تاريخچه مختصري از پيدايش و تكامل قوسها در ساختمان

تاريخچه مختصري از پيدايش و تكامل قوسها در ساختمان :

وقتي صحبت از تاريخ پيدايش قوس ( سنگي و آجري ) مي شود بايد به گذشته اي بسيار دور ، زماني كه انسان سرگردان و بيابانگرد ، به دنبال محلّ امني براي حفظ خود از جانوران و درندگان بود ، فكر كنيم چه زماني انسان به فكر ساختن سر پناه افتاد ؟ چه زماني اوّلين سر پناه ساخته شد ؟ تاريخ هنوز در اين مورد ساكت است . طبق نظرية باستان شناسان ، انسان اوّليه به تجربه دريافت كه با قرار دادن تكه اي سنگ تخت بر روي دو تكه سنگ عمودي ، مي توان براي خود سرپناهي درست كند . اين سنگهاي بزرگ همه جا يافت نمي شوند . به علاوه سنگهاي بزرگ سنگين و شكسته بودند . انسان بنا به نياز ، از قدرت و خلاقيت خود استفاده كرد و به مرور زمان دريافت كه اگر تكه هاي كوچكتر سنگ را بصورت پله اي بر روي هم قرار دهد و از دو طرف به هم نزديك كند ، بطوري كه در بالا به هم برسند ، سرپناهي مقاوم ساخته است ( مقاوم با توجه به دانش آن زمان ) مسلما" در اين نوع هم ضعفهاي زيادي وجود داشت . كه انسان را راضي نكرد . به علت نياز شديد ، باز هم آزمود و آزمود تا به قوس رسيد و به مرور زمان آن را تكميل كرد به طوري كه انواع و اقسام قوسها از نظر بار بري و نما سازي ابداع و ساخت آن متداول گشت . ساختن ساختمانهاي قوسدار ، كه بعضي از آنها قدمت زيادي دارند و هنوز پا بر جا هستند ، جزء افتخارات ملل سازنده است .

امروزه عده اي از طراحان با ديد سنت گرايي و يا تلفيق معماري مدرن و كهن ، حتّي با بتن و آهن ، قوسهاي زيبايي را اجرا مي نمايند . و پرسش اين است كه گنبدها از چه زماني كاربرد داشته اند و چرا بشر از طاق قوس شكل و گنبد در بناها استفاده كرده است .

بدون ترديد راز پي بردن بشر به خواص قوس بر اثر تجربياتي بوده كه از طبيعت اطراف خود آموخته است . ميوه درختان و دانه هاي گياهي همه گرد و برخي بيضي شكل اند . تخم مرغ كه در دسترس بشر بوده است اگر بصورت عمودي قرار گيرد مقاومت بيشتري در مقابل شكستگي دارد . علاوه بر اينها شكل قوس منحني ( انحنا ) خود حالت تعادل و آرامش و زيبايي را تداعي مي كند . بشر از هزاران سال پيش از ميلاد به ايستايي و زيبايي و خواص قوس پي برده بود و آن را در ساختن بناها بكار برد و در ايران اوّلين قوسها در بناهاي ايلامي ديده شده ( چغارنبيل و هفت تپه ) و سپس در دورهاي بعد به ويژه در دوره ساسانيان از شكل قوس بسيار استفاده گرديد و نمونه هاي آن ايوان مدائن ( در خاك عراق ) و كاخ فيروز آباد و سروستان است كه در آنها از طرح و فرم قوس ، براي پوشش بنا استفاده كرده اند . طاق قوس شكل نسبت به سطوح مسطح ، مقاومت بيشتري دارد و فشارهاي وارده را به پايه هاي قوس منتقل مي كند به همين جهت بناهايي كه در آنها از قوس و گنبد استفاده شده است با وجود تخريب هاي انساني و عوامل جوي هنوز پا بر جا هستند .

اما گنبدهاي ايراني صرف نظر از نوع فن و تكنيكي كه در ساخت آنها بكار رفته است به دو دسته رُك و نار تقسيم مي شوند گنبدهاي نار مانند گنبد مسجد امام خميني در اصفهان ( در دوره صفوي ) و نيز گنبد ميرزا رفعيا در اصفهان .

