拱券技術形成與發(fā)展

組員：楊君姚婷徐詩情牛澤璇奚浩洋朱正揚第1頁序言

拱券之于古代西方建筑作用就像斗拱之于中國建筑。都是兩種體系中最精華部分。古代東西方都無法造出寬大平屋頂原因就是沒有找到能夠支撐巨大平屋頂結構體系或者材料。于是乎古代中國人用梁柱框架加斗拱營造巨型大坡木屋。古代西方人用拱券結構建造他們宏偉恒久穹窿石屋。

古代西方經(jīng)歷了奴隸社會，封建社會，資本主義萌芽三個階段。按建筑發(fā)展歷史還能夠分為：古愛琴海文明時期（前3000-前1400），古希臘（前11世紀-前1世紀），古羅馬時期（前1世紀到公元4世紀），中古拜占庭與中古俄羅斯和西歐中世紀（4-16世紀），文藝復興巴洛克與古典主義（15-19世紀）。這些時期拱券一直在發(fā)展演變，經(jīng)歷了從無到有從簡單到雜，從粗拙到精巧進化過程。第2頁拱券介紹gǒngxuàn拱券定義：拱券是一個建筑結構。簡稱拱，或券，又稱券洞、法圈、法券。它除了豎向荷重時含有良好承重特征外，還起著裝飾美化作用。其外形為圓弧狀，因為各種建筑類型不一樣，拱券形式略有改變。半圓形拱券為古羅馬建筑主要特征，尖形拱券則為哥特式建筑顯著樗，而伊斯蘭建筑拱券則有尖形、馬蹄形、弓形、三葉形、復葉形和鐘乳形等各種拱券結構是羅馬最大成就之一第3頁拱券技術發(fā)展小史1.古愛琴海文明時期（前3000-前1400）2.古希臘，古羅馬時期（前1世紀到公元4世紀）3.中世紀時期（公元5世紀到14世紀）4.文藝復興時期（15-19世紀)第4頁古愛琴海文明時期

公元前左右，愛琴海地域鼎盛繁榮，先后出現(xiàn)克里克，邁西尼為中心克里克-邁西尼文化。從建筑遺址和考古發(fā)覺中能夠得出克里特人克諾索斯米諾斯王宮（前1500年）已經(jīng)使用漏斗形柱頭，這是早期共雛形含有減輕梁對柱子壓強增大柱距作用。

邁西尼邁西尼獅子門（前1250年）則使用了疊澀券，這種結構降低了券上荷載對支柱梁壓力，是很大進步。阿脫雷斯寶庫則使用了直徑14.6米高13.4米疊澀穹窿。這些實例說明西方拱券結構初步形成于3600前左右古愛琴地域。第5頁古愛琴海文明時期

獅子門建于公元前1350~13。該門由獨石建成門柱，門寬3.5米，可供騎兵和戰(zhàn)車經(jīng)過。門上過梁是塊巨石，重達20噸，中間比兩頭厚，在巨石門楣上有一個三角形疊澀券，用以降低門楣承重力，中間鑲著一塊三角形石板，三角形疊澀券中嵌入一塊雕著雙獅三角形石板浮雕。雙獅刻工精細傳神，獅子門所以而得名。第6頁古羅馬時期拱券技術形成發(fā)展背景

新材料新技術出現(xiàn)，能夠促進建筑發(fā)展。羅馬人在長久建筑實踐過程中發(fā)覺火山噴發(fā)出來灰塵，在這之中夾雜著石灰和碎石，經(jīng)過水澆之后，產(chǎn)生了板結現(xiàn)象，十分堅固，而且不透水。伴隨混凝土出現(xiàn)，人們利用這種新材料建造出了大跨度拱券和拱頂，也逐步代替了石塊在建筑中利用。伴隨拱券、穹窿這些新技術出現(xiàn)，設計師能功效愈加自由靈活進行設計，設計出跨度更大空間結構，這是古希臘建筑中梁板結構所不能比擬。第7頁古羅馬時期拱券技術形成

