Лысая арка - Bald arch

Поврежденная арка в римском амфитеатре, Пальмира, Сирия

А лысая арка это арка, показывающая распад на решающих краеугольные камни в каменных или каменных постройках. При отсутствии контроля прогрессирование состояния в конечном итоге приведет к разрушению арки и любых поддерживаемых ею структур.

Причины

Деградация конструкции арок может происходить по разным причинам. Камни или компоненты кладки, из которых состоит арка, уязвимы для физических и химических атак в течение длительного времени. Источники повреждений включают атмосферные условия, механическое напряжение, вызванное деятельностью человека, неправильный дизайн и естественные нарушения, такие как землетрясения или дикая природа.

Перемещение земли

Движение земли под аркой в конечном итоге разрушит ее, изменив механическое соотношение между камнями в арке. Арка будет равномерно распределять силы по поверхности каждого камня, когда она правильно установлена. Перемещение земли под аркой отрицательно повлияет на распределение нагрузки. Если две стороны разойдутся, арка в центре провалится.^[1] Если стороны сдвинуть ближе друг к другу, в арке образуется петля, увеличивающая нагрузку на эту область.^[2] Арки также могут отклоняться от уровня, создавая силы, которые не перпендикулярны граням отдельных камней.

Земля может сдвигаться в течение длительного периода времени по многим причинам: землетрясения, мороз, набухающие глины, корни деревьев, норы животных и нестабильные почвы могут сдвинуть фундамент здания.^[1]

Выветривание

Очень открытая арка на Линдисфарнский монастырь на Святой остров, Нортумберленд.

Погода играет важную роль в разрушении каменных построек. Ежедневные или ежегодные циклы замораживания / оттаивания приводят к тому, что вода, попавшая в трещины, расширяется, разбивая камни или заставляя их смещаться от первоначального положения.^[1] Морозное пучение в земле может сдвинуть конструкцию и сделать ее неустойчивой.^[1] Осадки также могут быть вредны для определенных материалов. Известняк и цемент подвержены выветриванию из-за дождя.^[3] Природная дождевая вода имеет pH 5,6 из-за присутствия в атмосфере двуокиси углерода.^[4] Этого достаточно, чтобы растворить карбонат кальция, из которого состоит известняк и цемент. Загрязнение воздуха может значительно усилить этот эффект за счет снижения pH дождевой воды.^[3] На востоке США уровень pH дождевой воды может составлять всего 2,0.^[4]

Дождь также может растворять соли из камня или других источников и повторно откладывать соль в трещинах в камнях или между ними. Соли затем кристаллизуются по мере испарения воды, оказывая давление на края трещины и заставляя камни двигаться или скалываться.^[3] Этот эффект наиболее выражен в прибрежной и городской среде.^[1] Повреждения от соли также широко распространены в городах, где соль используется для удаления льда с дорог и тротуаров.^[1]

Если арка включает раствор между камнями, раствор становится вероятной точкой выветривания. По мере разложения раствора камни по обеим сторонам теряют опоры и выходят из строя.

Вибрация

Человеческая деятельность может непреднамеренно повредить каменные своды. В вибрации вызванный дорожное движение может позволить камням смещаться со временем. Арка будет постоянно оказывать давление по бокам и вниз, поэтому каждый раз, когда создается пространство за счет вибрации по бокам, арка будет сдвигаться, чтобы заполнить промежутки. По мере движения камней конструкция в конечном итоге станет неустойчивой и разрушится.

Много^[ВОЗ?]объясняют распад низкими колебаниями высоты тона, возникшими в конце 19 века. органы трубы, распространение 32-футовой трубы особенно ответственно, хотя некоторые^[ВОЗ?]винить в этом вибрации от городского движения. Камень рассыпается, образуя мелкий порошок; большие секции расшатываются и часто отваливаются, создавая опасность.

