar la distribución de cargas en el edificio y aligerar significativamente sus paredes y techos. Gracias a este invento, los arquitectos de la Edad Media pudieron aumentar significativamente el área y la altura de las estructuras que se estaban construyendo.
Los principales elementos estructurales son los contrafuertes , los arbotantes y las nervaduras .
Cualquier edificio independiente experimenta dos tipos de cargas: de su propio peso (incluidos los techos) y del clima (viento, lluvia, nieve). Luego los transmite por las paredes, hasta los cimientos, y luego los neutraliza en el suelo. Por eso los edificios de piedra se construyen con mayor solidez que los de madera, ya que la piedra, al ser más pesada que la madera, tiene mayor riesgo de derrumbarse en caso de error de cálculo.
La característica principal y más llamativa de las catedrales góticas es su estructura calada, que contrasta fuertemente con las estructuras masivas de la arquitectura románica anterior .
Las basílicas románicas eran convenientes para la celebración de un oficio, ya que la atención de los que entraban, su paso por la nave, se dirigía naturalmente al altar. Las naves estaban cubiertas con un techo a dos aguas o pesadas bóvedas de piedra, y las paredes soportaban la carga de tal superposición: tenían que hacerse macizas, con pequeñas ventanas. No fue posible aumentar el espacio, expandir tal edificio. En un caso, los constructores estaban limitados por la longitud de los troncos del piso de madera dura; en el otro, una extensión lateral de bóvedas de piedra, "desmoronando" las paredes. Los arquitectos bizantinos, utilizando la cúpula romana, en el marco del esquema de cúpula en cruz desarrollado por ellos, "extinguieron" el empuje lateral de los cuatro pilares de las esquinas del espacio bajo la cúpula con un sistema conectado de velas y cúpulas pequeñas. Encontramos una solución perfecta a este problema en la iglesia de Santa Sofía en Constantinopla. En una basílica alargada, debido a la asimetría de la planta, es más difícil resolver un problema similar. En un esfuerzo por aumentar el espacio interior del templo, los constructores comenzaron a utilizar bóvedas de crucería obtenidas cruzando dos medios cilindros en ángulo recto. Este diseño es más perfecto, transfiere el peso del techo de todo el plano de la pared a los soportes de las esquinas. Pero el peso de las bóvedas de piedra es demasiado grande: en algunos casos, su espesor alcanzaba los dos metros. Esto creó un fuerte empuje lateral. Es imposible bloquear un gran espacio de esta manera.
El problema de las bóvedas de crucería era la ligadura de dos medios cilindros entre sí. Para un aderezo suficientemente fuerte, las bóvedas debían tener un espesor considerable. En busca de una manera de aligerar la bóveda, los constructores comenzaron a sostener las líneas de intersección de las bóvedas de crucería con arcos de resorte para hacer más delgado el relleno. Estas costillas se llaman costillas . Las nervaduras unían los soportes de los vanos cuadrados de la nave.
El aligeramiento de los muros, la transferencia de la severidad de las bóvedas a los soportes internos dieron lugar al surgimiento de un estilo romano-gótico de transición. Pero con el nuevo diseño llegaron nuevos desafíos. El marco de la bóveda de crucería constaba de dos arcos que se cruzan en diagonal y cuatro arcos laterales - "mejillas". Con la forma semicircular tradicional, los arcos laterales resultaron ser mucho más bajos que los diagonales, por lo que fue necesario diseñar un encofrado complejo de piedra. Era más fácil coordinar la altura de los arcos entre sí, dándoles una forma de lanceta puntiaguda en lugar de semicircular. Al mismo tiempo, los constructores descubrieron que cuanto más alto y apuntado es el arco, menos empuje lateral crea en las paredes y soportes.
Altos arcos ojivales , bóvedas de crucería y un sistema de entramados permitieron cubrir grandes espacios, aumentar la altura de las catedrales y reunir a mucha gente bajo sus arcos. El empuje lateral creciente con el aumento de la altura del edificio podría ser compensado por un sistema de pilares- contrafuertes de apoyo externos , conectados con las axilas de las bóvedas con arcos inclinados, llamados arbotantes .