古羅馬時期（前1世紀到公元4世紀）可謂是拱券結構逐步成熟時期，古羅馬人在伊特魯里亞（前8-前2世紀羅馬祖先）和古希臘人基礎之上發(fā)展了綜合東西方大全梁柱與拱券結合體系。拱頂在羅馬有很大發(fā)展尤其是創(chuàng)造了交叉拱交叉拱由兩個筒形拱直角相交而成，這種結構有利于建筑采光，把原來雙面采光擴展為四面采光?？ㄈ鹂ɡ觯ü?11-217帝國時期）就是經(jīng)典實例。使拱券結構類型豐富起來。古羅馬人還把古典柱式和放射券結合在一起創(chuàng)造出了券柱式羅馬斗獸場（公元70-82帝國時期）是經(jīng)典實例。這使得其以后建筑形態(tài)，空間趨于豐富。同時古羅馬使用天然混凝土技術使得其可建造跨度巨大券面。從材料創(chuàng)新上推進了拱券發(fā)展。羅馬萬神廟（120-124）大穹窿就是代表實例其跨度43.43米是當代建筑出現(xiàn)之前世界上跨度最大大空間建筑。羅馬眾多首創(chuàng)結構使得西方建筑體系逐步形成。第8頁古羅馬時期拱券技術形成古羅馬時期拱券主要有三種形式：1.筒形拱2.交叉拱（一字交叉拱和十字交叉拱）3.穹窿第9頁

筒形拱是一個拱券成直線延伸或連續(xù)鋪開，形成一個隧道形或筒形拱頂，這么拱頂提供了兩道平行墻之間曲線屋頂，能夠結合起來形成拱廊。古羅馬時期拱券技術形成第10頁

交叉拱則是兩個筒形拱頂相交叉，兩個長度形狀相同拱頂相交形成十字拱，長度不等兩個拱相交則形成一字拱，交叉拱也稱為棱拱，交叉拱重量由四角墩子負擔，取代了羅馬建筑中承重墻作用，使空間形式有更多變換。古羅馬時期拱券技術形成第11頁肋架券示意圖（交叉拱）不承重蹼－>承重肋－>第12頁

穹窿是拱旋轉一圈形成結構。一個建筑結構，又稱穹頂、拱頂、圓頂，常指寬大廳堂上空所修筑成圓球形和多邊曲面屋頂蓋，有中央留有圓洞供采光用。它是古羅馬建筑和文藝復興時期建筑主要造型特征。內(nèi)表面呈半球形或近乎半球形多面曲面體頂蓋，古代多用磚、石、土坯砌筑。穹窿，文藝復興時成熟，巴洛克以后繁榮古羅馬時期拱券技術形成第13頁

拱券施工問題在古羅馬時期得到處理，在隨即歷史進程中古羅馬人對拱券進行了各方面研究，在這個過程中產(chǎn)生了古羅馬所特有全新券柱式結構，還包含連續(xù)券、巨柱式、疊柱式這些創(chuàng)造一新建筑形式。券基本結構包含：券心石、券頂、券石、券肩石、券底、券背、圓心、起券線、券底石。古羅馬時期拱券技術形成第14頁古羅馬時期拱券技術形成

只有拱券這單一結構是遠遠不夠，古羅馬人將梁柱與拱券相結合，形成了券柱式，在古羅馬標志性建筑中，都能發(fā)覺這些經(jīng)典結構。古羅馬建筑師在一系列偉大建筑中，如萬神廟、凱旋門、角斗場、浴場，均采取了大量拱券結構，這些建筑對后世建筑也產(chǎn)生了巨大而影響。第15頁古羅馬時期拱券技術形成

