בנייה באבן-האדם מחפש קורת גג

מהמערות עד לגותיקה המאוחרת - התפתחות הקירוי בארכיטקטורה

פרק 2 - הקורה לאורך ההיסטוריה לאור התמורות הגיאופוליטיות במזרח התיכון (14,500 - היום)

naxos-griechenland-portara-chora-kykladen.jpeg
הקורה של ליגדמיס במקדש לאל היווני אפולו, 530 לפנה״ס, האי נקסוס, יוון

בהיסטוריה האדריכלית קורה או משקוף, הוא מרכיב הנדסי-מבני הנמצא אופקית על מנת לאפשר מפתח דו או תלת מימדי במבנה. 

הקורה נושאת עומסים והיא חלק משלד הבניין בין אם הוא מעץ, אבן או בטון.

שימושה העיקרי הוא לגשר על מפתחי דלתות או חלונות ולהעברת העומסים המופעלים מעל, לקירות נושאים או לעמודים אנכיים לעבר היסודות. בקורות אבן נעשה שימוש בבנייה בעת העתיקה, בעיקר עד המצאת הקשת. השימוש בקורות אבן נעשה בעיקר במקדשים וארמונות בשל המאמץ האנושי הרב הכרוך בבנייה מסוג זה.

ככל שרוצים ליצור מפתח גדול יותר כך יש צורך בקורת אבן עבה הרבה יותר. ככל שגוש האבן גם ארוך יותר וגם עבה יותר, כך נוצר קושי עצום בהעלאתו כגוש אל מעל העמודים. 

מבנה הסטונהנג' הפרה-היסטורי שבאנגליה וכן גם המקדשים המצריים העתיקים נחשבים לפלאי בנייה בין השאר מסיבה זו.

כאשר מניחים כמה קורות אחת ליד השנייה, יש לנו חלל, שימוש שבהשוואה לדלתות או חלונות מראה מפתח תלת מימדי.

שימוש בקורות נראה כבר לפני 14,500 שנה במזרח התיכון, הן היו עשויות מאבן או גזעי עץ לא מעובדים. גזעי העץ היוו בד״כ את המפתח היותר מקובל ושימש לקירוי גגות בעוד שאבני גוויל לא מסותתות שימשו מעל לחלונות או דלתות.

נקודות השיא של אדריכלות הקורות הייתה בתקופות האימפריות המצרית והיוונית, שאחריהן כבר הומצא השלב הבא - הקשת הרדיאלית. הקורה כאלמנט לגיטימי בבנייה משמשת עד היום והתפתחה רבות, כמו קורת בטון מזוין או קורת פלדה.

cd428c47-c921-4c5b-bf78-792bba11405d-greece-athens-parthenon-perched-atop-the-acropolis.jp
הפרתנון: מפתח מירבי של 4 מטר בין העמודים

מומנט כפיפה בקורה:

מומנט כיפוף מתאר את כוחות הכיפוף הפועלים על קורה.

בכל רגע פועל על קורה שנמצאת במצב אופקי מאמצי כפיפה, מה שמוביל למתחים בתוכה.

עקב המומנט הזה, שני כוחות ישפיעו על הקורה, בחלק העליון יהיה כוח לחיצה ובתחתית הקורה - כוח המתיחה.

באזור האמצעי ישנו קו אופקי שבו שני הכוחות מבטלים זה את זה, והוא נחשב נייטרלי. 

בקורת אבן הכוח המשפיע מבחינה הנדסית הוא כוח המתיחה. כאשר הקורה עוברת את סף יכולת הנשיאה שלה - היא תגיע לכדי גזירה (סידוק אנכי) והתפרקות הקורה.

כוחות שפועלים על קורה.gif

סך הכוחות הפועלים על קורה,
בחלק העליון יש לחיצה, בחלק התחתון מתיחה ובאמצע אזור ניטרלי

גזירה בקורה:

כוחות גזירה הם כוחות שפועלים על כל חלק בחתך הקורה, והם נגזרת של מומנט הכיפוף ונמצאים בניצב אליו.

בקורה, כוח הגזירה מקביל למאמץ שפועל עליה מעל, ז״א - כוח הגזירה יופעל מלמעלה למטה.

Shear1.png
כוח הגזירה על קורה בחתך A-B, מתח הלחיצה המגיע מעומס קיר ממעל, נתקל בעמוד התומך בקורה מתחתיה. באזור זה נקבל את כוח הגזירה הגבוה ביותר.

נקודות עיקריות בפיתוח הקורה לאורך ההיסטוריה

צילום מסך 2022-07-30 ב-14.07.25.png

מגדל יריחו, (9000 לפני הספירה בקירוב) - אחד השימושים העתיקים ביותר במשקופים העשויים מאבן גוויל (לא מסותתת).

