Арка — архитектурный элемент, криволинейное перекрытие сквозного или глухого проёма в стене или пролёта между двумя опорами (колоннами, устоями моста). Как и любая сводчатая конструкция, создаёт боковой распор. Как правило, арки симметричны относительно вертикальной оси.
Арки впервые появились во II тысячелетии до н. э. в архитектуре Древнего Востока, в частности в Древней Месопотамии, где строительство кирпичных сооружений достигло высокого уровня. Широкое распространение также получили арки в архитектуре Древнего Рима.
Арка — это криволинейный брус плавного обриса, несущая строительная конструкция. В отличие от балки которая испытывает нормальное механическое напряжение, арка испытывает касательное механическое напряжение, из-за чего возникает горизонтальная опорная реакция (распор). От свода арка отличается лишь значительно меньшей шириной. Под вертикальной нагрузкой арка работает в большей степени на сжатие и в меньшей степени на изгиб.
Арки бывают безшарнирные, двухшарнирные и трёхшарнирные; если опорные концы арки соединить стержнем (затяжкой, которая воспринимает горизонтальную реакцию), то получается арка с затяжкой.
Названия частей арки
Замковый камень — поперечное сечение около вершины
Клинчатый камень
Внешняя поверхность свода (экстрадос)
Пятовый камень (импост) — поперечное сечение около опоры, пята арки
Внутренний свод (интрадос)
Стрела подъёма — расстояние центра замкового камня арки от линии, которая соединяет центры двух пятовых камней арки
Пролёт
Опорная стена
Расстояние между центрами пят называется расчётной проймой. При увеличении стрелы подъёма уменьшается распор арки. Ось арки подбирают так, чтобы сжатие на изгиб было минимальным; тогда арка будет наиболее крепкой и стойкой. Крепость арки зависит от её формы. Простейшие арки имеют форму полукруга, однако теоретически наиболее крепкими являются арки с формой параболы или цепной линии. Параболические арки впервые использовал испанский архитектор Антонио Гауди. Такие арки передают весь распор на опорную стену и не требуют дополнительных элементов.
Арки, перекрывающие несквозной проем, называются слепыми. Одной из целей этого является увеличение прочности стены при экономии материала. В древности известен прием, когда арка делалась для облегчения, например, когда перекрытие проёма в стене было выполнено в виде плоской арки, для разгрузки которой над нею делалась слепая арка.
По форме различают арки:
аравийская — имеет повышенный центр построения, была распространена в зодчестве народов востока, в испано-мавританской архитектуре.
аркбутан — арка с пятами на разных уровнях, наклонно передающая распор свода на внешнюю опору.
вогнутая — перекрытая двумя дугами, обращёнными выпуклыми сторонами в пролёт.
двулопастная — сложенная из двух малых арок одинаковых размеров, импосты и соединения которых расположены на одном уровне.
двуцентровая — дуга, образованная из двух дуг одного и того же радиуса, пересекающихся в замке под тупым углом.
диагональная — расположена в крестовом своде по диагонали квадрата или прямоугольника, то есть Нервюра, которую называют «ожива».
эллиптичная — образована в пересечении частью эллипса.
заплечная — устроенная над углублением в стене, тип круглой арки.
обратная — с обращенной вниз выпуклостью дуги.
зубчатая — с равномерным расположением по внутренней поверхности остроконечных выступов.
килеподобная (килевидная или «ослиный хребет») — имеет вид поперечного разреза опрокинутого килевого судна, нашла применение в зодчестве.
клинчатая — выложенная их клинчатых камней или из прямоугольных камней с клинчатыми швами.
косая — см. ползучая.
коробовая или эллиптическая — дуга, описанная из трех, пяти, семи центров. Разновидностью её является седловидная арка.
круговая (стиснутая) — описана полукругом из центра, расположенного ниже пят.
угловая — то же самое, что и митровая.
ланцетоподобная (копьеподобная) — образована двумя дугами, которые соединяются под углом и имеет формы стрельчатой равносторонней, стрельчатой стиснутой, стрельчатой плоской.
ломаная — см. стрельчатая.
лучковая (круговая) — с дугой менее полуокружности (одноцентровая).
мавританская — то же самое, что и аравийская
митровая — с двумя симметричными спадами в завершении.
многолопастная — вид арки, составленной из трех или большего числа кривых, пересекающихся под острым углом.
овальная — образует в своде часть овала.
выпукло-вогнутая — выгибы у пят обращены выпуклыми сторонами в середину пролёта и плавно переходят в одноцентровой или многоцентровой подъём по вертикальной оси.
параболическая — образует в своде часть параболы.
опрокинутая — такая, в которой замок находится ниже пят. Выполняет функции разгрузочной и устраивается в нижней части стены.
перспективная — концентрическая, уходящая внутрь стены уступами уменьшающихся радиусов, находит применение при оформлении порталов.
полуциркульная или полукруглая — её дуга описана полуокружностью; наиболее распространенный вид арки.
подвесная — состоит из двух дуг, точка пересечения которых расположена ниже вершины арки.
подковообразная — то же самое, что аравийская.
сводная — то же самое, что ланцетоподобная.
стрельчатая — состоит из двух дуг, пересекающихся в замке под острым углом. Получила широкое применение в готической архитектуре. Различают стрельчатую арку, сжатую и ланцетовидную.
плоская — со стрелой подъёма в несколько раз меньше пролёта.
ползучая или «кобылья голова» — арка, имеющая опоры (пяты) на различных уровнях, например, под маршами лестниц.
подпружная — вспомогательная арка, укрепляющая или поддерживающая различные конструкции сводов.
портьерная — образована двумя или четырьмя дугами с центрами за пределами пролёта.
притупленная — пологая стрельчатая с округлениями в пятах.
пятилистная — навершие окна в виде пятилистника.
разгрузочная — арка, заделанная в стене и распределяющая нагрузку от верхних частей здания на опоры, или наоборот, от отдельных опор на стенку фундамента.
сжатая (лежачая) — завершенная горизонтальной перемычкой.
скамеечка — беседка в виде триумфальной арки со сквозными решетчатыми стенками, к которым примыкают сиденья.
стрельчатая — образована двумя дугами, которые пересекаются под углом.
ступенчатая — система арок в виде нескольких ярусов закомар.
трёхлопастная — образована тремя полуокружностями, причём приподнятое среднее опирается на концы боковых, которые зеркально повторяют друг друга.
трёхцентровая — полуовальная в разрезе, состоит из дуг трёх окружностей, из которых наибольшее среднее построенное радиусом из центра на оси пролёта. Две другие дуги прокладываются радиусами из точек, что находятся значительно выше.
«тюдор» — пологая с заострённым верхом.
воображаемая или фальшивая — арка, не дающая горизонтального распора, так как выложена путем горизонтального напуска камней.
царская — расположенная в Царских вратах иконостаса христианского храма.
щековая — подпружная крестового свода, расположена по бокам прямоугольника его плана. Окружает свод перпендикулярно к его образующей.
упорная — см. аркбутан.