萬神廟（118-125年）修建成為了羅馬建筑美學上高峰,它是世界上第一個大穹窿建筑，是一切偉大穹窿建筑典范。米開朗基羅曾經(jīng)說過：“這不是一個人設計，而是一位天使設計?！比f神廟穹窿跨度達43.3米，而這個巨型穹窿唯一支撐則是16個筒形拱頂，再經(jīng)過拱頂把重量傳遞給了8跟墩子，羅馬人把穹窿象征整天際，穹窿中央有個直徑為8.9米圓洞，象征著如日中天神照耀，從功效上講，這個洞口處理了萬神廟采光問題。穹窿高度與墻個高度基本一致，使圓形大廳顯得百分比友好完美，整個室內(nèi)渾然一體，空間內(nèi)部視野開闊，雄渾博大，空間整體性也顯得完整，給人予宇宙無限博大之感。第16頁古羅馬萬神廟—第17頁第18頁第19頁

凱旋門是為了炫耀戰(zhàn)爭勝利而形成建筑形式。凱旋門形式主要有兩種：1.一個為單一大拱門式，2.另一個為立面三分式、中間大兩個次間小券柱式門洞。古羅馬城最大也是標準模式凱旋門是君士坦丁凱旋門，后世許多凱旋門都是模仿君士坦丁凱旋門建造，可見凱旋門建筑語匯對全世界影響是極為廣泛，這些凱旋門精神功效是主導地位，這些偉大凱旋門靜靜佇立在那邊，人們靜靜在那觀望，記住他們豐功偉績。古羅馬時期拱券技術形成第20頁第21頁第22頁

羅馬角斗場對后世也有著深遠影響，在角斗場中，格斗者們相互格殺，或者是與一些野獸進行格斗。羅馬大角斗場長軸達188米，短軸達156米，可容納五六萬觀眾。大角斗場立面是四層80個拱，完全突破了古希臘建筑形式，形成了一個新建筑形式。拱門與柱式結合起到了柱與戶間沉重作用?？傮w上說，大角斗場是結構、功效、形式三者完美友好結合，是社會向前發(fā)展必定。這一形式在文藝復興時期建筑中被利用比比皆是，尤其是在體育場建筑中。古羅馬時期拱券技術形成第23頁第24頁第25頁

當古羅馬建筑十字拱和筒形拱完美結合成熟時候，古羅馬建筑又成功向前前進了一大步，成功例子就是卡拉卡拉大浴場，面積達面積達575mX363m。古羅馬大浴場不但僅是給人提供洗澡地方，是一個結合體，立面有健身俱樂部、學校和各種娛樂設施，浴場成為上流社會不可缺乏娛樂設施。大浴場采取十字拱結構，重量主要落在8個墩子上，它們周圍有筒形拱、大券拱、大穹窿，這些結構使得浴場空間顯得安全合理。古羅馬時期拱券技術形成第26頁第27頁第28頁

中古拜占庭帝國（公元4-16）是歷史上東羅馬帝國。他繼承了羅馬帝國建筑傳統(tǒng)同時又吸收東方建筑特色使其建筑含有東西兼蓄拜占庭特色。在拱券結構方面它創(chuàng)造了帆拱這種用于穹窿和巴西利卡連結過渡結構使得拜占庭建筑穹窿顯得挺拔高挑。（圣馬可教堂就是其中代表之一）同時期（公元5-15）西歐由神圣羅馬帝國分裂成十多個民族國家。因為羅馬帝國影響分裂后西歐民族國家在建筑藝術上繼承了羅馬半圓形拱券結構融合民族特色創(chuàng)造出了扶壁，肋骨拱等新興拱結構，拱結構逐步向著大跨度體量輕，用料省方向發(fā)展。此時西歐逐步進入封建時期。教會逐步成了社會生活中心。以神為中心營造活動興起，建筑人性被拋棄一切宗教建筑開始將神圣推向極致。表達在建筑尺度極端夸大。這一時期巨型教堂構圖上修長挺拔，古羅馬拱券技術沒有方法修建此種高挺建筑。于是肋骨拱，尖券肋骨拱就應運而生要而生了。（巴黎圣母院就是其中經(jīng)典）至此西方拱券結構到達了頂峰。拱券發(fā)展小史第29頁中世紀拱券技術發(fā)展

