С IX века на Руси началось строительство храмов. Культура храмового зодчества была принята от Византии [1]. В то время господствовала крестово-купольная конструктивная система, основанная на применении купола на квадратном основании [2]. Такая система представляет собой световой барабан, находящийся в центре, опирающийся на подпружные арки и паруса (тромпы), которые в свою очередь передают нагрузки на четыре столба. К подкупольному объему примыкают крестообразно расположенные цилиндрические своды (1). В настоящее время это наиболее применимая конструктивная схема.
![Рисунок 1. Работа арок и парусов крестово-купольной системы (схема Г. Б. Бессонова) [3]:
а) схема сбора нагрузок; б) нагрузки и реакции диагональной полуарки паруса;
в) рабочая схема системы; г) устойчивое положение барабана при обрушенных арках;
д) изменение уровня опорного кольца и стрелы паруса](https://avatars.dzeninfra.ru/get-zen_doc/271828/pub_68b5ee73acf25d608b217299_68bb2d741282750b17740f8e/orig)
Конструктивную основу крестово-купольной системы составляют трех или пятипролетные арочно-стоечные элементы. Подпружные арки опираются на центральные столбы, а цилиндрические своды — на наружные стены и колонны (столбы), центральный световой барабан — на подпружные арки. Арки в плане разделяют сводчатую систему покрытия на модули, создающие большие и малые встречные распоры. Складываясь, они формируют суммарный распор, который действует в плоскости арок продольного и поперечного направления или в диагональной плоскости.
Распор воспринимается главным образом массой кладки, внутренних и внешних элементов жесткости. Основными несущими конструктивными элементами жесткости являются центральные столбы, а также части стен, арочные перемычки, перекрытия хора. Внешними элементами жесткости являются апсиды, приделы, галереи и притворы (2). Распределение суммарного распора между этими элементами происходит пропорционально их сравнительной жесткости. Устойчивость системы обеспечивается условием, при котором опрокидывающее действие распора, приложенного к своему элементу жесткости на определенной высоте, меньше удерживающей реакции собственного веса и нагрузки этого элемента, приложенных с соответствующими плечами относительно точки оси опрокидывания. В другом случае, при избытке распора, равновесие системы должно поддерживаться работой замкнутого связевого каркаса и затяжек, установленных в уровне пятподпружных арок [3].
По конструктивным соображениям при проектировании и строительстве храмов закладывается массивная толщина несущих стен, обусловленная необходимостью восприятия большого распора от арочных и сводчатых конструкций [3]. Величина усилий распора зависит от пролета, стрелы подъема и нагрузок [4]. В настоящее время рекомендуется задавать толщину несущих стен храма начиная от 770 мм [5].
Одной из особенностей проектирования храмов является переход квадратной формы — «куба храма» в круглую (восьмигранную) форму купола [6]. Этот переход носит название «восьмерик на четверике» и осуществляется специальными конструктивными элементами — парусами и тромпами, носящими символический характер.
• Парус (от фр. pendentive, научное название — распалубки) — сферический треугольник, нижний угол которого опирается на столб (колонну), а верхняя дуга вместе с дугами других парусов лежит в основании купола. Паруса стали применяться в позднеримскую эпоху, их регулярное использование в архитектуре Византии началось при возведении храмов. Посредством данного конструктивного элемента осуществляется переход из квадратного основания в сферическое (купол). Парус воспринимает нагрузки от барабана и распределяет их по периметру арок.
• Тромп (от фр. trompe) — сводчатая конструкция в форме части конуса, внешне имеющая вид ступенчатой ниши. Осуществляет переход от кубического основания к сферическому или восьмигранному (шатер). Тромпы обычно делались арочными, но также встречаются коническая и ступенчатая формы. Они появились в русском храмовом зодчестве в XVI веке, при массовом строительстве одноглавых храмов в Москве. Наиболее яркий пример применения тромпов — церковь Вознесения в Коломенском, г. Москва. Этот конструктивный элемент встречается не так часто, в отличие от парусов.
Рассмотренные конструктивные элементы выполнялись из штучного материала — кирпича. Для кладки применялась специальная кружальная опалубка. Эти элементы воспринимают нагрузку от светового барабана и купола, распределяют ее на периметр подпружных арок, которые, в свою очередь, передают нагрузку на столбы (колонны). В настоящее время при возведении арок и парусов используется кирпич и монолитный железобетон.
Специфика архитектуры храма также включает в себя символическую составляющую, которая вписана в архитектурные формы и носит канонический характер [7]. На четырех столбах (колоннах) изображаются те, кто проповедовал христианство, кто распространял, утверждал словом, подвигом, образом своей жизни христианскую веру, — «истинные столпы Церкви» апостолы, епископы, подвижники, мученики. Паруса и тромпы раскрывают значение основания верха храма; это сводчатый переход от крестовых сводов основного объема храма к цилиндру шеи (барабану). Внутри паруса располагаются над капителями четырех средних столбов храма, на них традиционно изображены четыре евангелиста — Матфей, Марк, Лука и Иоанн [8]. Центральный купол, как правило, располагается в средней части и является символом преображенного земного мира в «мир небесный».
(продолжение следует)
Храмоздатель № 5 (10) 2024
Шумейко В. И., Левшеков С. С. Оптимальное проектирование элементов крестово-купольных систем // Вестник Евразийской науки. 2018. № 1. URL: https://esj.today/PDF/33SAVN118.pdf.
_____________
Примечания
(1). Юсупов Э. С. Словарь терминов архитектуры. СПб.: Фонд «Ленингр. галерея», 1994.
(2). МДС 31–9.2003 «Православные храмы». Т. 2: Православные храмы и комплексы: пособие к СП 31–103.
Литература
[1]. Пилявский В. И., Тиц А. А., Ушаков Ю. С. История русской архитектуры: учебник для вузов. М.: Архитектура-С, 2003. 512 с.: ил.
[2]. Бегунова Е. А. Эволюция храмовых типов в Византийской империи // Вестник КемГУКИ. (Искусствоведение). 2014. № 26.
[3]. Исследование деформаций. Расчет несущей способности и конструктивное укрепление древних распорных систем: методические рекомендации / Объединение «Союзреставрация», «Росреставрация». М., 1989. 160 с.: ил.
[4]. Полевшиков А. С., Елькина Л. В. Применение и конструирование арочных конструкций // Advanced science. Технические науки). 2017. № 2.
[5]. Канаев И. П. Толщина стен храма. URL: http://ikanaev.ru/Wall_Thicknesses.html.
[6]. Шумейко В. И., Левшеков С. С. Храмовая архитектура как элемент видеоэкологии населенных пунктов //Науковедение. Т. 9. 2017. № 4. (Интернет-журнал). URL: http://naukovedenie.ru/PDF/10TVN 417.pdf.
[7]. Верховых Е. Ю. Канон в архитектуре православного храма // Академический вестник УРАЛННИИПРОЕТ РАСН. 2010. № 4. С. 26–33.
[8]. Юрасов И. В. Символика архитектурных форм русского православного храма (связь с идеей православного храма) //РусАрх: электронная научная библиотека по истории древнерусской архитектуры.