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'''アーチ'''（{{lang-en-short|arch}}）とは、下に開口部を設ける機能と支持体としての機能を備えた、典型的には[[曲線]]的な部分の<ref name="Merriam_Webster">Merriam Webster, definition of arch.</ref>、あるいはそのアーチに形状が似た構造物である<ref name="Merriam_Webster" />。 |
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'''アーチ'''（{{lang-en-short|arch}}）とは、中央部が上方向に凸な曲線形状をした[[梁 (建築)|梁]]、もしくは上方向に凸な曲線形状そのものを言う。上部をアーチ形に築いた門のことを'''拱門'''（きょうもん、{{Lang-en|archway}}）、常緑樹の葉で包んだ弓形の門を'''緑門'''（りょくもん、{{Lang-en|green arch}}）{{sfn|上田|1941|p=2}}と呼ばれる。 |
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== 概要 == |
== 概要 == |
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[[ファイル:Pont du Gard FRA 001.jpg|thumb|300px|[[ポン・デュ・ガール]]]] |
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アーチは[[建築史]]を語る上で非常に重要な要素である。世界的に見ると古代から19世紀までの[[建築物]]の多くは[[組積造]]であり、 アーチは古代[[エジプト]]、[[バビロニア]]、[[ギリシャ]]、[[アッシリア]]などで古くから使われていたが、その多くは地下の構造物であった。古代ローマ人はアーチを利用し、たとえば[[ポン・デュ・ガール]]（[[ユゼス]]の湧き水を50km離れた[[ニーム (フランス)|ニーム]]にまで運ぶ水道（[[水路]]）をガルドン川を越えて通すための[[水路橋]]）も建造し、また[[コロッセオ]]では[[オーダー (建築)|オーダー]]と組み合わせることで、装飾的な外壁を生み出した。 |
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梁の2つの支点間を長く取ったり、カーブの曲率を上げて高く大きな下部空間を得ることが可能であるため、大スパンを掛け渡す[[橋]]や、大きな開口部を持つ[[壁]]を造る際に使われる。アーチ形状の構造物内では、[[鉛直]]方向の荷重の大部分の力は[[圧縮力]]であり両端の支点まで伝えられる。これは、大部分が曲げ[[モーメント]]と[[せん断力]]として力が伝わる直線形状の梁と対照的である。したがってアーチは、圧縮力に強く、せん断力や引張力（曲げモーメントは構造物内に引っ張り力を引き起こす）に弱い[[組積造]]の構造物において特に有効であるといえる。{{Anchors|ブラインド・アーチ}}なお、開口部が開口しておらず壁になっている（通り抜けできない）アーチもあり、これは特に[[ブラインド・アーチ]]と呼ばれる<ref name="tuji_2003_p44">{{Harvnb|辻本敬子／ダーリング常田益代|2003|p=44}}</ref>。 |
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アーチは下に開口部を生み出すので、下に川の水を通さなければならない[[橋]]や、また建物の壁に出入口や窓を造る場合、門を造る場合、等々に使われる。 |
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[[西洋]]に残る[[建築物]]の多くは[[石造]]、すなわち[[組積造]]であるため、技術としてのアーチの発展は、[[建築史]]を語る上で非常に重要な要素である。アーチは古代[[エジプト]]、[[バビロニア]]、[[ギリシャ]]、[[アッシリア]]などで古くから使われていたが、その多くは地下の構造物であり、地上において大きく発展させたのは[[古代ローマ]]であろう。[[ユゼス]]の湧き水を50km離れた[[ニーム (フランス)|ニーム]]にまで運んだ[[アーチ橋]][[ポン・デュ・ガール]]は、古代ローマ人がアーチの効果を深く理解していたことを示すものであると言える。また、[[コロッセオ]]では[[オーダー]]と組み合わせることで、装飾的な外壁を生み出している。 |
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アーチ形状の構造物内では、[[鉛直]]方向の荷重の大部分の力は'''[[圧縮力]]'''であり、その力は両端の支点まで伝えられる。 アーチは、[[石材]]や焼成[[煉瓦]]など、圧縮に強い[[建築材料]]で組むことができる。 |
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<!--せん断力や引張力（曲げモーメントは構造物内に引っ張り力を引き起こす）に弱い[[組積造]]の構造物において--> |
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アーチは2次元内に収まるものであるが、これを3次元に展開したものが[[ヴォールト]]と[[ドーム]]である<ref>「図説 人類の歴史 別巻 古代の科学と技術 世界を創った70の大発明」p70 ブライアン・M・フェイガン編 西秋良宏監訳 朝倉書店 2012年5月30日初版第1刷</ref>。ヴォールトはアーチに属する平面に垂直な直線上を移動させた際の軌跡が描く立体であり、ドームはアーチの対称軸周りにアーチを回転させた際の軌跡が描く立体である。いずれも大きな空間を、組積造にて実現するには欠かせない技術である。 |
