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Im Gegensatz zur ungewölbten Balkendecke treten bei einem Gewölbe nur Druckspannungen auf. Diejenigen Teile der Umfassungsmauern, auf welche der gesamte Druck des Gewölbes wirkt und welche durch ihre Stabilität dem Seitendruck des Gewölbes entgegenwirken, heißen Widerlager, die anderen Mauern dagegen, welche von den anschließenden Teilen des Gewölbes keinen Seitendruck erleiden, Stirn- oder Schildmauern. Ein Gewölbe besteht demnach aus zwei konstruktiv wesentlichen Teilen: den Widerlagern und der eigentlichen Wölbung. Der in der Wölbung entwickelte Seitendruck erfordert um so stärkere Widerlager, je größer er selbst ist, und je höher die Widerlager sind. Der Seitendruck wird aber um so größer, je geringer die Höhe des Gewölbes im Verhältnis zu seiner Spannweite und je größer sein eigenes Gewicht samt seiner Belastung ist. Dem in dem Gewölbe entwickelten Seitendruck muss die Dicke in seinem höchsten Teil, dem Gewölbescheitel, entsprechen. Diese Dicke muss, dem vom Scheitel nach dem Widerlager hin zunehmendem Gewölbedruck gemäß, bei weiter gespannten Gewölben ebenfalls zunehmen.
Die Keilsteine, welche die Gewölbe bilden, nennt man auch Wölbsteine. Ihre Zahl ist in den meisten Fällen ungerade; der in dem Scheitel des Gewölbes befindliche Wölbstein heißt Schlussstein, jeder der beiden untersten auf dem Widerlager ruhenden Wölbsteine Anfänger. Die beiden Teile, die sich rechts und links von der durch den Scheitel des Gewölbes gehenden Lotrechten befinden, nennt man Gewölbeschenkel. Die Innenfläche des Gewölbes heißt Leibung, seine Außenfläche Rücken, seine vordere und hintere lotrechte Begrenzungsfläche Stirn. Die geneigten Flächen, mit denen sich die Wölbsteine berühren, nennt man Lagerfugen, deren lotrechte Berührungsflächen Stoßfugen. Die Form und Stärke der Gewölbe ergibt sich durch deren innere und äußere Wölblinie. Auf der inneren Wölblinie stehen die Lagerfugen in den meisten Fällen senkrecht. Die zu den Widerlagern parallele Mittellinie des Gewölbes heißt Achse.
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Ist die innere Wölblinie ein Halbkreis, so entstehen die Halbkreisgewölbe, ist dieselbe ein Kreissegment, die Segment- oder Stichbogengewölbe; ist dieselbe aus mehreren Kreissegmenten zusammengesetzt, so entstehen, wenn diese tangential ineinander übergehen, Korbbogengewölbe und, wenn diese im Scheitel einen Winkel bilden, Spitzbogengewölbe. Gewölbe, deren innere Wölblinie eine Ellipse bildet, heißen elliptische Gewölbe, solche, deren innere Wölblinie eine Gerade bildet, scheitrechte Gewölbe. Bei gewölbten Brücken kommen Klinoidengewölbe vor, deren Belastung gerade, und zwar gewöhnlich horizontal, abgeglichen ist. Gewölbe mit ungleichen Gewölbeschenkeln nennt man unsymmetrisch, solche mit einem Gewölbeschenkel einhüftig.
Erhält ein Gewölbe zwei gleich hohe parallele Widerlager, so entsteht das Tonnengewölbe, dessen Leibung nach einem Halbkreisbogen, Segmentbogen, Korbbogen, Spitzbogen, nach einer Ellipse oder nach einem andern Bogen geformt sein kann. Ein Tonnengewölbe ist gerade, wenn dessen Stirnflächen auf dessen Achse senkrecht sind; es ist schief, wenn die Stirnflächen zu dessen Achse geneigt sind. Im ersteren Fall erhält das Tonnengewölbe einen rechteckigen, im letzteren Fall einen rautenförmigen Grundriss, wenn die Stirnflächen parallel sind. Einen paralleltrapezförmigen Grundriss erhält das Gewölbe, wenn die Stirnflächen nicht parallel sind.
Wird ein Tonnengewölbe durch zwei lotrechte, über den beiden Diagonalen seines Grundrisses errichtete Ebenen geschnitten, so entstehen an den beiden Stirnseiten zwei so genannte Kappen und an den beiden Widerlagerseiten zwei so genannte Wangen oder Walme. Die ersteren besitzen je ein Gewölbeschild, je eine Scheitellinie und je zwei Widerlagspunkte, die letzteren je eine Widerlagslinie und je einen Scheitelpunkt. Die Durchschnittslinien jener senkrechten Ebenen mit der Leibung des Tonnengewölbes nennt man Gratbogen. Werden die beiden Wangen jenes Tonnengewölbes durch zwei Kappen mit gleichem Gratbogen ersetzt, so entsteht das Kreuzgewölbe. Werden die beiden Kappen des Tonnengewölbes durch zwei Wangen mit gleichem Gratbogen ersetzt, so entsteht das Klostergewölbe. Ein Kreuzgewölbe besitzt mithin vier Schildbögen, zwei Scheitellinien, vier Widerlagspunkte und vier innen erhabene Grate; ein Klostergewölbe einen Scheitelpunkt, vier Widerlagslinien und vier innen vertiefte Grate. Schließt man die Enden eines Tonnengewölbes durch zwei halbe, ihm entsprechende Klostergewölbe ab, so entsteht das Muldengewölbe. Wird das Muldengewölbe unterhalb seiner Scheitellinie durch eine wagerechte Ebene geschnitten, dessen Scheitellinie also durch eine waagerechte Fläche ersetzt, so entsteht das zur Plafondmalerei geeignetere Spiegelgewölbe. Das Kuppelgewölbe lässt sich als ein Klostergewölbe über polygonalem oder kreisförmigem Grundriss betrachten, indem es ebenfalls nur einen Scheitelpunkt und den ganzen Umfang seines Grundrisses zur Widerlagslinie hat.