中世紀是指歐洲四世紀開始封建社會直至14--15世紀歐洲資本主義萌芽漫長一千年封建時期。

拜占庭建筑因為它所跨越地理位置，即使受到羅馬建筑影響，但也形成了獨特體系。拜占庭建筑最大進步是穹頂與帆拱完美結合，所謂帆拱形式是一個穹頂切去四個半球，再在上方挖一個圓洞，在圓洞上加個底座，最終在底座上加上穹頂，經(jīng)過這么一個過程，全新結構形式在拜占庭建筑中誕生了。這種結構重量全落在了四個券上，再經(jīng)過券與券之間交叉點把力量傳遞給四個墩柱上，這種方式也完成了圓形穹頂月正方形平面自然過渡。因為承重方式改進，穹頂下空間變得愈加自由多變，此結構對建筑發(fā)展做出了巨大貢獻。第30頁

君士坦丁堡圣索菲亞大教堂就是帆拱利用出色典范，它穹頂高15米，直徑32.6米，經(jīng)過帆拱架在4個7.6米寬墩子上。中央穹頂側推力在東西兩面由半個穹頂扣在大券上抵擋，它們側推力又各由斜角上兩個更小半穹頂和東、西兩端各兩個墩子抵擋。室內(nèi)光照處理十分生動，陽光透過彩色玻璃使室內(nèi)氣氛趨于神秘夢幻。室內(nèi)空間也是愈加高敞寬敞，四面層次井然。這套結構關系明確，層次分明，期中拱券技術也是到達了一個新高峰。中世紀拱券技術發(fā)展第31頁

圣索菲亞大教堂內(nèi)景—第32頁第33頁中世紀拱券技術發(fā)展圣馬可教堂

圣馬可教堂因為其中埋葬了耶穌門徒圣馬可而得名。圣馬可教堂不但也是一座教堂而已，它是一座非常優(yōu)異建筑，同時也是一座收藏豐富藝術品寶庫。它融合了東、西方建筑特色，它原為一座拜占庭式建筑，15世紀加入了哥特式裝飾，如尖拱門等；17世紀又加入了文藝復興時期裝飾，如欄桿等。從外觀上，它五座圓頂聽說是來自土耳其伊斯坦堡圣索菲亞教堂；正面華麗裝飾是源自拜占庭格調(diào)；而整座教堂結構又展現(xiàn)出希臘式十字形設計，這些建筑上特色讓人驚嘆不已。中間大門穹頂陽臺上，聳立著手持《馬可福音》圣馬可雕像，6尊翱翔天使簇擁在雕像下。入口處上部有4座青銅馬像（復制品），真品收藏在教堂內(nèi)，這是公元前四世紀青銅駟馬，威尼斯人在12掠奪自君士坦丁堡，即使曾被拿破侖帶回巴黎，但以后又回到了威尼斯，在圣馬可教堂博物館內(nèi)可見到它們蹤跡。圓形天花板上鑲嵌畫是從圣經(jīng)舊約全書中取題。教堂正面五個入口及其華麗羅馬拱門。第34頁第35頁第36頁中世紀拱券技術發(fā)展