アーチは2次元内に収まるものであるが、これを3次元に展開したものが[[ヴォールト]]と[[ドーム]]である<ref>「図説 人類の歴史 別巻 古代の科学と技術 世界を創った70の大発明」p70 ブライアン・M・フェイガン編 西秋良宏監訳 朝倉書店 2012年5月30日初版第1刷</ref>。ヴォールトはアーチに属する平面に垂直な直線上を移動させた際の軌跡が描く立体であり、ドームはアーチの対称軸周りにアーチを回転させた際の軌跡が描く立体である。いずれも大きな空間を、組積造にて実現するには欠かせない技術である。 |
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なお、[[窯]]を組む場合もアーチで組む場合がある。 |
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== アーチの構造 == |
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ファイル:Velia.jpg|''Porta Rosa'' と呼ばれる[[石垣|石積み]]橋（[[紀元前4世紀]]、[[ヴェーリア (アシェーア)|ヴェーリア]]） |
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ファイル:arch.of.constantine.threequarter.view.arp.jpg|[[コンスタンティヌス1世]]の紀元[[312年]]の勝利を記念して建てられた[[コンスタンティヌスの凱旋門]]（[[イタリア]] [[ローマ]]） |
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ファイル:Ig NSra Assuncao Linhares 2.jpg|二重の[[飾り迫縁]]（ポルトガル） |
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ファイル:Bl-burg-innenhof-oben.jpg|石造りの廃墟にあるアーチ（ドイツ） |
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ファイル:DirkvdM havana casa bolivar.jpg|[[ハバナ]]の Casa Simón Bolívar のアーチ |
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ファイル:Geghard gavit-IMG 2564.JPG|[[ゲガルド修道院とアザト川上流域|ゲガルド修道院]]のアーチ |
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ファイル:Igreja, Mosteiro Alcobaça.jpg|[[アルコバッサ修道院]]のアーチ |
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ファイル:Arc de triomphe frontsimple.jpg|[[エトワール凱旋門]]は[[19世紀]]の建築物だが、[[古代ローマ]]の様式をモデルにしている。 |
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File:NagasakiMeganebashi.jpg|[[眼鏡橋 (長崎市)|長崎の眼鏡橋]]。2連の[[アーチ橋]]。 |
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ファイル:Nihonbashi 12.jpg|現在の[[日本橋 (東京都中央区の橋)|日本橋]]（1911年完成）。こちらも2連のアーチ橋。 |
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</gallery> |
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=== 組積造りアーチの建造法 === |
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[[ファイル:アーチ構造図.png|thumb|220px|アーチ]] |
[[ファイル:アーチ構造図.png|thumb|220px|アーチ]] |
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アーチの基本である組積造のアーチを建造するには、まずは、「支保工」を組む。完成時のアーチ下の曲面を作るように[[材木]]類を組み、これに沿うようにして楔形の部材を弧の下方から順に積んでゆく。 |
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アーチの力学的効果は、その形状が完成してはじめて得られるものである。つまり組積造のアーチの建設中においては、アーチ下部を支保工にて支えて施工しなければならない。そして最後に楔状の石を、アーチ中央部に上から打ち込むことによって、アーチ構造が完成する。最後に打ち込むこの石を[[キーストーン]]（楔石、要石）といい、組積造ではないアーチにおいても、これをモチーフとした装飾を見ることができる。 |
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そして最後にアーチ中央部の一番高い位置に楔状の石を上から打ち込むことによってアーチ構造が完成し、力学的に自立する。最後に打ち込むこの石を[[キーストーン]]（楔石、要石）という。{{Efn|組積造ではないアーチにおいても、これをモチーフとした装飾を見ることができる。}} |