Stonehenge_Closeup.jpg

סטונהנג', אנגליה (2200 לפני הספירה בקירוב) - דוגמה למשקוף ״מזויף״,

מלבד למשקל העצמי של המשקוף אין שום עומס מלמעלה.

המונומנט מציג תיאור סכמטי מושלם של המערכת - קורה אשר נתמכת ע״י שני עמודים.

עמוד וקורה במצרים לוקסור.jpg

מצרים העתיקה (3150 - 31 לפנה"ס) - התרבות הראשונה ששמה את מערכת קורות ועמודים מסותתים מאבן בלב הבנייה המונומנטלית. 

בתמונה: מקדש המתים של רעמסס השלישי, המאה 16-13 לפנה"ס.

מאז המהפכה התעשייתית( 1760 לספירה בקירוב)

צילום מסך 2022-03-01 ב-12.38.28.png
צילום מסך 2022-07-30 ב-14.07.38.png
צילום מסך 2022-07-30 ב-14.07.49.png

קורות פלדה:

קורות פלדה החלו להופיע עם תחילת המהפכה התעשייתית (1760 ואילך) ובתחילה שימשו לבניית מסילות רכבת. בניגוד לקורות מאבן או מעץ, את קורות פלדה אפשר ליצוק/לערגל בפרופיל מתוכנן מראש העונה באופן מדויק על הצורך ההנדסי שאליו מיועדת הקורה.

פרופילים (צורת החתך) לדוגמה: L, U, I, H ,מלבני, מרובע עגול וכו... 

בתמונה: קורת פלדה בצורת I.

בטון מזוין:

בטון מזוין הוא חומר מרוכב (ז״א שני חומרים ויותר), המתקבל משילוב רשתות או מוטות של פלדה או חומר אלסטי אחר, עם בטון. השילוב בין שני חומרים שונים שמשלימים זה את זה יוצר חומר עמיד מאוד למאמצים שהשפיע רבות על יצירת קורות במפתחים שלא נודעו עד המצאתו.

בסיס הרעיון הוא שמקדם ההתפשטות של החומרים הנ״ל יחסית זהה, וזה אומר שהם לא דוחים אחד את השני.

בתמונה: השימוש בפלדה בתחתית קורת בטון (באדום) מאזן את כוח המתיחה הטבעי של הבטון באזור זה (קו מקווקו).

התפתחות הקירוי לאור התמורות בהיסטוריה האנושית

סוף עידן הקרח  האחרון (115,000-11,700 לפני זמננו) השפיע על תחילת המהפכה החקלאית במזרח התיכון, ז״א השפיע על היציאה ההדרגתית מחיי ציד וליקוט לחיי משכן קבע (לפי הארכיאולוג האוסטרלי וִיר גוֹרדוֹן צַ'יילד, 1892-1957). אנו רואים את הכפרים הראשונים בעמק הירדן מייד בסוף תקופה זו, וסיימו בעצם 100,000 שנה שהתאפיינו בטמפרטורות קיצונית שזכו לשם עידן הקרח האחרון. 

התקופה הניאוליתית (החל מ11,700 לפני זמננו) החלה והביאה את אחד השינויים המכריעים בתולדות האדם: ביות צמחים ובעלי חיים, ז״א ראשית החקלאות.

התהליך הביא לשינוי שורשי בהתנהגות חברות האדם - כלכלה, צורת ואופי המגורים, גודל האוכלוסייה, ארגון חברתי, מסחר, פולחן ואמנות.

דרך החיים הפליאוליתית שנמשכה כ2,600,000 שנה בקירוב והתאפיינה בציד ולקט בקבוצות קטנות של אנשים ששינו את מקום מושבם לפי עונות השנה הסתיימה. תקופת מגורי הקבע החלה.

טבלה 1: ההבדלים העיקריים בין התקופה הפלאוליתית לתקופות הניאוליתית והכלקוליתית

צילום מסך 2022-07-30 ב-15.32.43.png
צילום מסך 2022-07-30 ב-14.08.05.png
צילום מסך 2022-07-30 ב-14.08.13.png
צילום מסך 2022-07-30 ב-14.08.33.png
כפר נאוליתי.jpg
צילום מסך 2022-07-30 ב-14.08.41.png

התקופה האפיפליאוליתית (ביוונית: אחרי תקופת האבן הקדומה) היתה תקופה שנמשכה בערך כ20,000 עד 11,700 שנה לפני ימינו. והתאפיינה במעבר תרבותי למבני קבע ותחילת החקלאות, זאת היתה מעין תקופת ביניים בין תקופת האבן לתחילת המהפכה החקלאית.

 

בתי קבע החלו להיבנות, אלה היו בקוטר של כ-3 - 6 מטרים. בית טיפוסי היה בור חפור עם אבני גוויל עם קיר תומך מאבני גוויל. 