Los contrafuertes en forma de muros exteriores engrosados o pilares de "retención" escalonados se pueden ver en edificios bizantinos y románicos. Pero en la composición de las catedrales góticas, los contrafuertes se alejan del muro, se alinean en hileras, incluso en el techo de las naves laterales inferiores, y se les arrojan los arbotantes, debido a la diferencia de altura de la central. y pasillos laterales, crean una estructura calada original, pero inusualmente fuerte, que recuerda a un bosque fantástico. Para mayor confiabilidad, los pilares de los contrafuertes se cargaron con torretas de piedra: pináculos ; decoraciones aparentemente exquisitas, en realidad presionan los contrafuertes contra el suelo con su peso.
Para el gótico francés, el diseño de la bóveda de marco se convirtió en canónico, y constaba de dos arcos diagonales de medio punto, que se llamaban ozhiva , y cuatro arcos ojivales de "mejilla". El arco ojival en sí no es una característica del estilo: ya se conocía en Mesopotamia, los bizantinos y los árabes utilizaron sus propiedades en los siglos VIII y IX. Del siglo XI se usó en Siria y Armenia. El gótico es un sistema constructivo holístico y flexible. “El progreso que marca la era del gótico”, escribió O. Choisy , “se expresará principalmente en la solución final y consecuente de la doble tarea: los cálculos de las bóvedas de crucería y la consecución de su estabilidad. La arquitectura gótica superará las dificultades de cálculo utilizando bóvedas de crucería, y resolverá el problema de la estabilidad introduciendo arbotantes... La historia de la arquitectura gótica es la historia de las nervaduras y los arbotantes” [1] .
Liberar los muros de la carga permitió que fueran atravesados por enormes ventanales , lo que estimuló el arte de las vidrieras . El interior del templo se volvió alto y brillante. Así, la necesidad técnica condujo a la creación de un nuevo diseño que, a su vez, condujo a la creación de una imagen artística original. El nacimiento del estilo gótico es un vívido ejemplo de la transformación artística de la utilidad, la transformación de una estructura en una composición. Este fenómeno ilustra la principal regularidad del proceso de configuración y formación de estilo en el arte. Las formas de la arquitectura, fuertes en sí mismas, comenzaron a expresar no fuerza y estabilidad, sino la idea de esforzarse hacia arriba, hacia el cielo, un contenido que es opuesto al significado funcional de la estructura del edificio.
| románica | gótico |
|---|---|
| La carga es transferida por los muros a lo largo de toda la longitud de la catedral. | La carga es transferida por los elementos de la estructura del marco, distribuida uniformemente a lo largo del perímetro del edificio. |
| Las columnas no importan | Las columnas, junto con los contrafuertes y los arbotantes, son los principales elementos portantes del edificio. |
| Gruesos muros macizos, de varios metros de espesor, soportan la carga | Los muros delgados erigidos entre columnas son particiones no portantes |
| Pequeños volúmenes de construcción | La catedral puede ser colosal |
| Los techos no son muy altos. | Las bóvedas son muy altas. |
| Las ventanas son pequeñas, ya que atraviesan el muro de carga y no deben reducir su capacidad de carga. | Windows puede ocupar todo el espacio entre las columnas, en lugar de una partición |
| Todas las habitaciones están separadas entre sí por paredes macizas, pilares y columnas. | Los locales se unen visualmente en un todo debido a la delgadez de las columnas de soporte. |
“La bóveda de crucería era mucho más ligera que la romana: se reducía tanto el empuje vertical como el empuje lateral. La bóveda de crucería se apoyaba con sus talones sobre los pilares-estribos, y no sobre los muros; su empuje estaba claramente identificado y estrictamente localizado, y estaba claro para el constructor dónde y cómo debía “reembolsarse” este empuje. Además, la bóveda de crucería tenía cierta flexibilidad. La contracción del suelo, catastrófica para las bóvedas románicas, era relativamente segura para él. Finalmente, la bóveda de crucería también tenía la ventaja de que permitía cubrir espacios de forma irregular" [2] .
Por lo tanto, el diseño se facilita en gran medida debido a la redistribución de cargas. El muro grueso que anteriormente soportaba carga se convirtió en una "cáscara" simple y liviana, cuyo espesor ya no afectaba la capacidad de carga del edificio. De un edificio de paredes gruesas, la catedral se convirtió en una de paredes delgadas, pero, por otro lado, estaba "apoyada" en todo el perímetro por "puntales" confiables y elegantes.
