精罗落泪，古罗马光辉的拱券技术！

心中u你

8.30~对四瓣拱的描述做了一些修改
<hr/>拱券，是拱和券的合称。是一种具有优良的竖向承重结构，这种结构在拥有混凝土技术的古罗马手中发扬光大，创造了古罗马独特的建筑形式，深深地影响了整个欧洲，乃至整个世界！今天，我们就来理一下古罗马拱券技术的发展流程！

叠涩假券，这是最开始古罗马人从依达拉利亚人那里学习到的技术，通过对砖石的层层出挑向中心靠拢，来分散上部荷载，这是一种比较简单的拱券结构，直到公元前2世纪才被真正的拱券技术所取代！在叠涩假券的基础上，罗马人进一步发明了真正的拱券！



物料逐层向外出挑，依次承担上部负荷，

拱券，是拱和券的合称，券可以理解为拱的基本元，像墙壁上拱形门窗这样的单层拱结构就是券！



门券



筑造拱券的技术称为发券

筒拱，是券的延伸，在发明混凝土之前，筒拱是由多道券并排组成。



连续砌筑的筒拱

到了公元前1世纪，混凝土普及之后，由于材料低成本和坚固防水的特性，工序简单，又有大量廉价的奴隶使用，于是混凝土通体浇灌的方法逐渐取代了复杂的砖石叠券，从墙角到拱顶，都由混凝土整体浇筑，石块几乎被排斥在建筑之外。



通体混凝土的筒拱

公元2~3世纪，出现了砖券和混凝土混合的筒拱结构，先分段筑砖券，然后在砖券的间隔中浇灌混凝土，这样混凝土收分均匀不会出现裂缝，分段浇灌还可以节约模板！



砖券混凝土筒拱

穹顶（穹窿，圆顶），由拱结构发展的一种结构，可以不需借助内部结构支撑而达到较大的空间跨度，可以看作一个拱沿中心环绕一周的结构体。古罗马时期的穹顶由混凝土整体浇灌，坐落在连续的承重墙，代表作品就是哈德良时期的万神庙！



浇灌穹顶之前需要做好厚厚的环形承重墙，墙上开券做大门



工匠们会预先搭建一个木框架的半球形模板



沿着模板用混凝土层层浇灌



越往上越薄以减轻重量



顶部开孔，作为唯一的室内光源



万神庙穹顶简化结构

四瓣拱与十字拱，这是罗马人从筒拱结构中创造出来的两种结构，是筒拱的异化形式。由于这两个拱都由四瓣相同的结构拼合而成，可以分段施工，在工程上促进了建筑模数化的发展，方形的平面也让
首先发明出来的是四瓣拱，要理解这种结构，我们不妨假想又一个平面为正方形的筒拱


我们对它进行十字切割，得到筒拱带墙的一半


复制成四份，平面刚好可以围合成一个方形


在墙上开个门券


最后组合成四瓣拱，四瓣拱和筒拱一样，主要靠承重墙支撑，墙上的门券不能太大，这限制了它的发展，所以在后期罗马的匠人发明了受力更合理，空间分布更自由的十字拱。



十字拱的发明使拱券结构开始突破承重墙的限制，让内部空间更加自由宽阔。于1世纪中叶发明的十字拱，只需要四根支柱，就可以支撑起一个拱顶，为建筑内部的变化提供了更多的可能性！
和四瓣拱一样，同样是在方形的筒拱上进行十字切割


但我们需要的是筒拱另一半，带拱券靠口的那一边



十字拱在结构上比筒拱和四瓣拱更轻

同样是四分相同的部分组成，但顶部相比四瓣拱形成了更鲜明的十字形，所以罗马人称其为十字拱



同样可以分成四瓣逐间建造

负重集中在四角的支柱上，拱券系统从沉重的墙体中解放出来



拱顶的负荷最后全部传递到支柱上

通俗一点说，四瓣拱和十字拱就是两个筒拱生出来的孩子，分别继承了父母一部分，而十字拱是那个更优秀的孩子
拱顶体系

十字拱虽然摆脱了承重墙，但无法像四瓣拱和筒拱一样依靠自身结构平衡侧推力，于是罗马人将十字拱按纵向排列，相邻的部分互相平衡纵向的侧推力，这样的组合给了罗马人灵感！



摆脱了承重墙，可以更具柱子控制十字拱的高度

之后继续在左右两边增加横向的筒形拱，用筒形拱的承重墙抵消十字拱横向的侧推力，同时十字拱高出筒形拱的部分用来开窗，大大增加了室内的采光，这是一个极具意义的创造！依据这套拱顶体系，罗马人开始建立有轴线的内部空间序列，大量的公共浴室和巴西利卡都运用了这套拱顶体系！



两边用横向的筒拱平衡十字拱的侧推力



边缘用承重墙抵消侧推力

在拱顶结构中，通常会在建筑背面加上一个小的半圆穹顶，用穹顶的承重墙来抵消背面十字拱的侧推力，巧妙地将穹顶纳入了拱顶体系当中，实现了穹顶与拱顶地有机结合，也丰富了建筑的内部空间，这个多出来的半圆穹顶会作为谈话厅或者神龛而存在！



背面的半穹顶

十字拱高出筒拱的部分建造了一列横墙，这个做法不只是为了抵消十字拱的侧推力，也让建筑的立面看起来更完整，沿袭了希腊神庙的立面特征。横墙上开券，沟通了屋顶的平面，这些横墙与后期飞浮壁功能相类似！





正面入口处

肋架拱（骨架券，券架拱），肋架券的发明已经是罗马帝国晚期了，奴隶制开始崩溃，廉价的奴隶数量急剧减少，需要大量的劳动力的混凝土慢慢不用了，同时为了节省成本，需要开发更加先进的技术，肋架拱应运而生，！相比十字拱，肋架拱区分出了承重部分和围合部分，主要负荷集中在拱券上，其余部分用轻石板围合，即节约了材料也减轻了拱顶的重量！



在方形场地的边缘砌筑四个发券



沿着对角线继续砌筑两个发券，最终形成一个拱起的骨架



中间部分用石板围合，负荷集中在发券上



和十字拱一样，四根支柱就可以支撑整个拱顶

可惜这项技术生不逢时，没过多久罗马帝国分裂成东西两部分，西罗马苟延残喘了100年便灰飞烟灭，这项技术也随着西罗马帝国的灭亡在欧洲西部消声觅迹，直到中世纪才在哥特建筑中重现辉煌！
然而值得庆幸的是，幸存的东罗马帝国（拜占庭帝国）保留了古罗马的火种，在与亚洲国家的激烈碰撞中，摩擦出了更加璀璨的火花，下次我会继续介绍拜占庭时期的帆拱和独特的复合穹顶技术，望多多支持！

以上配图都是做出来简化结构，方便大家理解，有疑问的同学欢迎在评论区留言！

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