گنبدهاي رُك نيز به سه گروه تقسيم مي شوند كه عبارتند از :

1 ـ گنبدهاي هرمي مانند گنبدهاي ابولؤلؤ در كاشان و گنبد خانقاه حاج عبدالصمد در نطنز

2 ـ گنبدهاي مخروطي مانند گنبد ميل رادكان در قوچان

3 ـ گنبدهاي اورچين ( پله پله اي ) مانند گنبد مقبره دانيال بني ( ع ) در شوش و بعضي از گنبدها نيز نار و رُك هستند . تيزه گنبد رُك و در پايه بصورت قوس و نار در مي آيد . مانند گنبدهاي امام زاده ها تقريبا" همه هرمي شكل و نار هستند . گنبدهايي كه ما از خارج بنا مشاهده مي كنيم پوسته بيروني بناي گنبد است كه به آن اصطلاحا" « خود » مي گويند . ولي گنبد ديگري در زير گنبد خارجي وجود دارد كه آن را از داخل مشاهده مي كنيم و به آن اصطلاحا" « آهيانه » مي گويند ، بنابراين گنبدهاي بناها شامل دو پوسته خود و آهيانه مي باشند .

قوسها :

تعريف قوس : قوس عبارتست از قسمتي از يك يا چند كمان كه كنار همديگر قرار گرفته و دهانه را مي پوشانند و به عبارت ديگر پوششهايي كه براي نعل درگاهها طاق نماها ـ گنبدهاي تك ـ پوشش بكار مي روند و بطور كلي مي توان گفت كه تمامي پوششهاي ساختمانهاي باستاني و سنتي در حالت كماني و قوس انجام مي گيرد.

كاربرد قوسها : معمولا" از قوس براي محل دربندها و نعل درگاه در فضاهاي داخلي در ابعاد متغّير بنا به اصول اجرايي مختلف استفاده مي شود .

همچنين از قوس در پوشش نعل درگاههاي در و پنجره به شكل باربر و باربر تزييني ، يا تزييني بدون باربري نيز تزييني و باربر مخفي در نماهاي خارجي بناها بسيار استفاده مي گردد.

قسمتهاي مختلف تشكيل دهنده يك قوس

تعاريف :

پاكار : محّل شروع قوس از ستون .

شانه : محلّي كه قوس در اثر بار زياد ترك بر مي دارد ( تقريبا" زاويه 22 درجه ) .

تيزه : محّل بر خورد دو نيمه قوس به يكديگر .

شكرگاه ( شكنگاه ) : فاصله بين پاكار و شانه .

آوارگاه :فاصله بين شانه تا محلي كه طاق در اثر بار زياد فرو مي ريزد .

كُلاله : فاصله بين تيزه تا محّل تمام شدن آوارگاه

دهانه : فاصله داخلي دو ستون .

افراز : فاصله قائم پاكار تا تيزه .

خيز قوس : نسبت افراز به دهانه .

در شكل زير قسمتهاي مختلف يك قوس را مي بينيد:

چگونگي انتقال نيرو در قوسها :

چون نيروي وارده هميشه بر تيزه قوس وارد مي شود بنابراين ، اين نيرو هميشه به دو نيروي مورب تجزيه مي شود كه هر كدام از دو نيرو به يك پايه منتقل مي شود و وقتي نيرو به پايه رسيد آنگاه به دو نيروي افقي و قائم تجزيه مي شود در صورتي كه پايه ها از مقاومت كافي بر خوردار نباشند و بر اثر نيروي افقي به خارج متمايل شوند قوس فرو خواهد ريخت پس بنابراين بايد هم قوس و هم پايه ها طوري طراحي و از مصالحي ساخته شوند كه از استحكام كافي برخوردار باشند تا بتوانند در مقابل نيروي قائم و نيروي افقي حاصل از بارهاي مرده و زنده پايدار بمانند مانند شكل زير :

بنابراين مي توانيم نتيجه مي گيريم كه هر قدر خيز قوس بيشتر باشد نيروي قائم بيشتر و نيروي افقي كمتر مي شود و برعكس هر قدر خيز قوس كمتر باشد نيروي افقي بيشتر و نيروي قائم كمتر مي شود ( دهانه ها و نيروها برابرند ) .