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== 擬似アーチ == |
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{{Main|持送りアーチ}} |
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[[ファイル:擬似アーチ構造図.png|thumb|220px|擬似アーチ]] |
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アーチの弧の部分が完成したら、その脇から上にかけて構造材を並べるように積んでゆく。上から荷重をかけることでアーチはさらに安定し強固なものとなる。 |
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'''擬似アーチ'''とは、図のようにアーチ部分の石を水平に少しずらしながら空間を得る構造である。'''持送りアーチ'''または'''迫り出しアーチ'''とも呼ばれる。ただし力学的にはアーチと異なる。[[クメール様式]]で知られる[[アンコール遺跡]]に残る遺跡に数多く見ることができる。 |
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アーチがある程度安定したら、その下にある支保工は解体して他のアーチの建造に流用し、部材を節約できる。 |
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== 歴史 == |
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[[ファイル:Bridge Alcantara.JPG|thumb|220px|ローマ橋の半円アーチ（[[スペイン]] [[アルカンタラ]]）]] |
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[[ファイル:Aqueduto das Águas Livres (1).jpg|thumb|220px|高さ65mにも及ぶアグアス・リーブル水道橋の尖頭アーチ（[[リスボン]]）]] |
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[[ファイル:Columnes_-_Gran_Mesquita_de_Kairuan.jpg|thumb|220px|モスク内の馬蹄形アーチ（[[チュニジア]] [[ケルアン]]）]] |
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== 歴史 == |
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アーチは[[メソポタミア]]の[[ウラルトゥ]]、[[ペルシア]]、[[ハラッパー]]、[[古代エジプト]]、[[バビロン]]、[[古代ギリシア]]、[[アッシリア]]といった文明で知られていたが、それほど多用されることはなく、側面からの推す力の問題がほとんどない排水路などの地下構造物にほぼ限定されていた。アーチを使った最古の都市の門は、[[青銅器時代]]中ごろのもので、イスラエルの[[アシュケロン]]で8フィートの幅のものが見つかっている。 |
アーチは[[メソポタミア]]の[[ウラルトゥ]]、[[ペルシア]]、[[ハラッパー]]、[[古代エジプト]]、[[バビロン]]、[[古代ギリシア]]、[[アッシリア]]といった文明で知られていたが、それほど多用されることはなく、側面からの推す力の問題がほとんどない排水路などの地下構造物にほぼ限定されていた。アーチを使った最古の都市の門は、[[青銅器時代]]中ごろのもので、イスラエルの[[アシュケロン]]で8フィートの幅のものが見つかっている。 |
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[[ローマ帝国]]では、[[ローマ橋]]、[[ローマ水道]]、門などのアーチ構造が建設された。また、軍事的記念碑として[[凱旋門]]が作られるようになった。さらにホールや寺院など広い部屋の天井に、[[ドーム]]構造の一種でもある[[ヴォールト]]が紀元前1世紀ごろから使われ始めた。 |
[[ローマ帝国]]では、[[ローマ橋]]、[[ローマ水道]]、門などのアーチ構造が建設された。また、軍事的記念碑として[[凱旋門]]が作られるようになった。さらにホールや寺院など広い部屋の天井に、[[ドーム]]構造の一種でもある[[ヴォールト]]が紀元前1世紀ごろから使われ始めた。 |
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ローマのアーチは半円形で、奇数個のアーチ用の石（[[迫石]]）で構成されている。奇数個の石になるのは、アーチの頂上に要石が1つ必要だったからである。ローマのアーチは建設が容易だが、強度は最強というわけではない。側面が外側にふくらむ傾向があり、それを相殺するために石積みの重量が逆方向にかかるよう余分に石が必要になる。ローマ人は水道、宮殿、円形競技場などの建築物に、この半円形のアーチを多用した。 |
ローマのアーチは'''半円形アーチ'''で、[[半円]]の形をしており、奇数個のアーチ用の石（[[迫石]]）で構成されている。奇数個の石になるのは、アーチの頂上に要石が1つ必要だったからである。ローマのアーチは建設が容易だが、強度は最強というわけではない。側面が外側にふくらむ傾向があり、それを相殺するために石積みの重量が逆方向にかかるよう余分に石が必要になる。ローマ人は水道、宮殿、円形競技場などの建築物に、この半円形のアーチを多用した。 |
