Stavíme cihlový oblouk (1.): Úvod do konstrukce a vysvětlení pojmů

Zděná klenba je jedním z nejstarších konstrukčních prvků a není proto divu, že se vyskytuje v mnoha podobách doslova po celé Zemi. Cihlový oblouk je dokonalým příkladem toho, že forma následuje funkci. Jeho estetická přitažlivost spočívá v rozmanitosti.

Krátký exkurz do historie

Ve druhé polovině 19. století byl v ruinách Babylonie objeven oblouk. Archeologové odhadují, že oblouk byl postaven kolem roku 1400 př. n. l. Byl postaven z dobře vypálených cihel doutníkového tvaru a vyzděn z hlíny.
Číňané, Egypťané a další rovněž využívali tzv. oblouk již před křesťanskou érou. Později se objevily složitější oblouky, klenby a kopule se složitými tvary a kříženími stavěli římští stavitelé ve středověku.

Trocha pojmů

Především kvůli různorodosti komponentů a prvků se pro oblouky vyvinula vlastní terminologie.

Opěra: zdivo nebo kombinace zdiva a dalších konstrukčních prvků, které podpírají jeden konec oblouku.

Oblouk: Způsob konstrukce, při kterém zdivo překlenuje otvor přenášením svislých zatížení do stran. Na sousední nosníky, a tím i na opěry. Některé běžné typy oblouků jsou následující:

• Slepý oblouk – oblouk, jehož otvor je vyplněn zdivem.
• Býčí oko – oblouk, jehož intrados (vnitřní a spodní linie nebo křivka oblouku) tvoří plný kruh. Známý je také jako kruhový oblouk.
• Eliptický oblouk se dvěma středy a plynule se měnícími poloměry.
• Pevný oblouk, jehož šikmý hřbet má pevnou polohu a sklon. Zděné oblouky jsou pevné oblouky z povahy své konstrukce.
• Šikmý oblouk tvořený kuželovými stěnami a tenkými maltovými spárami.
• Gotický oblouk s poměrně velkým poměrem stoupání k rozpětí, jehož strany tvoří kružnicové oblouky, jejichž středy jsou tvořeny kružbami, které jsou jejich středy jsou na úrovni linie pružin. Označuje se také jako oblouk kapkovitý, rovnostranný nebo lancetový, v závislosti na tom, zda jsou vzdálenosti středů menší, rovné nebo větší než oblouk.
• Podkovovitý oblouk – oblouk, jehož intrados je větší než půlkruh a menší než plný kruh. Známý rovněž jako arabský nebo maurský oblouk.
• Jack – plochý oblouk s nulovým nebo malým stoupáním.
• Víceúhelníkový oblouk jehož křivka se skládá z několika oblouků kružnic, které se obvykle dotýkají v místě svého vrcholu – v průsečících.
• Odlehčovací oblouk – postavený nad nadpražím, valeným obloukem nebo menším obloukem, který odvádí zatížení a odlehčuje tak spodní oblouk nebo nadpraží od nadměrného zatížení. Známý také jako odlehčovací nebo bezpečnostní oblouk.
• Segmentový oblouk, jehož intrados je kruhový, ale menší než půlkruh.
• Půlkruhový oblouk -oblouk, jehož intrados je půlkruhový (půlkruh).
• Šikmý plochý oblouk, který je konstruován s klenákem, jehož strany jsou skloněny pod stejným úhlem jako klenák. Vyznačuje se šikmým hřbetem a stejnou šířkou cihel a maltových spár.
• Trojúhelníkový oblouk tvořený dvěma rovnými, šikmými stranami.
• Tudorovský hrotitý oblouk se čtyřmi středy a středním poměrem stoupání a rozpětí, jehož všechny čtyři středy jsou pod úrovní oblouku a na vnějších stranách.
• Benátský oblouk tvořený kombinací valené klenby na koncích a půlkruhového oblouku uprostřed. Známý i jako oblouk královny Anny.
• Klenák: Relativně malé stoupání valené klenby.