نمايش تجزيه نيرو در قوس

دهانه ها و نيروها برابرند

انواع قوسها و موارد آنها :

1 ـ قوس ساده يا تخت 2 ـ قوس نيم دايره 3 ـ قوس شاخ بزي 4 ـ قوس بيضي 5 ـ قوس سهمي

و قوسهاي ديگري همچون قوس مربع ، قوس پنج او هفت ، قوس سه قسمت ، قوس دسته سبدي ، قوس هلالي ، قوس كماني و غيره .

1ـ قوس ساده يا تخت ( قوس لنتو ) : اين نوع قوس همانطوري كه از اسمش معلوم مي باشد فاقد قوس بود . با شعاع بي نهايت و براي دهنه هاي كمتر از دو متر استفاده مي گردد. اين قوس براي زينت بكار مي رود بر اين قوس نمي توان بار وارد نمود مگر اينكه بر روي آن قوس آزاد كننده بار ساخته شود . و اتصالات اين قوس وسيله مهار افقي كه بيشتر چوب گرد قوي و يا آهن مي باشد در بين قوس و تكيه گاه انجام مي گردد . معمولا" وسط دهنه قوس تخت به اندازه 1 تا 2 سانتي متر خيز بر روي قالب داده مي شود و تكيه گاه قوس نيز بر روي ستون انجام مي شود . مانند شكل زير.

2 ـ قوس نيم دايره : اين قوسها بار سقف و ديوار روي خودشان را تحمل و به پايه ها يا ديوارها منتقل مي كنند . قوسها نسبت به ضخامتشان مي توانند باربر باشند ، يعني هر قدر ضخامت قوس بيشتر باشد ظرفيت باربري بيشتري خواهد داشت و اين قوس داراي مقاومت فراواني مي باشد . نمونه اين قوس در عمارت چهستون قزوين ، دروازة كوشك قزوين و در جاهاي ديگر ديده مي شود .

روش ترسيم اين قوس به شرح زير مي باشد :

1 ـ دو محور افقي و قائم ( y – y ) و ( x – x ) رسم مي شوند محل برخورد اين دو محور ، o ( مركز قوس ) ناميده مي شود .

2 ـ به اندازه نصف دهانه قوس يا در طرف محور ( y – y ) رسم مي شوند .

3 ـ به مركز o و به شعاع R يا دهانه از روي محور به طرفين ترسيم مي گردد . ترسيمات

را در شكل زير مشاهده مي كنيد .

3 ـ قوس شاخ بزي : اين قوس داراي مقاومت كافي مي باشد و نيرو از تيزه اين قوس بر كلاله و سپس بر شكرگاه ، و از شكرگاه بر پاكار و از پاكار به ستونها يا ديوار وارد مي گردد . چون نيروي فشاري وارد بر اين قوس بطور يكنواخت به قسمتهاي زيرين يعني ستونها وارد مي شود اين قوس بعنوان قوس باربر در ساختمان پل هاي آجري استفاده مي شود اما اين قوس از نظر زيبائي در نما سازي كمتر مورد استفاده واقع مي گردد .

روش ترسيم به شرح زير مي باشد :

الف ـ دو محور افقي و عمودي ( y – y ) و ( x –x ) ترسيم مي شود و محل برخورد آنها را مركز قوس ( O ) مي نماييم .

ب ـ شعاع براي ترسيم اين قوس به اندازه دهنه بوده و امتداد دو شعاع از طرفين تا محور قائم ادامه مي يابد مانند شكل صفحة بعد :

4 ـ قوس نيمه بيضي : قوسهاي نيمه بيضي كه داراي زيبائي خاص مي باشد در كارهاي معماري سنتي مورد استفاده مي باشد بر اين قوسها نمي توان نيرو وارد نمود مگر اينكه قوس كاملا" مهار شود .

