4.PŘEDNÁŠKA KLENEBNÍ KONSTRUKCE Klenba - je architektonický útvar, který uzavírá shora prostor a nese sám sebe. Tlaky (svislé a šikmé) zachycují podporovací části (zdi) a opěrný systém. Výjimku tvoří iluzivní klenba, bedněná na trámovou konstrukci z prken a na rákos omítaná. TERMINOLOGIE Historie klenebních konstrukcí sahá až do 4.tisíciletí př.n.l (starověké kultury Mezopotámie, Řecko, Itálie, Jižní Amerika apod.). Nejstarší klenby konstruovány jako NEPRAVÉ PŘEČNĚLKOVÉ, vzniklá přesahem vodorovných vrstev kamene nebo cihel. PRAVÁ KLENBA je vytvořena zakřivením zdění konstrukce; byla známá již v Mezopotamii a Řecku (Olympie, 4.stol.př.n.l.). 1 - klenák, 2 - težiště klenáku, 3 - ložná spára, 4 - pata klenby, 5 - opěra klenby, 6 - složkový obrazec, T - tangenciální složka (sčítá se s ostatními a přenáší se do opěry), N - normálová složka (přemáhá se třením v ložných spárách a pevností materiálu), P - výslednice tlaku jednotlivých klenáků 1 - opěra klenby, 2 - pata klenby, 3 - líc klenby, 4 - nadezdívka, 5 - vrcholový klenák, 6 - rub klenby, 7 - ložná spára, 8 - styčná spára, v - výška klenby, O-O' - délka klenby, l - rozpětí klenby KLENEBNÍ KONSTRUKCE 1
KLENÁK = klínovitě přitesaný kámen klenebního oblouku; závěrečný kámen ve vrcholu klenby (hlavní klenák) KLENEBNÍ ČELO = plocha, kterou se otevřená část klenby opírá o stěnu KÁPĚ = plocha klenby nebo její část KLENEBNÍ PÁS, = úzký pruh valené klenby, odděluje jednotlivá pole klenby a zpevňuje konstrukci. KLENEBNÍ ŽEBRO = kamenný či keramický prut o různých profilech, nesený příporou nebo konzolou a nahoře pravidelně vzepřený klenákem; vyjadřuje tektonickou funkci gotické klenby, nese její tlak a přenáší ho na pilíře Gotickou klenbu (a některé renesanční, barokně gotické a novogotické klenby) charakterizují žebra - klenební, meziklenební, přístěnná či přízední - o různých profilech, které umožňují poměrně přesné datování stáří klenby. Zprvu bývají žebra kamenná nebo keramická (a pestře omalovaná), od renesance se napodobují i ve štuku a v romantismu též ve dřevě. KLENEBNÍ POLE (TRAVÉ) = Samostatně klenutý nebo pojatý úsek klenby, oddělený od sousedních meziklenebními žebry nebo pasy KLENEBNÍ VÝSEČ = klenební útvar, vzniklý kolmým průnikem dvou různě vysokých valených kleneb nestejného rozponu, případně i průřezem. V neckové klenbě jsou časté koutové výseče. Klenební výseče se charakterizují podle půdorysného tvaru (trojboké, pětiboké, oválné, segmentové) nebo podle svého vzájemného vztahu (styčné, nestyčné). LUNETA = plocha stěny, vymezená vodorovnou základnou a půlkruhovým, stlačeným, nebo segmentovým obloukem, vznikající v klenební výseči (včetně lunetové římsy), ve slepených arkádách apod., vyplňovaná malbou nebo sgrafitem. DRUHY KLENEB (a) klenba zavřená: valená (podélná, půlválcovitá, dvě opěry), polovalená (opřená vrcholem o stěnu), valená lunetová (kolmý průnik větší valené klenby soustavou menších valených kleneb), klášterní (kolmý průsek dvou kleneb valených), neckovitá, plochým seříznutím klenby zrcadlová, kupole (polokoule nad prostorem kruhového či oválného půdorysu), česká (polokulová báň, svisle odřená zdmi), placka (místo polokoule kulová