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{{Anchors|尖頭アーチ}}ヨーロッパでは、半円アーチに続いて[[ゴシック建築|ゴシックアーチ]]または |
{{Anchors|尖頭アーチ}}ヨーロッパでは、半円アーチに続いて'''[[ゴシック建築|ゴシックアーチ]]'''または'''尖頭アーチ'''（最上部がとがったアーチ）が生まれた。これらは中心に向かってより大きな力がかかるようになっており、したがって半円アーチよりも強い。半円アーチを少しつぶした形の'''楕円アーチ'''は[[楕円]]の弧に似た形状のもので、{{仮リンク|サンタ・トリニタ橋|it|Ponte Santa Trinita}}などに見られる。[[ゴシック建築]]の体系を賞賛していたスペインの建築家[[アントニ・ガウディ]]は、自然法則に見られる形状を建築に導入することに熱心で、そのひとつが[[カテナリー曲線|カテナリー]]を上下逆にしたアーチ「カテナリーアーチ」である。彼は「建築学的[[松葉杖]]」と呼ぶ[[フライング・バットレス|飛梁]]を嫌いカテナリーアーチを使用した。カテナリーアーチは、今日では力学的に安定であることがわかっている。今日では、カテナリに似た、放物線その他の曲線が使われることもある。 |
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[[馬蹄]]形アーチは半円アーチに基づいているが、両側が一旦広がってから窄んでいる。この形状のアーチとしては、紀元1世紀のインドで岩に彫ったものが知られているが、くみ上げられた馬蹄形アーチとしては、3世紀から4世紀の[[アクスム王国]]（現在の[[エチオピア]]から[[エリトリア]]）のものと[[シリア]]のものが知られている<ref>Stuart Munro-Hay, ''Aksum: A Civilization of Late Antiquity''. Edinburgh: University Press. 1991. ISBN 0-7486-0106-6, p.111.</ref>。スペインの西ゴート様式の建築、[[イスラーム建築]]、[[ムデハル様式]]の建築で使われ、[[ダマスカス]]の[[モスク]]や[[ムーア人|ムーア]]風建築に見られる。馬蹄形アーチは強度よりも装飾性を重視したものである。 |
'''[[馬蹄]]形アーチ'''は半円アーチに基づいているが、両側が一旦広がってから窄んでいる。この形状のアーチとしては、紀元1世紀のインドで岩に彫ったものが知られているが、くみ上げられた馬蹄形アーチとしては、3世紀から4世紀の[[アクスム王国]]（現在の[[エチオピア]]から[[エリトリア]]）のものと[[シリア]]のものが知られている<ref>Stuart Munro-Hay, ''Aksum: A Civilization of Late Antiquity''. Edinburgh: University Press. 1991. ISBN 0-7486-0106-6, p.111.</ref>。スペインの西ゴート様式の建築、[[イスラーム建築]]、[[ムデハル様式]]の建築で使われ、[[ダマスカス]]の[[モスク]]や[[ムーア人|ムーア]]風建築に見られる。馬蹄形アーチは強度よりも装飾性を重視したものである。 |
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|ファイル:Bridge Alcantara.JPG|{{仮リンク|アルカンタラ橋|en|Alcántara Bridge}}の半円アーチ。最初は[[ローマ時代]]、[[1世紀]]に建造。一旦破壊された歴史があり、現在のものは1543年に再建されたもの。（[[スペイン]] [[アルカンタラ]]） |
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|File:Arco medieval de Ayllón, Segovia, España, 2017 02.jpg|ヨーロッパ中世の尖頭アーチ。上部が尖っている。（スペイン[[セゴビア県]][[:en:Ayllón|Ayllón]]) |
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|File:Vechio Ponte Santa Trinita with the Oltrarno district.jpg|{{仮リンク|サンタ・トリニタ橋|en|Ponte Santa Trinita}}の楕円アーチ |
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|ファイル:Columnes_-_Gran_Mesquita_de_Kairuan.jpg|モスク内の馬蹄形アーチ（[[チュニジア]] [[ケルアン]]） |
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}} |
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[[メソアメリカ]]の文明では、様々な擬似アーチ（迫り出しアーチ）が使われていた。例えば[[トラチウアルテペトル|チョルーラの大ピラミッド]]の内部通路など、[[マヤ文明]]でよく使われていた。ペルーでは[[インカ帝国]]の建築物に台形アーチがよく使われていた。 |
[[メソアメリカ]]の文明では、様々な擬似アーチ（迫り出しアーチ）が使われていた。例えば[[トラチウアルテペトル|チョルーラの大ピラミッド]]の内部通路など、[[マヤ文明]]でよく使われていた。ペルーでは[[インカ帝国]]の建築物に台形アーチがよく使われていた。 |