نحوه ترسيم به شرح زير است :

به اين صورت است كه :

1 ـ ابتدا طول A B و يا دهانه قوس را به 8 قسمت مساوي دلخواه تقسيم مي كنيم .

2 ـ طول A D يا B C كه مساوي خيز قوس است كه قسمت مساوي تقسيم مي كنيم و مطابق شكل شماره گذاري مي نمائيم.

3 ـ از يك افقي به يك عمودي وصل مي نمائيم و همچنين از 2 به 2 و از 3 به 3الي آخر بدين ترتيب محّل تقاطع آنها را مشخص كرده تا قوس به دست آيد .

نحوه ترسيم ديگر به شرح زير مي باشد (راه دوم )

با استفاده از 2 كانون رسم مي گردد . نسبت 2 كانون ، اين قوسها به دلخواه و از مقادير اقطار بزرگ و كوچك بيضي بدست مي آيد . ترسيم قوس 2 كانون فاقد شكستگي و داراي زيبائي خاص مي باشد . مطابق شكل مقابل .

5 ـ قوس سهمي : اين قوس داراي دهنه زيادي بوده و ارتفاع آن ( خيز ) نيز كم مي باشد اين قوس در ناحيه غلت دور داراي مقاومت كم بوده و از اينرو موارد استفاده اين نوع قوس كمتر مي باشد توضيح اينكه اين قوس از پاكار شروع مي گردد.

نحوه ترسيم اين نوع قوس به شرح زير است ( در قوس سهمي انتخاب واحدها اختياري مي باشد ) .

الف ـ محور قائم به اندازه دو برابر خيز قوس انتخاب مي شود .

ب ـ از نقاط A و B به نقطه O روي محور قائم وصل مي نمائيم .

پ ـ روي خط كمكي AO شاترده واحد بطور اختياري انتخاب مي نمائيم و بترتيب از پايين صفر و عدد 16 در ناحيه بالا روي محوري قائم واقع مي گردد .

ت ـ روي خط كمكي OB ، 16 واحد بطور معكوس استخراج مي شود .

ث ـ بعد از نقطه 1 روي محور OB به نقطه 1 روي محور OA بطور خط كمكي وصل كرده اتصالات نقاط 2 به 2 و 3 به 3 و بالاخره نقطه 16 به 16 را ادامه مي دهيم .

ج ـ از برخورد خطوط به يكديگر نقاطي بدست مي آيد كه كمانها كوتاه و بكنواختي را به نقاط وصل كرده قوس سهمي بدست مي آيد .

6 ـ قوس هلالي : قوس كم خيز را اصطلاحا" قوس هلالي مي گويند .

اصطلاح قوس هلالي از هلال ماه گرفته شده است . معمولا" ارتفاع ( خيز ) اين قوس حدميان قوس كماني و قوس تخت ( لنتو ) مي باشد . خيز قوس هلالي به دلخواه تعيين مي گردد . شعاع اين قوس از روي محور وسط دهنه به دو تكيه تعيين مي گردد . زماني كه خيز كمي از قوس خواسته شود شعاع بلندتر بر روي محور استخراج شده و اين نسبت خيز قوس با يكديگر رابطه غير مستقيم دارد و زماني كه خيز ( ارتفاع ) قوس زياد شود ، طول شعاع كوتاه خواهد شد .

7ـ قوس كماني :چنانچه خيز قوس زياد انتخاب شود قوس كماني بوجود مي آيد . قوس كماني داراي مقاومتي بيشتر از قوس هلالي مي باشد . طريقه ترسيم قوس هلالي ( كماني ) با توجه به شكل زير مي باشد .

نحوه ساختن قالب قوسها :

براي ساختن قوسها از انواع قالبها استفاده مي شود بعنوان مثال يك نمونه از قالبها ، قالب گچي مي باشد كه طريقه ساختن و اجراي آن را همراه با قوس نيم دايره به ترتيب مراحل كار در زير مشاهده مي كنيد :

1 ـ بوسيله كلوك هاي آجري يكنواخت در راستاي كمان دايرة خارجي خط قوس چيده مي شود .

2 ـ براي الگو در آوردن قوس داخلي بايد كلوك ها به شكل سروته در آمده تا بتوانند حركت دوراني خط قوس داخلي داشته باشند .