úseč), nad čtvercovým půdorysem placka česká, nad obdélníkovým placka pruská. (b) klenba otevřená: křížová (kolmý průnik dvou i více valených kleneb, svedených do ostrých hran), křížová žebrová (hrany zesíleny kamennými či cihlovými žebry, která mají hlavní nosnou funkci), hvězdicová (průnik několika valených kleneb, žebra vytvářejí na líci hvězdové motivy), síťová (obdoba, pravidelný síťový vzorec), vějířová (žebra vějířovitě rozložena po celé klenební líci), kroužená (žebra tvoří bohaté kroužené obrazce), visutá (svorník spuštěn hluboko pod vrchol), sklípková či diamantová (žebra mizí, plasticky působivé sestavení ploch a plošek kápí), hráňová (mělké sklípky), hřebínková (zcela zploštělá, tenké hrany vytažené v omítce). KLENEBNÍ KONSTRUKCE 2
I. ROMÁNSKÉ STAVBY Nejstarší dochované stavby na našem území jsou zaklenuty především KUPOLÍ (nad kruhovými půdorysy rotund; rotunda sv.petra v Budči, 9./10.stol. apod.), resp. KONCHOU (čtvrtkruhová klenba nad apsidou románských kostelů). V románských stavbách byla také používána VALENÁ KLENBA, polokruhového profilu se stejně tvarovanými pasy. VALENÉ KLENBY jsou základem všech kleneb a klenou se od jedné podpory k druhé v neměnném tvaru. Při zaklenování valené klenby je potřebné podepření bedněním, bednění pásů můžou tvořit zakřivené dřevěné šablony (křivost bednění větší valené klenby se dosáhne skružemi, opět je možnost výškově vyrovnat klíny), které jsou konci buď na cihlách vystupujících z líce zdiva nebo na skobách zaražených do ložných spár ostění, mezi takto vytvořené opory a šablonu se vloží kónické klíny, kterými se šablona výškově vyrovná. Klenba se zdí postupně z obou stran stejně tak, aby nedošlo k jednostrannému přetížení bednění. Po zaklenutí a zatvrdnutí malty se uvolněním klínů bednění uvolní a odstraní, odstraňuje se pozvolna. Nejnáročnější středověkou klenbou je KLENBA KŘÍŽOVÁ, tvořená kolmým pronikem valených kleneb, stoupavá směrem ke svému středu. Bednění klenby: konce bednících desek byly podepřeny u stěny (na stěny vytvořen ozub pro uložení konce fošen) a na vnitřní diagonále (ramenáty). Později se do stěny vsazovaly vystupující žebrové profily (tzv.přízední žebra) nebo se ve stěně vytvořila drážka pro osazení konce bednění. Provedení: lomové zdivo s dostatkem malty (malta natažena na bednění v souvislé vrstvě, do ní kladeno zdivo); tesaný kámen výjimečně. U románských (i gotických) staveb jsou prvky, důležité pro konstrukci křížové klenby, podstatnou součástí architektonického tvarosloví, např. konzoly pod výběhy pasů na stěnách. II. GOTICKÉ STAVBY Pokračuje užití jednoduchých klenebních tvarů. K používaným klenbám přibývají uzavřené KLENBY KLÁŠTERNÍ KLÁŠTERNÍ KLENBU tvoří průnik dvou nebo více valených kleneb klenutých ve směru od patek k vrcholu klenby, ve kterém nosnou část tvoří žebrové skruže ve vrcholu podepřené vertikálním sloupkem - tzv. mnichem. Klášterní klenba vyžaduje oporu po celém obvodě, oporou mohou být stěny, pásy, traverzi apod. Klíčový význam pro gotickou architekturu má užití KLENEBNÍCH ŽEBER. První (masivní a málo klenutá) se objevují kolem poloviny 13.století, provedená převážně z tesaného kamene. Žebro nahradilo diagonální ramenát k upevnění konců bednících desek. KLENEBNÍ KONSTRUKCE 3