El elemento más importante, cuya invención dio impulso a otros logros de la ingeniería gótica, fue la bóveda de crucería . También se convirtió en la principal unidad estructural en la construcción de catedrales. La característica principal de la bóveda gótica son las nervaduras diagonales perfiladas claramente definidas que conforman el marco de trabajo principal que toma las cargas principales.
La prehistoria de su aparición es la siguiente: al principio, al cruzar dos bóvedas cilíndricas en ángulo recto, surgió una cruz. En él, a diferencia de uno cilíndrico, la carga no va a dos paredes laterales, sino que se distribuye a los soportes de las esquinas. El peso de tales bóvedas, sin embargo, era muy grande. En busca de una manera de aligerar la bóveda, los constructores comenzaron a reforzar los arcos de marco que se formaban en las intersecciones de las bóvedas de crucería. Luego, el relleno entre ellos se hizo cada vez más delgado, hasta que la bóveda quedó completamente enmarcada.
Los arcos de marco similares se llaman costillas ( fr. nervure - vena, costilla, pliegue).
Las bóvedas de crucería eran celdas cuadradas en planta. Conectaron los soportes de los vanos de la nave. Con el tiempo, los llamados. sistema conectado - por cada cuadrado ( travey ) de la amplia nave principal, había dos laterales más pequeños. Este sistema dotó de una gran solidez y un ritmo especial al espacio interior del templo [3] .
El marco de la bóveda de crucería más simple consta de 4 arcos a lo largo del perímetro de los arcos de mejillas cuadradas y 2 que se cruzan en diagonal, revividos . Con un perfil semicircular, los arcos de las mejillas son más bajos que los diagonales, lo que obligó a colocar un relleno entre ellos de forma compleja. Con la introducción del arco de lanceta, se hizo muy fácil coordinar la altura: los arcos de las mejillas comenzaron a ser de lanceta (como si estuvieran doblados en un espacio, la cresta de la bóveda) y las ojivas conservaron una forma semicircular. El encofrado se apoya sobre nervaduras, lo que permite concentrar la presión únicamente en los apoyos de las esquinas. Estos encofrados se dispusieron como pequeñas bóvedas independientes, a base de nervios diagonales.
A medida que se desarrollaba el estilo y la tecnología, los arquitectos comenzaron a introducir más y más detalles adicionales. Entonces, a veces instalaron costillas adicionales que iban desde el punto de intersección del avivamiento hasta la flecha de los arcos de las mejillas, los llamados. lierny _ Luego colocaron nervaduras intermedias que soportan los ligueros en los terceletes medios . Además, a veces unían las nervaduras principales con nervaduras transversales, los llamados contracarriles .
Así, el número de costillas aumentó de seis arcos a 10, 12, etc.
En el período inicial del desarrollo de la arquitectura gótica, el espacio (cuadrado o rectangular en planta), cubierto por una bóveda de crucería, es (como en la arquitectura románica) una unidad espacial independiente. El gótico tardío se niega a interpretar el espacio como un compuesto y poco a poco llega a entenderlo como un todo. Esto se logró complicando la bóveda de crucería introduciendo nervaduras adicionales, que dividieron la bóveda en partes más pequeñas [4] .
En las catedrales góticas, se pueden encontrar muchas variaciones de entrelazado de costillas, muchas de las cuales no tienen nombre. Varios tipos principales:
| Título [5] | Ilustración | Definición |
|---|---|---|
| Bóveda de crucería (bóveda de crucería cuatripartita) |
La versión más sencilla de la bóveda de crucería, que tiene 6 arcos y 4 campos de desbaste | |
| Bóveda de seis cuerpos (bóveda de crucería sexpartita) |
Una versión complicada de la bóveda de crucería, debido a la introducción de una nervadura adicional, dividiendo la bóveda en 6 desnudos | |
| Bóveda estelar (bóveda lierne, bóveda estelar) |
La siguiente etapa de complicación, gracias a la introducción de lierns, cuyo número puede aumentar. La ubicación de las costillas toma la forma de una estrella. | |
| Bóveda de abanico (bóveda de abanico) |
Está creado por nervaduras que emanan de una esquina, que tienen la misma curvatura, forman ángulos iguales y forman una superficie en forma de embudo que se asemeja a un abanico. Típico de Inglaterra ("gótico extendido"). | |
| Bóveda neta (netvault) |
Las costillas crean una cuadrícula de costillas con celdas que tienen aproximadamente el mismo tamaño. |