Ale statycy nie poprzestają na tym. Mówią, że przecież sklepienie, zbudowane z kamienia lub cegły (a często obciążone dodatkowo), nie tylko rozpycha się łokciami, ale i gniecie mur, na którym spoczywa, gniecie go z góry na dół, tak jakby go chciało wbić w ziemię. Konstruktorzy mówią, że działa tu siła skierowana pionowo i rysują ją w ten sposób
A więc są już dwie siły: jedna pozioma i jedna pionowa. A teraz co się dzieje, jeżeli mamy takie dwie siły. Poniższy przykład pomoże naszej wyobraźni
Jeżeli kwadratową skrzynkę będziemy pchali, tak jak to jest pokazane na rysunku, to skrzynka przesunie się w stronę niezgodną z żadnym z kierunków pchania, tak jakby na nią działała jedna tylko siła, skierowana po przekątnej. Statycy umieją obliczyć wielkość takiej siły i nazywają ją siłą wypadkową, że niby powstała z dwóch innych. Te dwie inne już obserwowaliśmy w konstrukcji sklepiennej. Narysujmy teraz tę trzecią — wypadkową
Ważna to siła i warto się jej przyjrzeć
Zauważmy, że im większy rozpór, tym więcej wypadkowa odchyla się od pionu — im mniejszy (w stosunku do siły pionowej), tym bardziej ta trzecia siła do tego pionu się zbliża.
Otóż budowniczowie stwierdzili, że aby budynek nie zawalił się, siła wypadkowa musi się całkowicie mieścić w grubości muru. Narysujmy to sobie.
Jak więc architekci konstruowali swoje budynki, aby spełnić warunek, o którym była mowa? Nie było biedy, póki budynek był niewielki.
Tak to wyglądało
Mur był normalnej grubości i niewielkie sklepienie, pchając na boki, nie mogło go wywrócić. Tragedie zaczynały się w miarę zwiększania rozpiętości sklepienia.
Im większe sklepienie, tym bardziej rośnie jego rozpór. Cóż wtedy robić?
Mur normalnej grubości nie nadaje się, gdyż nie wytrzyma parcia (siła wypadkowa wyjdzie poza jego grubość).
Prosty wniosek: pogrubić mur. Tak, tylko że to może doprowadzić do konstrukcyjnych nonsensów. Okaże się, że trzeba robić kilkumetrowej grubości mury, co znowu będzie absurdem z punktu widzenia ekonomicznego i stworzy dodatkowe niewygody. Proszę sobie wyobrazić okno przebite w takim pięciometrowym murze. Ile też światła dotrze do wnętrza przez okno-tunel?
Jakżeż więc rozwiązywano to trudne zagadnienie?
Wiemy, że im większa będzie siła cisnąca od góry na mur, tym bardziej siła wypadkowa będzie się przytulała do pionu. Stąd wniosek: zwiększyć siłę pionową — przygnieść mocniej mur.
Tak to starano się robić
Mur, na którym wspiera się sklepienie, podciągam wyżej — ponad konieczną dla oparcia sklepienia wysokość. Oczywiście ten dodatkowy kawał ściany, cisnąc z góry, będzie odchylał siłę wypadkową w pożądanym kierunku.
Sposób ten, stosunkowo prosty, nie był jednak doskonały. Przede wszystkim wymagał wznoszenia dużych partii nieużytkowego muru, no a poza tym przy zwiększeniu rozpiętości sklepienia, ten naddatek urósłby do rozmiarów przekraczających zdrowy rozsądek. Inny, lepszy sposób został zastosowany przez konstruktorów romańskich. Jeżeli dwóch ludzi będzie pchało ciężar w ten sposób, to rzecz jasna, że ciężar nie drgni Jeżeli jednak sklepienie pcha ścianę w jednym kierunku, to żeby uniemożliwić wywrócenie tej ściany, należy ją pchać z drugiej strony w kierunku przeciwnym. ,,Gwałt niech się gwałtem odciska"...
A czymże to można pchać sklepienie? Odpowiedź prosta: drugim sklepieniem!
Tak też zrobiono
Mniejsze sklepienie odpycha ścianę i zmniejsza działanie siły rozporu sklepienia większego. Samo, jako mniejsze, wymaga mniej zabiegów konstrukcyjnych. To pomocnicze sklepienie — sklepienie nawy bocznej — bywa rozmaicie stosowane.
To są przekroje kościołów romańskich.
W pierwszym wypadku nawy boczne są niższe. Mur nawy głównej sterczy dosyć wysoko ponad dachy kryjące mniejsze sklepienia. Umożliwiało to architektom przebicie w nim szeregu otworów okiennych i niezłe oświetlenie nawy głównej. Plan takiego kościoła (bazyliki) wyglądał mniej więcej tak, jak na rysunku obok. Poprzeczna nawa nazywała się transeptem.
