Bögen und Kuppeln

Das sind die Ruinen des Kolosseums, eine der meistbesuchten Touristenattraktionen in Europa. Die Außenmauern sind wahrscheinlich der spektakulärste Teil dieses Amphitheaters. Sie sind 48 Meter hoch, und bestehen aus vier Stockwerken aus Stein. Bevor das Gebäude einstürzte, bestand jede der drei unteren Ebenen aus 80 gebogenen fensterartigen Öffnungen. Jede Öffnung ist durch eine Steinstruktur gebildet, die aussieht wie ein umgekehrtes U.

Diese Struktur — ein Bogen – ist sehr stabil und in der Lage, große Lasten zu tragen. Wie funktioniert das? Die Bögen im Kolosseum bestehen aus keilförmigen Steinen Sie sind breiter an einem Ende und schmaler am anderen. Diese Steine, Voussoirs genannt, fügen sich einem Halbkreis oder einem Bogen zusammen. Wenn eine Last von oben einwirkt drückt das zentrale Voussoir, der so genannte Schlussstein, gegen die beiden benachbarten Steine an den Seiten.

Diese wiederum drücken auf die darunter liegenden Voussoirs. Auf diese Weise wird die Last gleichmäßig verteilt und zu den Seiten des umgekehrten „U“ übertragen – auf die vertikalen Stützen. Da die Voussoirs gegeneinander gedrückt werden, sind die einzigen Kräfte, die in Bögen vorhanden sind, quetschende – komprimierende – Kräfte. Was wäre, wenn anstelle eines Bogens dort ein gerade Steinblock – ein Balken – wäre? Im Gegensatz zu einem Bogen, ist ein Balken sowohl Druck- als auch Streckkräften – Zugkräften – ausgesetzt.

Stein ist ein Material, das Druckkräften sehr gut standhält und trägt. Aber er ist viel schwächer, wenn es um Zugkräfte geht. Also, in Gebäuden aus Stein, erweisen sich Bögen als stärker als Balken. Bögen wurden häufig von den alten Römern verwendet, um Brücken, Amphitheater und Aquädukte zu bauen. Aber auch heute noch werden Bögen oft verwendet, um bestimmte Strukturen zu stützen, vor allem solche, die sich über große Entfernungen ausbreiten, wie Brücken.

Es gibt ein weiteres Strukturelement das ähnlich wie der Bogen funktioniert. Stell dir vor, du nimmst einen Bogen und drehst ihn um seine Mittelachse. Dies würde zu einer dreidimensionalen Form führen, die so wie eine umgedrehte Schüssel aussieht, innen hohl. Das ist eine Kuppel. Ähnlich wie Bögen, werden Kuppeln aus Passstücken hergestellt die übereinander liegen und eine Halbkugel bilden. Die Konstruktion ermöglicht es, die Last in Druck- und Zugkräfte aufzulösen.

In einer Kuppel, sind die Kräfte nach unten und rund um den Umfang der Kuppel gerichtet. Kuppeln waren in der Architektur beliebt, weil sie große Räume umschließen können dabei stabil und stark bleiben. Abgesehen davon, können sie auch sehr schön und beeindruckend sein! Daher waren sie im Laufe der Jahrhunderte besonders in großen Gebäuden mit kultureller Bedeutung, wie Tempel, Museen, Regierungs- oder Universitätsgebäude, verbreitet. Im Laufe der Zeit wurden viele verschiedene Arten von Kuppeln erfunden und eine große Auswahl an Materialien und Designs wurde zum Bau von Kuppeln verwendet.

Heute bedecken Kuppeln Stadien, dienen als Gewächshäuser, und stellen andere Arten von Gehäusen bereit. Im Laufe der Geschichte, haben Bögen und Kuppeln zur Funktion und Schönheit von Strukturen auf der ganzen Welt beigetragen. Es ist möglich, dass du einige Gebäude in deinem täglichen Leben mit diesen wichtigen architektonischen Elemente siehst! Schau einmal genau hin!