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アーチを利用した[[橋]]は[[アーチ橋]]と呼ばれる。なおアーチ橋の架橋技術は、古代[[メソポタミア]]地方で発祥した技術が、世界に伝播して[[西洋]]と[[東洋]]それぞれ独自に発展したとする研究が発表されている{{sfn|武部健一|2015|p=9|ps=、武部「アーチは東漸したか」『第九回日本土木史研究発表会論文集』より孫引き。}}。 |
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アーチを利用した[[橋]]は[[アーチ橋]]と呼ばれ、世界中で古くから建設されていた。日本でも[[琉球王国]]では[[15世紀]]から、日本本土では[[江戸時代]]初期から建設が始まり、[[那覇市]]の[[天女橋]]や[[長崎市]]の[[眼鏡橋 (長崎市)|眼鏡橋]]、[[岩国市]]の[[錦帯橋]]、[[熊本県]][[山都町]]の[[通潤橋]]など現存しているものも多い。 |
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アーチは日本にまで伝来し、[[琉球王国]]では[[15世紀]]から、日本本土では[[江戸時代]]初期から建設が始まり、[[那覇市]]の[[天女橋]]や[[長崎市]]の[[眼鏡橋 (長崎市)|眼鏡橋]]、[[岩国市]]の[[錦帯橋]]、[[熊本県]][[山都町]]の[[通潤橋]]なども造られ、石造やレンガ造のアーチ橋は現存しているものも多い。 |
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また、アーチ構造を利用したダムは[[アーチ式コンクリートダム|アーチダム]]と呼ばれ、これも世界中で建造されている。 |
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<!-- 1748年の橋は、この節で使うには新しすぎて、やや不適切。1748年は中世ではない。中世は14世紀〜せいぜい15世紀ころまで。それ以降はルネサンス。 |
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[[ファイル:Aqueduto das Águas Livres (1).jpg|thumb|220px|1748年のアグアス・リーブル水道橋の尖頭アーチ。（[[リスボン]]） |
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== 種類 == |
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'''半円形アーチ'''、'''ゴシックアーチ'''（'''尖頭アーチ'''）、'''楕円アーチ'''、'''馬蹄形アーチ'''についてはついては上の[[#歴史]]の節で解説した。 |
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{{Anchors|ブラインド・アーチ}}なお、開口しておらず壁になっている（通り抜けできない）アーチもあり、これは特にブラインド・アーチと呼ばれる<ref name="tuji_2003_p44">{{Harvnb|辻本敬子／ダーリング常田益代|2003|p=44}}</ref>。 |
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アーチ構造を用いた橋は[[アーチ橋]]という。4種類ほどのタイプに下位分類されており、基本は石材やレンガでアーチを組みその上に道を通すタイプであるが、19世紀や20世紀に[[鋼]]材が使われるようになってからは、鋼材で作ったアーチを上方に設置しその下に道を吊るような構造の橋も出現した。 |
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上部をアーチ形に築いた門は'''拱門'''（きょうもん、{{Lang-en|archway}}）、常緑樹の葉で包んだ弓形の門は'''緑門'''（りょくもん、{{Lang-en|green arch}}）{{sfn|上田|1941|p=2}}と呼ばれる。 |
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アーチ構造を利用したダムは[[アーチ式コンクリートダム|アーチダム]]という。これは横方向からの水圧に耐えるためにアーチ構造を使う。 |
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== 擬似アーチ == |
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{{Main|持送りアーチ}} |
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'''擬似アーチ'''とは、図のようにアーチ部分の石を水平に少しずらしながら空間を得る構造である。'''持送りアーチ'''または'''迫り出しアーチ'''とも呼ばれる。ただし力学的にはアーチと異なる。 |
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[[クメール様式]]で知られる[[アンコール遺跡]]に残る遺跡でも数多く見ることができる。 |
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|ファイル:擬似アーチ構造図.png|擬似アーチ |