Wird ein Kuppelgewölbe mit kreisförmigem Horizontalschnitt über einem quadratischen Grundriss aufgeführt, so entsteht die Hängekuppel mit vier dreieckigen Zwickeln in den Ecken (Pendentifs). Sehr flache Hängekuppeln nennt man böhmische Gewölbe. Ihre Form gleicht der eines an vier Zipfeln in gleicher Höhe festgehaltenen, nach oben aufgeblähten Tuches. Wird die Kuppel im Scheitel nicht vollkommen geschlossen, sondern über der verbliebenen Öffnung ein oben besonders abgeschlossener Lichtschacht aufgeführt, so erhält man die Kuppel mit Laterne. Das Sterngewölbe erscheint als ein Kreuzgewölbe, über dem die einzelnen im Grundriss dreieckigen Gewölbeflächen nach demselben Prinzip überwölbt werden. Wird nämlich über einem solchen dreieckigen Gewölbefeld ein Scheitelpunkt angenommen und aus den drei Eckpunkten Grate zweiter Ordnung nach dem Scheitelpunkt hingeführt, so entsteht ein weiteres Kreuzgewölbe. Durch Einschaltung solcher sekundären Kreuzgewölbe auch in die übrigen Gewölbe entsteht die mehr oder minder gleichmäßige Sternform, welche diesem Gewölbe den Namen gegeben hat. Durch reichere Kombinationen der Gewölberippen entstanden die Netzgewölbe .
Denkt man sich die vier Grate eines Kreuzgewölbes um vier durch ihre Widerlagspunkte
gefällte Lotrechte gedreht, so entstehen vier kelchartige Gewölbeflächen, welche einen in vier Spitzen auslaufenden Zwischenraum offen lassen. Werden nach jenen vier Flächen Gewölbe ausgeführt und jener Zwischenraum durch ein scheitrechtes Gewölbe geschlossen, so entstehen die so genannten Fächer- oder Trichtergewölbe.
Die Gewölbe wurden traditionell meist entweder in Hausteinen, in Backsteinen, in Bruchsteinen oder in Hausteinen in Verbindung mit einem der beiden letzteren Materialien, seltener in Gussmörtel ausgeführt. Sehr leichte Gewölbe stellt man aus Tuffsteinen oder hohlen gebrannten, so genannten Topfsteinen her (Tuffgewölbe, Topfgewölbe). In den erstgenannten Fällen werden die Lagerfugen der Wölbsteine meist senkrecht auf die innere Wölbfläche angeordnet. Tonnengewölbe bedürfen vor ihrer Schließung interimistischer Unterstützungen, der Lehrgerüste, während Kuppelgewölbe, deren einzelne Mauerringe in sich geschlossen sind, ohne Gerüst ausgeführt werden können. Kreuzgewölbe werden entweder aus einfachem oder gemischtem Material und im letzteren Fall mit Graten aus Haustein und Gewölbeflächen aus Back- oder Bruchstein hergestellt. Leichte und billige Gewölbe dieser Art, besonders zur Überdeckung von Kirchen und Kapellen, wo dieselben nicht zugleich als Fußboden, sondern nur als Decke dienen, lassen sich schon mit hohlen Backsteinen von 6 cm Stärke anfertigen, wenn sie durch 12/12 cm starke Gurte und Gratbogen verstärkt werden. Eine ähnliche Anordnung erhalten die Sterngewölbe. Schiefe Tonnengewölbe werden teils in Haustein, Backstein und Bruchstein, teils mit Anfängern und Stirnbogen aus Haustein und mit Gewölbefeldern aus Back- oder Bruchstein ausgeführt. Man unterscheidet schiefe Gewölbe mit veränderlichem und unveränderlichem Lagerfugenwinkel. In neuerer Zeit, vor allem seit den 1920er Jahren, wird auch dünnschaliger Stahlbeton als stabiles Baumaterial für Gewölbe verwendet. Dieses Material ermöglicht es, weitgespannte Überdeckungen etwa von größeren Hallenbauten oder Tribünen zu erreichen.
Die Gewölbekonstruktion war schon den Ägyptern und Assyrern bekannt und wurde von den Etruskern in die Baupraxis des Abendlandes eingeführt. Hier waren es besonders die Römer, welche den Gewölbebau weiterentwickelten und Tonnen-, Kreuz- und Kuppelgewölbe bauten. Die höchste Ausbildung erfuhren die Kreuzgewölbe in der gotischenen Architektur (hier als Kreuzrippengewölbe vorliegend) und die Kuppelgewölbe in der altchristlichen Baukunst und Renaissance.
Formen der Gewölbe
Literatur
Weblinks