3 ـ كلوك هاي آماده شده در راستاي زيرين چيده مي شود ؛ سپس دو سر كلوك گذاري به وسيله ي آجر بسته خواهد شد .

4ـ براي عدم اتصال دو غاب گچ به صفحه ي تخمير از خاك رس غربال شده ي نرم ، خاكستر كاه نرم غربال شده يا خاكستر استفاده مي كنيم و آن را به طور يكنواخت در سطح بين دو منحني كلوك هاي چيده شده مي پاشيم .

5 ـ براي مسلح كردن قالب ، ميل گردي به قطر 6يا 8 ميلي متر به شكل نيم دايره آماده مي سازيم .

6 ـ به وسيله ي گچ دستي دو غاب ريزي تا ارتفاع كلوك ها انجام مي شود ؛ سپس ميل گرد را در داخل گچ قرار داده دوباره دو غاب ريزي تا ارتفاع سطح كلوك ها انجام مي گيرد .

7ـ پس از خود گيري نسبي دو غاب گچ با اهرم كردن ، كلوك ها از گچ ريخته شده جدا مي گردد و زايده هاي آن به وسيله ي ماله تراشيده مي شود . پس از خود گيري قالب ، با اهرم كردن و كشيدن قالب به جلو آن را از سطح تخمير جدا مي سازيم .

8 ـ سطوح خلل و فرج قالب به وسيله ي گچ الكي آماده تسطيح مي شود .

9ـ پس از تميز كردن سطح تخمير ، قالب ديگري نيز ساخته مي شود .

نمايش قوسي نيم دايره بر سطح صفحة تخمير

نحوة ساختن قالب گچي قوس نيم دايره

استقرار قالب

1ـ در اجراي قوس نيم دايره ، تكيه گاه سازي وجود ندارد ، زيرا نسبت به كمان دايره انتقال نيرو از قوس دقيقا" به ستون وارد مي شود ، به همين دليل ، پس از مرطوب كردن دو نبش به وسيله ي ملات گچ ، دو سه قدي به شكل كاملا" تراز ، يك سانتي متر پايين تر از پا كار نصب مي شود .

2ـ بين دو ستون ريسمان كار كشيده مي شود .

3ـ ملات گچ بر سر سه قدي گذاشته شده استقرار قالب به طور تراز روي سه قدي انجام مي شود .

4ـ نخ شاقول را در راستاي قالب قرار مي دهيم . امتداد ريسمان كار و وزنه ي شاقول با باد خودر يك ميلي متر از ريسمان كشي ،بين دو ستون عمل شاقول سازي قالب انجام مي شود .

5 ـ نگه داري قالب به وسيله تنگ بستن چوب تير و ميخ يا با دست انجام مي شود .

6 ـ قالب دوم در نبش ناحيه ي پشت نيز بنا بر اصول گفته شده مستقر مي شود .

محاسبة رج هاي قوس روي قالب

1ـ نظر به اين كه طول كمان قوس نيم دايره در قسمت خارجي به مراتب بيش تر طول دور داخلي قوس كماني است ، ملات خور در ناحيه ي قالب حدود 8 ميلي متر انتخاب مي شود .

2ـ به وسيله ي كلوك ، ضخامت آجر و اندازه ي ملات خور روي قالب از يك پاكار نشانه گذاري مي شود و در پاكار مقابل به پايان مي رسد .

توجه 1 :محاسبه بايد به گونه اي باشد كه ضخامت رج ها يكسان بوده نيم لايي يا چفت بند در قوس به وجود نيايد .

توجه 2 :چنان چه محاسبه به گونه اي صورت گيرد كه شروع رج هاي از دو پاي قوس با تقارن رج انجام شود قوس داراي نمايي زيبا خواهد بود : يعني ، اگر شروع نماي قوس با آجر درسته باشد در ضلع مقابل نيز بايد شروع قوس با همان آجر بوده مگر اين كه امكان پذير نباشد .