中世紀建筑形式除了拜占庭建筑外，不得不提就是哥特式建筑了，在中世紀歐洲建筑中最具典范就是以法國為中心發(fā)展起來哥特式教堂建筑。哥特式大教堂產(chǎn)生代表著人們宗教思想改變，教堂是人們生活中心場所，人們在這里進行各種集會。哥特式建筑在技術上有了飛躍，形成新型尖拱能給人以輕巧飛躍感覺，在高度上也顯得更高，為了實現(xiàn)這種效果，人們使用了肋狀、交叉、四個面拱頂。每個拱頂都有兩個半圓筒頂相互交叉，沿著對角線拱肋使得拱頂在交叉方向有了更大強度，雙圓心尖拱骨架結構大大減輕了側推力。尖券比圓拱顯得愈加輕巧，似乎有一個不停上升趨勢。第37頁中世紀拱券技術發(fā)展米蘭大教堂米蘭大教堂是世界上最大哥特式教堂，坐落于米蘭市中心大教堂廣場，教堂長158米，最寬處93米，塔尖最寬處達108.5米，總面積達11700平方米，可容納35000人。它是僅次于羅馬圣彼得大教堂和西班牙塞維利亞教堂歐洲第三大教堂。第38頁第39頁中世紀拱券技術發(fā)展德國科隆大教堂

占地8000平方米，建筑面積約6000平方米，東西長144.55米，南北寬86.25米，面積相當于一個足球場。它是由兩座最高塔為主門、內(nèi)部以十字形平面為主體建筑群。普通教堂長廊，多為東西向三進，與南北向橫廊交會于圣壇成十字架；科隆大教堂為罕見五進建筑，內(nèi)部空間挑高又加寬，高塔將人視線引向上天，直向蒼穹象征人與上帝溝通渴望。自1864年科隆發(fā)行彩票籌集資金至1880年落成，它不停被加高加寬，而且建筑物全由磨光石塊砌成，共16萬噸石頭如同石筍般建筑而成，整個工程共用去40萬噸石材。教堂中央是兩座與門墻連砌在一起雙尖塔，南塔高157.31米，北塔高157.38米[4]，是全歐洲第二高尖塔（僅次于烏爾姆大教堂），教堂外型除兩座高塔外，還有1.1萬座小尖塔襯托。雙尖塔像兩把尖銳寶劍，直插云霄?？坡〈蠼烫弥两褚惨廊皇鞘澜缟献罡呓烫弥?，而且每個構件都十分準確，時至今日，教授學者們也沒有找到當初建筑計算公式。第40頁第41頁中世紀拱券技術發(fā)展

新材料確實能夠促進結構快速發(fā)展，不過在現(xiàn)有材料情況下，人類經(jīng)過自己智慧，不停創(chuàng)造了新結構形式，使中世紀建筑不停向前發(fā)展，中世紀建筑對后世影響，在現(xiàn)存建筑中得到了完美表達。第42頁文藝復興時期拱券技術發(fā)展與利用14世紀末，意大利資本主義開始萌芽，人們在思想、政治、文化等方面開始了激烈較量，之后人們稱為“文藝復興”運動。

文藝復興時期大量使用了拱和穹窿建筑語匯，不得不提就是意大利里程碑式建筑：佛羅倫薩主教堂穹頂內(nèi)徑達42米，穹頂高20多米，建筑總高107米，挺拔顯眼聳立在佛羅倫薩。佛羅倫薩教堂，大穹頂突破了單圓心結構形式，采取了雙圓心結構形式，能夠加高拱頂高度，加大了視野跨度。文藝復興建筑最大特征就是反對中世紀哥特式建筑格調(diào)，反對哥特式格調(diào)那樣強烈對比，將單圓心拱券，單圓心穹窿這些古典主義手法與哥特式建筑中尖券、尖拱、尖塔相結合，考究統(tǒng)一性與條理性。文藝復興時期大量建筑采取了古羅馬凱旋門建筑語匯，圣弗朗西斯哥教堂是三開間拱門，用壁柱分開，檐部、墻身、基礎部分三分法均在凱旋門建筑中得到了廣泛利用。文藝復興時期建筑中拱券結構沒有得到深入發(fā)展，但依然在各種建筑中得到利用，占主導地位仍是以羅馬風為主建筑。第43頁拱券發(fā)展小史古羅馬時期——拱普及，交叉拱，十字拱大發(fā)展