Vystředění: dočasné podepření sloužící k podepření oblouku do doby, než se oblouk stane samonosným.

Koruna: vrchol vnějšího oblouku. U symetrických oblouků je koruna ve středním rozpětí.

Hloubka: rozměr oblouku v místě šikmého hřbetu, který je kolmý na osu oblouku, s tím, že hloubka je rovna hloubce oblouku. Za svislý rozměr oblouku považujeme rozměr oblouku v místě vypružení.

Extrados: oblouk, který ohraničuje horní okraj oblouku.

Intrados: křivka, která ohraničuje spodní okraj oblouku. Rozdíl mezi podhledem a intradosem spočívá v tom, že intrados je linie, zatímco podhled je plocha.

Klínový kámen: vnitřní stěna (voussoir): stěna umístěná na koruně oblouku. Nazývá se také klíč.

Průběh štítku: je to prstenec vystupujícího zdiva, který tvoří extrados klenby.

Stoupání: maximální výška podhledu oblouku nad úrovní jeho pramenné linie.

Zpětný sklon (skewback): plocha, na které se oblouk spojuje s opěrou.

Úhel sklonu: úhel, který svírá šikmý hřbet s vodorovnou rovinou.

Podhled: plocha oblouku nebo klenby v intradosu.

Rozpětí: Vodorovný světlý rozměr mezi opěrami. Zdivo mezi vodorovnou čarou vedenou korunou a svislou čarou vedenou korunou, procházející nejvyšším bodem šikmého hřbetu.

Odpružení: v místě, kde šikmý hřbet protíná intrados.

Pružina: v místě, kde se nachází první zkosená stěna.

Linie pružin: vodorovná čára, která protíná pružinu.

Voussoir: Jeden zdicí prvek oblouku.

Konstrukční funkce oblouků

Oblouk z cihelného zdiva se používá k překlenutí otvorů značné délky v mnoha různých podobách. Konstrukční účinnost se přisuzuje zakřivení oblouku, které přenáší svislá zatížení příčně podél oblouku na opěry na obou koncích. Přenos svislých sil vyvolává vodorovné i svislé tlaky v místech, kde se přenášejí svislé síly. Zakřivení oblouku a zadržení oblouku opěrami způsobuje kombinaci těchto sil ohybového napětí a osového tlaku. Hloubku, stoupání a konfiguraci oblouku lze upravit tak, aby se napětí udržovala převážně tlaková. Cihlové zdivo je v tlaku velmi pevné, takže oblouky z cihelného zdiva mohou unést značné zatížení.

Historicky se oblouky stavěly z nevyztuženého zdiva. Většina oblouků z cihelného zdiva je proto i nadále z nevyztuženého zdiva. Oblouky s velmi dlouhým rozpětím a oblouky s malým stoupáním mohou vyžadovat ocelovou výztuž, aby se odolával napětí v tahu. I zmenšení velikosti opěr a tloušťky oblouku z důvodu úspory může vyžadovat začlenění výztuže.

Propracované a složité oblouky se někdy vyrábějí prefabrikovaně, aby se předešlo složitému řešení na staveništi. Většina prefabrikovaných oblouků z cihelného zdiva je vyztužená. Prefabrikované oblouky se staví mimo staveniště a dopravují se na staveniště nebo se staví přímo na staveništi. Ke zvedání oblouku na místo ve zdi se často používají jeřáby.

Jestliže nevyztužený nebo vyztužený oblouk z cihelného zdiva není vhodný z důvodu následného zatížení, bude oblouk vyžadovat podporu. Tuto podporu obvykle zajišťuje ocelový úhelník. Jde o nejběžnější způsob podepření cihlového zdiva. Ocelový úhelník se ohýbá podle zakřivení vnitřní strany oblouku. Jestliže je oblouk podepřen ocelovým úhelníkem, je navržen tak, aby unesl celou hmotnost cihelného zdiva.

-jik-
Foto: iStock