Pro žebrovou soustavu byla důležitá soudržnost jednotlivých prvků žebra, proto byly prováděny doplňující výztužné spoje různého typu, např. kovové trny, vkládané nebo vylévané olověné vložky apod. Bednění klenby: bednící dřeva ukládána na horní hranu žebra, později horní část žebra stupňovitě profilována pro uložení konců bednících dřev a současném provázání zdiva klenby se žebrem. Podle otisků šalovacích dřev je rozpoznatelný systém bednění a způsob stavby klenby. Provedení: častěji se uplatňují cihly (vč. keramických prefabrikátů pro klenební žebra). Po svislém obvodovém zdivu se provedl krov s krytinou, následované štíty a teprve nakonec se vyzdila klenba. Klenba křížová reagovala na větší počet otvorů v obvodových stěnách rozdělením na klenby šestidílné, popř. pětidílné. Rozdělení klenby na menší díly znamenalo, že jednotlivé části měly trojúhelníkový tvar. V případě zaklenutí prostoru s rovnoběžnými stěnami to znamenalo, že se při tomto dělení ocitla patka proti lunetě a naopak KLENBA OBKROČNÁ. Rozvinutí tohoto systému umožnilo zaklenout prostor s téměř libovolnou sestavou otvorů ve stěnách. Postupně se přechází ke stále plynulejšímu zaklenutí prostoru, posléze mizí i dělící žebra. Klenba hlavního chóru svatovítské katedrály (Petr Parléř) je již tvarově provedena jako průběžná valená s nestyčnými trojbokými výsečemi tzv. SÍŤOVÝ ŽEBROVÝ RASTR SÍŤOVÁ KLENBA. Tj. klenba, kterou charakterizuje průběžný vzor (síť) klenebních žeber, sjednocující prostor, na rozdíl od soustavy jednotlivých, mechanicky řazených žebrových křížů. V období pozdní gotiky byly tvary kleneb stále propracovanější, v případě obdélných půdorysů se tvar klenby odvozoval od síťové klenby (tj. valená klenba s výsečemi). V žebrových obrazcích byli oblíbené motivy hvězdic (KLENBY HVĚZDOVÉ) a KLENBY KROUŽENÉ, jejichž žebra vytvářejí v půdorysném průmětu části kružnic. (Vladislavský sál, Starý královský palác, Pražský Hrad). V závěru období se objevují naturalistické motivy přetínání, kroucení, visuté vedení, přikládání, žebra v podobě suchých větví. Dokladem pozdně gotické virtuozity je SKLÍPKOVÁ KLENBA, vytvořená Arnoldem Vestfálským (nový palác saských vévodů v Míšni, 70.léta 15.století). Zaklenutí bez žeber cihlovými omítnutými klenbami, jejichž kápě se rozpadají do systému dalších samostatných klenbiček, oddělených ostrými hranami. OZVUČNICOVÉ NÁDOBY keramické hrnce, zapojené do zdiva kápí tak, že jejich otevřená část směřovala do prostoru; umísťované pravděpodobně z důvodu akustického efektu. PRŮCHODKY dutiny v klenební kápi určené k protažení provazů ke zvonům nebo pro závěsy svítidel apod.; popř. opatřené dřevěnými průchodkami nebo keramickými tvarovkami. KLENEBNÍ KONSTRUKCE 4