بنّايي قوس نيم دايره :

1ـ ملات گچ و خاك بر سطح پاكار روي ستون آجري كشيده مي شود . آجر آب خور را در راستاي قالب و ستون طوري مستقر مي سازيم كه عرض يا طول آجر دقيقا" به طور عمودي بر روي قالب نشست داشته باشد .

2ـ در اين اجرا آجر از يك طرف با نشست در راستاي قالب ، يعني لبه ي آجر در راستاي قالب و از طرف ديگر ، با شمشه كش كردن از ستون آجري صورت مي گيرد و بايد در راستاي آجر نصب شده و با شاقول سازي و كنترل آجر نصب شده در قوس انجام شود .

3ـ ادامه ي نصب آجر در راستاي قالب ، در نبش ديگر ستون بنا به اصول شمشه كش كردن دنبال مي شود .

4 ـ نصب رج هاي قوس از دو جهت رج به رج و به طور همگن صورت مي گيرد .

توجه : با استفاده از چوب اندازه ، ارتفاع يكنواخت در قوس به وجود مي آيد .

هم چنين شمشه كش كردن رج هاي نصب شده قوس در امتداد ستون آجري و شاقول سازي از طريق ريسمان كار ، بين دو ستون كار دنبال مي شود .

بنا به اصول ذكر شده ساختن قوس و نصب رج هاي با رعايت اصول كامل ملات خور صورت مي گيرد . اين كار بايد در راستاي نشانه گذاري روي قالب تا تيزه و با توجه به نشست عمودي قطعات آجر بر روي قالب انجام شود . شمشه كش كردن سطح قوس از دو طرف و كنترل شاقولي قوس از دو جهت ، هم چنين ريسمان كشي بين دو ستون نيز بايد با دقت صورت گيرد . يكباد كردن قطعات سطح زير قوس در عرض 5/1 آجره و استفاده از چوب اندازه براي يك نواخت بودن ارتفاع و كمان قوس از سطح قالب نيز امري ضروري است ؛ افزون بر آن ، رعايت يك نواختي ملات خور در ناحيه ي كمان داخلي و خارجي و در اصطلاح قفل كردن سر تيزه و انجام آخرين رج به وسيلةلاشه آجر ( كار بند كردن ) ، پايان اين كار است .

شانه سازي ( كونال ) قوس ساخته شده

1ـ پس از پايان ساختن قوس و باز كردن قالب قوس كه در اصطلاح « شانه قوس » گفته مي شود ، به وسيله رج چيني و تراش آجر به شكل پخ ، كناره هاي قوس بنّايي مي شود .

2ـ عمل رج چيني بين دو قوس ، اصطلاحا" كونال سازي گفته مي شود ، كه رج به رج بنّايي مي شود .

توجه : اصطلاح كونال در ابتدا « كوه نال » بوده است ؛ بدين معني كه اگر اثر بار و فشار بر كوه وارد شود ، كوه ناله خواهد كرد و اين اصطلاح بنّايي است كه رايج شده است . « كونال » در واقع نقطه ي بحراني قوس است كه در مقابل نيروي فشار قرار مي گيرد ؛ از اين رو ، بستن و مهارسازي نواحي كونال از ويژگي كار ساختن قوس است . اين اجرا سبب پيش گيري از رانش قوس مي شود .

3 ـ با رعايت پيوند ، ادامه ي آجر چيني بعد از كونال تا شانه هاي انتهايي قوس و به اصطلاح تخت كردن روي قوس ، در يك رج انجام مي شود .

كاربند كردن تيزة قوس

تخت كردن شانه هاي روي قوس

برگرفته از وبلاگ نقشه کشی ساختمان استان همدان

تاريخچه مختصري از پيدايش و تكامل قوسها در ساختمان

مطالب مشابه :

مقاله فهرست اجزای اصلی ساختمان

دتایل نعل درگاه بتنی برای سازه های بنایی

نمونه طرح درس روزانه نقشه کشی معماری

دیتیل اجرایی معماری: جزييات اتصال در و پنجره

برنامه کلاسی درس عناصر و جزئیات ساختمان

جزییات اجرای ساختمان

تاريخچه مختصري از پيدايش و تكامل قوسها در ساختمان

انواع ترک در ساختمان