Tak przedstawiała się bazylika widziana od ulicy. A tak od wnętrza
Widzimy, że ściana nawy głównej została u dołu jakby przepruta licznymi otworami. Zamiast ciągłego muru zostały filary, mniej zasłaniające widok z naw bocznych na najważniejsze, środkowe partie wnętrza. Różnie rozwiązywano ten ażur pomiędzy boczną i główną nawą.
Mogły być kolumny
albo kombinacja kolumn i filarów (sposób, który stosowali często w Bizancjum i stąd zapewne zapożyczyli go architekci średniowiecznej Europy).
A teraz wróćmy do rysunku z przekrojami kościołów i przyjrzyjmy się ostatniemu z nich. Wszystkie trzy nawy są jednakowej wysokości! Ten typ budowli nazywamy kościołem halowym.
Cechą jego charakterystyczną jest przekrycie wszystkich trzech naw jednym dachem.
Zyskiem oczywistym w porównaniu do poprzedniego jest zwiększenie okazałości wnętrza.
A zjawia się też poważna niedogodność. Oto nie ma już sterczącego muru nawy głównej, w którym można by zrobić okna.
Nawa główna w kościołach halowych jest oświetlona pośrednio, przez okna naw bocznych, jest mroczna.
Sytuację pogarsza jeszcze to, że okna w architekturze romańskiej nie mogły być duże, gdyż ze względów zrozumiałych nie można było dziurawić nadmiernie (a przez to osłabiać) zewnętrznej ściany budynku, skupiającej na sobie wszystkie, nie całkiem ujarzmione siły rozporów sklepiennych wnętrza. W niektórych kościołach wysokie i smukłe nawy boczne podzielone są na dwie kondygnacje. Otóż to górne pięterko, noszące nazwę empory, służyło jako miejsce dla chórów lub odseparowana loża dla dostojników.
A teraz wróćmy jeszcze do sklepienia kolebkowego.
Jeżeli zrobimy prymitywny modelik sklepienia z tektury i drugi z cienkiego papieru, to oczywiście ten papierowy będzie wiotki i nic na nim położyć nie będzie można. Ale jeżeli wzmocnimy go w ten sposób paskami grubej tektury, okaże się, że jest dostatecznie sztywny i może znieść stosunkowo znaczne obciążenia.
Do czasów romańskich architekci budowali wyłącznie sklepienia
„z tektury". Oczywiście nie dosłownie! Ale cały mur sklepienia był jednakowej, stosunkowo znacznej grubości. Wynalazkiem romańskim jest cienkie sklepienie wzmacniane miejscami grubszym pasem, tzw. łękiem lub gurtą.
Prawda, że przypomina to nasz papierowy modelik z tekturowymi paskami?
W ślad za tym idzie następny element konstrukcyjny, z którym odtąd będziemy mieli często do czynienia. Jest to tzw. przypora lub skarpa. Cóż to jest przypora?
Zastanówmy się, w których miejscach najzłośliwiej działa takie łękowe sklepienie. Oczywiście tam, gdzie są wzmacniające pasy. Tam są największe obciążenia i największe rozpory.
Stąd wniosek, że w tych miejscach mur zewnętrzny powinien szczególnie mocno bronić się przeciwko działaniom sklepienia. I odwrotnie — na przestrzeni konstrukcji „papierowej" mur może być słabszy, a więc i tańszy. Tym wzmocnionym murem jest właśnie przypora. Przeciwstawia się parciu gurty i sterczy ze ściany zewnętrznej budynku.
Na planie kościołów zauważyliśmy trzy łuki zamykające nawy. Są to apsydy. Widok zewnętrzny kościoła romańskiego (a przynajmniej ogromnej większości) jest bardzo charakterystyczny .
Następnym elementem są wieże. Znaczenie ich od czasów bizantyjskich zmieniło się nieco. Były one kiedyś (w zestawieniu z budynkiem) przede wszystkim miejscem na schody, teraz nabierają jeszcze znaczenia obronnego i pełnią funkcję dzwonnic. Nie najmniejsze znaczenie ma także ich, jakbyśmy powiedzieli dzisiaj, walor plastyczny — wyglądają okazale, dodają wspaniałości kościołowi, są z dala widoczne.
Różnie były umieszczone wieże w budowlach kościelnych. Od najskromniejszych „zestawów" aż do najokazalszych tak to wyglądało na planie A teraz, mając już wszystkie prawie części składowe bryły kościoła, możemy odtworzyć sobie jego pełny obraz (patrz rysunek górny na następnej stronie).
106
wiesiud