III. RENESANČNÍ STAVBY Od 1.poloviny 16.století vlašská renesance - běžně používány zejména valené klenby s výsečemi. Materiál: cihla, tl.klenby cca 15cm, omítané, hladké s hřebínky na okrajích výsečí. 2.pol.16.století a počátek 17.století klenby se snižují, běžně užívány viditelné (tj. pod lícovou stranou klenby) kované kleštiny. Používání klášterní klenby a koutové přisazení klenebních výsečí, někdy v kombinaci s neckovým středem klenby, v zámeckých a měšťanských domech. Rovné trámové gotické stropy nahrazovány lehkými cihelnými klenbami, jejichž rytmus klenebních výsečí byl (s ohledem na již existující otvory, kterým se vyhýbaly) nepravidelný. Do zdiva bylo nutné zapustit koutové výběhy nové klenby NEBO se ke zdivu přisadily koutové nebo přístěnné příložky jako podpora pod kouty nebo výběhy kleneb. NECKOVÁ KLENBA tj. klášterní klenba nad obdélníkem, s rovným středovým polem. Na významnějších sakrálních i profánních renesančních stavbách se začaly uplatňovat KUPOLE, popř. víceboje klášterní klenby. KUPOLE je klenba s kruhovým půdorysem, která tvoří kulový vrchlík KLENBY KUPOLOVÉHO TYPU nad podélnými centrálami. LUNETOVÉ ŘÍMSY podstřešní římsa, podélné poloviny valených kleneb se styčnými trojbokými výsečemi. IV. BAROKNÍ STAVBY Baroko užívá především uzavřené klenby a klenby na složitých oválných půdorysech, s bohatou štukovou výzdobou, často opatřena malbami. Základní byla klenba stlačeně valená se styčnými trojbokými výsečemi. Pro rané baroko jsou typické klenby o velké tloušťce s opatrnějším půlkruhovým profilem. V průběhu 2.poloviny 17.století se klenby odlehčují, zplošťují a zvětšují. Zároveň dochází k rozšíření rejstříku především klenebních výsečí vedle trojbokých se začaly používat i pětiboké výseče. Časté je také přiklonění i čelních stěn v sálových prostorech staveb. Baroko již nepoužívá těsné koutové přisazení výsečí. U klášterních kleneb větších prostor se používala tzv.zrcadla štuková výzdoba, snížení výškového nároku klenby. (ZRCADLOVÁ KLENBA -zrcadlová klenba vznikne z klášterní nebo rovné klenby nahrazením vrcholu přímou klenbou s malým vzepětím (asi 1/30 rozponu přímé klenby) tato část klenby bývá z cihel nebo železobetonu.) Zaklenutí čtvercového půdorysu vyzdění kolmo překřížené dvojice pasů, vybíhajících ze středu stěn; do zbývajících částí klenby v koutech místnosti se vkládaly kápě plochého tvaru s různou možností sklonu (od přelomu 17./18.století). Větší prostory nejčastěji zaklenuty valenou klenbou s trojbokými výsečemi, dělená výraznými pasy ty KLENEBNÍ KONSTRUKCE 5
postupně z líce kleneb mizí, ale zůstávají na rubové straně (ztužení). Běžná tloušťka kleneb 15-17 cm podle druhu cihel (rakouský formát 30x15x7.5 cm, německý formát 25x12.5x7.5 cm a nebo cihly kratší, méně než 25 cm, a širší, kolem 17 cm). PLACKOVÁ KLENBA - tvořená výsečí kopule nad čtvercovým půdorysem, se segmentovými čely. Nejstarší doklady již z pozdní renesance, v průběhu 18. století jejich užití stoupá a dochází ke zjednodušení skladby klenby a k jejímu zplošťování. V průběhu 1.poloviny 18.století se plackovými klenbami začínají uzavírat větší prostory kostelních lodí. Ve 2.polovině 18.století plackové klenby převažují nad ostatními klenebními tvary. Výhoda - zvednutá čela, tj. odpadal problém komplikovaného vkládání klenebních výsečí; snadné dodatečné vkládání do starších staveb. Nevýhoda nebylo možné je plynule spojovat, bylo nutné mezi jednotlivé části vkládat nosné pasy, u běžných polí šířky 60 cm. ČESKÁ PLACKA má tvar kulového vrchlíku; vznikne odříznutím bočních stran kopule