הגג נתמך על ידי ענפים עבים, שעליהם נבנו קורות עץ לא מעובדות כגג, הגג כוסה ככל הנראה בחומר צמחי כהגנה מפני השמש.

 

בתקופה הזאת אנחנו רואים מבנים שתוכננו ברמה גבוהה יחסית לשאר מבני הכפר. נהוג לחשוב שהיה אז צורך במקום גדול ואולי מובחן יותר משאר בתי הכפר להתכנסות או לתפילה. בסביבות 9500 לפני הספירה החלה התקופה הניאוליתית. 

 

ביריחו לדוגמא, שנחשבת לעיר הקדומה בעולם היה צורך לאור התבואה שהתקבלה מהשדות במבנים סגורים - מגורות ומכלאות לבעלי חיים. הכפרים גדלו וכך גם הבתים (כ-30 - 100 מ"ר). הם היו עגולים תחילה (בסביבות 9500 לפנה״ס) ומאוחר יותר הפכו למרובעים (בסביבות  7500 לפנה״ס), אולי כדי לחסוך מקום בכפרים שהיו מאוכלסים בצפיפות.

בתקופה הנ״ל שיטות הבנייה התחילו והכילו מחשבה גדולה יותר מאי פעם באיך ולמה בונים.

לדוגמא: לצורך הרחקה של מכרסמים ממגורות תבואה וייצר יסוד חזק שלא מושפע מרטיבות בנו יסוד עד לגובה מטר בקירוב מאבני גוויל ובוץ ושאר הקיר שהיה קיר נושא נשאר קל ושילב קש עם בוץ. לראשונה בהיסטוריה ישנם בתים עם שתי קומות עשויים אבן גוויל (אתר בסטה, וואדי שוואיב בעבר הירדן).

באזורים מיוערים נראו קורות עץ ברוחב של 3-6 מטר כקורות גג. אבני גוויל גדולות ושטוחות יחסית החלו לשמש כמשקופים לדלתות וחלונות.

קפיצה קדימה ולא כרונולוגית לתרבות מצריים, אנחנו מוצאים היפוסטיל (אולם שקורות הגג נתמך ע״י שורות עמודים) בשטח של 5000 מ״ר  עם קורות ו134 עמודים תומכים מאבן מסותתת ביד אמן בגובה של 15 מטר. (אולם העמודים בכרנך, מאה ה13 לפנה״ס).

 

שרשור התמונות: פיתוח אדריכלי במזרח התיכון, כ-14,500 עד 2000 לפני הספירה. 

מגג פשוט - לכפר - למקדש.

טבלה 2: השוואת התפתחות מפתחי המבנים 14,500 - 2000 לפני הספירה.

צילום מסך 2022-07-30 ב-15.33.06.png

עד 1800 לפני הספירה לא הייתה התפתחות משמעותית בתחום האלמנטים התומכים בארכיטקטורה הקדומה. השינויים היו קשורים בעיקר למידות ולחומר הקורות. אבנים חצובות גדולות מאוד החליפו קורות עץ ועמודים עבים וקירות תומכים מאבן מסותתת עם חומרי מליטה ע״ב סיד שרוף החליפו קירות שנבנו עם אבני גוויל בתערובת של אדמה וקש.

 עם אפשרות השימוש במספר עמודים יציבים בחלל, שרטטו האדריכלים הקדומים קורות אבן מהקיר התומך לעמוד הבא ומשם לקיר הנגדי, וכך יצרו ״יערות עמודים״ שמאפיינים את תרבות הבנייה במצריים ולאחר מכן את תרבות יוון.

גודל הקורה משפיע באופן טבעי על גודל הפתחים. סתתי במצרים השתמשו בכלי ברונזה מוקשים ע״מ ליצור ולהתקין קורות אבן גדולות מאוד. כך נוצרו שערי ענק מאבן במפתח של 4 - 6 מטרים.

הקורה, שהשימוש בא החל עוד בפרהיסטוריה, לא עזבה אותנו עם התפתחות הטכנולוגיה, להפך, לאחר תקופה של אלפיים שנה שבה התמקדו בטכניקות קירוי אחרות (ההתקופה הרומאית עד תחילת המהפכה התעשייתית) היא חזרה ובגדול.

עקפה את הקמרונות, את כל סוגי הקשתות והיא שולטת היום באמצעי הקירוי העומדים לרשותנו.

החומרים השתנו, והמימדים גדלו, אך כל גורדי השחקים משתמשים כיום באותה טכניקה שבה החברות הקדומות מעמק הירדן לפני 12,000 שנה השתמשו - עמודים וקורות.

בית פלדה חשוף_edited.jpg
Stonehenge_Closeup.jpg

החיים כספירלה: אז והיום, בעצם אותה טכנולוגיה – עמודים וקורות

להתראות בפרק הבא, 
אוהד כהן, סטודיו אבא אבן