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|ファイル:Eleutherna Bridge, Crete, Greece. Pic 01.jpg|{{仮リンク|エレウテルナ橋|en|Eleutherna Bridge}}。[[持送りアーチ]]橋。スパンは3.95メートル。[[紀元前4世紀]]か[[紀元前3世紀]]のものと推定されており、[[古代ギリシア]]、[[クレタ島]]の[[都市国家]]{{仮リンク|エレウテルナ|en|Eleutherna}}によるもの。 |
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}} |
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== 他 == |
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建造物のアーチに形状が似ているもの。基本的に[[比喩]]である。 |
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[[虹]]は、弧の全体が綺麗に見える場合は形がアーチに似ているので「rainbow arch レインボーアーチ」などと言うことがある。 |
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屋外イベント類（マラソン大会や橋梁の開通式など）に用いられる、空気を入れて膨らませるビニール製の、弧の形をしたゲートは、アーチのような形をしているので「エアアーチ」という。 |
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File:Rainbow arch, Fairlie Crevoch, North Ayrshire.jpg|rainbow arch レインボーアーチ |
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== ギャラリー == |
== ギャラリー == |
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ファイル:Velia.jpg|''Porta Rosa'' と呼ばれる[[石垣|石積み]]橋（紀元前4世紀、[[ヴェーリア (アシェーア)|ヴェーリア]]） |
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ファイル:arch.of.constantine.threequarter.view.arp.jpg|[[コンスタンティヌス1世]]の紀元312年の勝利を記念して建てられた[[コンスタンティヌスの凱旋門]]（[[イタリア]] [[ローマ]]） |
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ファイル:gateway_arch.jpg|[[セントルイス]]の[[ジェファーソン・ナショナル・エクスパンション・メモリアル|ゲートウェイ・アーチ]]。[[カテナリー曲線|カテナリー]]アーチ。 |
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ファイル:Ig NSra Assuncao Linhares 2.jpg|二重の[[飾り迫縁]]（ポルトガル） |
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ファイル:Bl-burg-innenhof-oben.jpg|石造りの廃墟にあるアーチ（ドイツ） |
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ファイル:DirkvdM havana casa bolivar.jpg|[[ハバナ]]の Casa Simón Bolívar のアーチ |
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ファイル:Geghard gavit-IMG 2564.JPG|[[ゲガルド修道院とアザト川上流域|ゲガルド修道院]]のアーチ |
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ファイル:Igreja, Mosteiro Alcobaça.jpg|[[アルコバッサ修道院]]のアーチ |
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ファイル:Arc de triomphe frontsimple.jpg|[[エトワール凱旋門]]は19世紀の建築物だが、[[古代ローマ]]の様式をモデルにしている。 |
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ファイル:Wembley Stadium closeup.jpg|[[ウェンブリー・スタジアム]]（2007年、[[ロンドン]]） |
ファイル:Wembley Stadium closeup.jpg|[[ウェンブリー・スタジアム]]（2007年、[[ロンドン]]） |
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ファイル:gateway_arch.jpg|[[セントルイス]]の[[ジェファーソン・ナショナル・エクスパンション・メモリアル|ゲートウェイ・アーチ]]。[[カテナリー曲線|カテナリー]]アーチ。 |
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ファイル:USMC-110507-M-GR773-089.jpg|手でアーチを模したもの |
ファイル:USMC-110507-M-GR773-089.jpg|手でアーチを模したもの |
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== 脚注 == |