Недостатки дизайна

Арки, которые не имеют достаточной поддержки по бокам, обвалятся и рухнут. Все арки преобразуют часть веса конструкции в горизонтальную тягу наружу. Некоторое время конструкция может быть стабильной, но арка будет постоянно толкать стены вокруг нее наружу. Этому препятствует надлежащая инженерия. Арки могут поддерживаться контрфорс на внешней стене - толстая, тяжелая стеновая конструкция между аркой и углом, или с помощью ряда арок, так что каждая арка противопоставляется двум другим по ее сторонам.

Профилактика

Облысение арки можно предотвратить, приняв меры предосторожности на этапе строительства и правильно ухаживая за каменной кладкой с течением времени. Смещения грунта можно избежать, если использовать прочный фундамент. Удаление растительности около фундамента и предотвращение зарывания животных поможет сохранить фундамент устойчивым.

Ущерб от замерзания можно уменьшить, обеспечив дренаж вокруг здания и поддерживая крышу в хорошем состоянии. Это предотвратит пропитывание водой камня и его растрескивание в холодную погоду. Удаление воды с камня также предотвратит повреждение соляным и кислотным дождем. К сожалению, не всегда удается защитить стены от дождевой воды. На камни можно наносить краску, чтобы защитить их от дождя и загрязнения, но от этого часто отказываются, потому что это меняет внешний вид исторических зданий.^[3] Регулярная чистка камня может помочь уменьшить последствия химического выветривания.^[3] Загрязняющие вещества скапливаются на внешних поверхностях камня. Они вступают в реакцию с камнем и разрушают внешние части. Это ухудшит внешний вид камня и, в конечном итоге, ослабит его до отказа. Самые популярные методы - чистка пресной водой или паром. Это очень дорого и требует много времени для большого здания. Обработать все здание за один сезон может быть невозможно, и потребуется возвести строительные леса, чтобы добраться до более высоких частей.

Реставрация

Часто желательно сохранить арку, потому что они обычны в исторической и монументальной архитектуре. Для восстановления или сохранения разрушенных арок используются многочисленные методы. Первым этапом восстановления арки является оценка конструкции, чтобы определить, насколько серьезны повреждения и какой метод лучше всего подходит для ремонта. Архитектор или инженер измерит скорость деформации в течение некоторого периода времени, чтобы увидеть, насколько быстро разрушается арка. Деформация могла произойти сразу после строительства в период отстаивания. В таком случае устранять повреждения не так срочно.^[2]

Важное значение имеет цель реставрации. Если цель состоит только в том, чтобы предотвратить дальнейшее ухудшение, работы будет меньше, чем если цель - восстановить исходное состояние.

Крепление

Арку можно укрепить, добавив в конструкцию новые материалы. От режима отказа зависит, как арка должна быть усилена. Самый частый выход из строя арок - это движение камней наружу около вершины. Арка будет постоянно оказывать давление вбок, поэтому необходимо управлять давлением наружу. Если арка проваливается вбок, можно построить контрфорс для сдерживания бокового удара. Стальные натяжные стержни могут заменять внешний контрфорс, чтобы в некоторых случаях сохранить первоначальный вид.^[3]

Удаление любого камня из арки без подготовки всей арки приведет к ее разрушению. Перед выполнением любых работ арка должна быть поддержана. Это делается с помощью ложная работа деревянных ферм, аналогично тому, как изначально строится арка. Вся арка поддерживается деревянной опалубкой. Затем отдельные камни можно удалить, отремонтировать или заменить. Повторное нанесение или заливка швов между камнями может значительно улучшить целостность конструкции.^[2] Если арка обвалилась, ее можно укрепить с помощью гидравлического домкрата, а затем камни можно вставить на место и переставить. Это может быть очень сложной работой, так как любые конструкции, поддерживаемые аркой, необходимо будет поддерживать во время ремонта арки.

Арки также могут быть усилены стальными фермами. Некоторые противники считают, что это ухудшает внешний вид арок, делает их похожими на брекеты. Без этой поддержки здание было бы несостоятельным.

дальнейшее чтение

Книга архитектуры наблюдателя- Джон Пенойр и Майкл Райан
Руководство церковного старосты по содержанию церкви- Джеймс Редкок