城市大發(fā)展，市民公共活動對內(nèi)部空間需求加強拜占廷時期——穹頂（圓頂）到達鼎盛

東正教主導地位在東歐確立，宗教儀式需要圓形空間哥特時期——尖拱與尖頂崛起

天主教統(tǒng)治西歐，同時市民藝術趣味影響了建筑師，而伴隨城市“長高”，對建筑紀念性要求提升拱券時代，并未終止第44頁拱券技術對現(xiàn)存建筑影響

拱券技術發(fā)展到今天，已經(jīng)滲透到了日常建筑各個部分，作為主要得承重結構，拱券還被廣泛應用在大型公共建筑物之中，各種大跨度建筑都離不開一個堅固可靠拱券結構。第45頁

議會大廈全名是威斯敏特宮，全長300米，許多哥特式尖頂組合在一起，形成了壯麗天際線，是一座非常含有代表性哥特式建筑。拱券結構建筑觀賞第46頁圣路易斯西進之門它是美國最高獨自屹立紀念碑。這座閃閃發(fā)光用鋼制成圓弧造型，拔地而起，有快要200米高，跨度也是快要200米，和高度完全一樣。

這座60年代建成紀念碑將拱券技術利用地淋漓盡致，拱形結構也使它結構合理，堅固可靠，聽說依據(jù)設計要求，拱門頂端正常擺動幅度可在46公分之內(nèi)，但據(jù)科學家計算，“大拱門”即使碰到時速80公里大風，其擺動幅度也僅有5公分。拱券結構建筑觀賞第47頁札幌穹頂體育場

日本札幌每年降雪量較大，在為這么一座城市設計體育場時，工程師面臨兩難選擇，即怎樣在不使用可伸縮屋頂情況下確保綠茵場取得足夠光照？值得一提是，伸縮屋頂不可能承受20英尺(約合6米)降雪。他們處理之道是采取滑動方式，讓8300噸綠茵場滑進和滑出外形好似飛碟體育場。趕上天氣好時候，就讓綠茵場滑出體育場，盡情享受新鮮空氣和陽光。另外，這種可移動場地也能讓體育場在棒球場和足球場之間切換。第48頁倫敦千年穹頂千年穹過去一直被形容為一座畸形建筑物，但同時卻是倫敦代表性建筑物。著名財經(jīng)雜志《福布斯》對建筑師進行民意調(diào)查，結果英國為慶賀千禧年而耗資7.5億英鎊興建千年穹，被選為“世界上最丑東西”首位。英國被譽為“倫敦明珠”千年穹頂。千年穹頂是一幢展覽科普中心建筑，位于泰晤士河邊格林威治半島上，占地300英畝，耗資8000萬英鎊（12．5億美元），是英國為慶賀20—二十一世紀之交千禧年而營造紀念性建筑之一。12根100米高鋼桅桿直刺云天，張拉著直徑365米，周長大于1000米穹面鋼索網(wǎng)。光是鋼索網(wǎng)就用了長達43英里鋼纜。室內(nèi)最高處為50多米，容積約為240萬立方米。它屋面材料表面積10萬平方米，僅為1毫米厚膜狀材料，卻堅韌無比，聽說可承受波音747飛機重量。同時它有卓越透光性，可充分利用自然光。第49頁第50頁悉尼港灣大橋

拱券結構建筑觀賞第51頁中西建筑差異

從根本上說，中西方建筑藝術差異首先來自于材料不一樣：傳統(tǒng)西方建筑長久以石頭為主體；而傳統(tǒng)東方建筑則一直是以木頭為構架。這種建筑材料不一樣，為其各自建筑藝術提供了不一樣可能性。不一樣建筑材料、不一樣社會功用，使得中國與西方古典建筑有了