čtyřmi svislými rovinami (jestliže tyto roviny procházejí stranami rovnoběžníka vepsaného základně polokopule vznikne klenba česká, jestliže tyto roviny procházejí stranami rovnoběžníka vepsaného úseči polokopule vznikne česká placka). PRUSKÁ PLACKA otevřená klenba nad obdélným půdorysem, poměrně plochá, čelní oblouky jsou segmentové. Vznikne posunem kratšího svislého ramenátu ( oblouk tvořící) po dvou dalších ramenátech ( oblouk řídící). NEPRAVÁ KLENBA užívána zejména u pozdně barokních podélných prostorů, zaklenutých nižším plackovým tvarem, s omítkou na dřevěné konstrukci s bedněním. KUPOLE nad stále většími kruhovými, vícebokými i oválnými půdorysy, u nás jednoplášťové, zděné, osvětlení tzv lucernou. ZTUŽENÍ KLENEB pomocí diferencovaného zdění vlastní klenby (vrstevnicové zeslabování klenebních kápí; např. na větších plackových klenbách se uplatňoval systém radiálního paprsčitého rubového ztužení; popř. se užívala kombinace obou způsobů), pomocí přídavné konstrukce, tj. dřevěných a železných kovaných táhel kleštin. Prvky ztužující soustavy byly osazeny před vlastním zděním klenby dokládá rozvinutost systému a vyšší úlohu stavebního plánu (určení polohy ztužujících prvků). Ztužující prvky umísťovány především na rubové straně klenby. Častou variantou bylo propojení železného vyztužení symetricky skloněnými táhly nad klenbami s konstrukcí krovu (vaznými trámy). V. KLASICISTNÍ STAVBY Konec 18. 1.polovina 9.století - převládá placková klenba (vícelodní plackové klenutí s pasy svedenými do pilířových podpor nebo sloupů (u náročnějších staveb toskánských) ). V průběhu 1.poloviny 19.století se tvary kleneb zplošťují. Kromě plackové klenby se také používaly valená klenba s pětibokými výsečemi, popř. klenby křížového typu. Ve 2.čtvrtině 19.století přibývají klenby pruského typu. Materiál cihla, tloušťka 15, max. 17 cm. Ztužující soustava na rubu klasicistních kleneb se vyskytuje jen výjimečně. V následujícím období klesá užívání klenebních konstrukcí a postupně mizí z běžně používaného KLENEBNÍ KONSTRUKCE 6
stavebního rejstříku. VI. 2.POLOVINA 19.STOLETÍ Pokračuje vývoj plackových kleneb ke stále plošším tvarům, s postupnou převahou pruských kleneb; vývoj směřoval ke klenbě segmentové (užívaly se také klášterní tvary neckové se zrcadly). Přetrvalo užívání valené klenby s pětibokými výsečemi. V historizujících stavbách se užívaly příslušné typy historických kleneb. Materiál cihla, tloušťka 15 cm (převažoval rakouský formát cihel). V sestavách většího počtu polí segmentových kleneb se zpočátku uplatňují masivní klenuté pasy, v závěru století se rozšířilo používání ocelových I nosníků, které postupně nahrazují pasy mezi jednotlivými poli segmentových kleneb KLENBY STÁJOVÉ. V závěru století byly konstruovány segmentové klenby (do traverz) s co nejmenším vzepjetím profilu (vzepjetí 30-50mm), které se dorovnávaly omítkou do vodorovné plochy KLENBY PŘÍMÉ. Postupně se vyvinulo několik variant, které pro zdění využívaly lehčený keramický materiál různě zazubené tvarovky s dutinami. KLEINOVA KLENBA pasy již jsou rovné, ke spodní spáře mezi jednotlivými řádky cihel byly přikládány ocelové pásky. KLENEBNÍ KONSTRUKCE 7