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{{脚注ヘルプ}} |
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マラソン大会や橋梁の開通式などの屋外イベントに用いられる仮設の構造物として、空気を入れて設置する'''エアアーチ'''がある。 |
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=== 注釈 === |
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== 脚注・出典 == |
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=== 出典 === |
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[[Category:建築構造]] |
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2024年9月20日 (金) 00:34時点における最新版
アーチ（英: arch）とは、下に開口部を設ける機能と支持体としての機能を備えた、典型的には曲線的な部分の[1]、あるいはそのアーチに形状が似た構造物である[1]。
概要
[編集]
アーチは建築史を語る上で非常に重要な要素である。世界的に見ると古代から19世紀までの建築物の多くは組積造であり、 アーチは古代エジプト、バビロニア、ギリシャ、アッシリアなどで古くから使われていたが、その多くは地下の構造物であった。古代ローマ人はアーチを利用し、たとえばポン・デュ・ガール（ユゼスの湧き水を50km離れたニームにまで運ぶ水道（水路）をガルドン川を越えて通すための水路橋）も建造し、またコロッセオではオーダーと組み合わせることで、装飾的な外壁を生み出した。
アーチは下に開口部を生み出すので、下に川の水を通さなければならない橋や、また建物の壁に出入口や窓を造る場合、門を造る場合、等々に使われる。
アーチ形状の構造物内では、鉛直方向の荷重の大部分の力は圧縮力であり、その力は両端の支点まで伝えられる。 アーチは、石材や焼成煉瓦など、圧縮に強い建築材料で組むことができる。
アーチは2次元内に収まるものであるが、これを3次元に展開したものがヴォールトとドームである[2]。ヴォールトはアーチに属する平面に垂直な直線上を移動させた際の軌跡が描く立体であり、ドームはアーチの対称軸周りにアーチを回転させた際の軌跡が描く立体である。いずれも大きな空間を、組積造にて実現するには欠かせない技術である。
なお、窯を組む場合もアーチで組む場合がある。
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二重の飾り迫縁（ポルトガル） -
石造りの廃墟にあるアーチ（ドイツ） -
ハバナの Casa Simón Bolívar のアーチ -
ゲガルド修道院のアーチ -
アルコバッサ修道院のアーチ -
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現在の日本橋（1911年完成）。こちらも2連のアーチ橋。
組積造りアーチの建造法
[編集]
アーチの基本である組積造のアーチを建造するには、まずは、「支保工」を組む。完成時のアーチ下の曲面を作るように材木類を組み、これに沿うようにして楔形の部材を弧の下方から順に積んでゆく。
そして最後にアーチ中央部の一番高い位置に楔状の石を上から打ち込むことによってアーチ構造が完成し、力学的に自立する。最後に打ち込むこの石をキーストーン（楔石、要石）という。[注釈 1]
アーチの弧の部分が完成したら、その脇から上にかけて構造材を並べるように積んでゆく。上から荷重をかけることでアーチはさらに安定し強固なものとなる。
アーチがある程度安定したら、その下にある支保工は解体して他のアーチの建造に流用し、部材を節約できる。
歴史
[編集]アーチはメソポタミアのウラルトゥ、ペルシア、ハラッパー、古代エジプト、バビロン、古代ギリシア、アッシリアといった文明で知られていたが、それほど多用されることはなく、側面からの推す力の問題がほとんどない排水路などの地下構造物にほぼ限定されていた。アーチを使った最古の都市の門は、青銅器時代中ごろのもので、イスラエルのアシュケロンで8フィートの幅のものが見つかっている。
古代ローマ人はエトルリア人からアーチを学び、それを洗練させ、初めて地上の建造物でアーチを多用するようになった。
- 「アーチ、アーチ型屋根やドームの利点を最大限利用した、ヨーロッパ初、いやおそらく世界初の建築者は、ローマ人である」[3]
ローマ帝国では、ローマ橋、ローマ水道、門などのアーチ構造が建設された。また、軍事的記念碑として凱旋門が作られるようになった。さらにホールや寺院など広い部屋の天井に、ドーム構造の一種でもあるヴォールトが紀元前1世紀ごろから使われ始めた。
ローマのアーチは半円形アーチで、半円の形をしており、奇数個のアーチ用の石（迫石）で構成されている。奇数個の石になるのは、アーチの頂上に要石が1つ必要だったからである。ローマのアーチは建設が容易だが、強度は最強というわけではない。側面が外側にふくらむ傾向があり、それを相殺するために石積みの重量が逆方向にかかるよう余分に石が必要になる。ローマ人は水道、宮殿、円形競技場などの建築物に、この半円形のアーチを多用した。
ヨーロッパでは、半円アーチに続いてゴシックアーチまたは尖頭アーチ（最上部がとがったアーチ）が生まれた。これらは中心に向かってより大きな力がかかるようになっており、したがって半円アーチよりも強い。半円アーチを少しつぶした形の楕円アーチは楕円の弧に似た形状のもので、サンタ・トリニタ橋などに見られる。ゴシック建築の体系を賞賛していたスペインの建築家アントニ・ガウディは、自然法則に見られる形状を建築に導入することに熱心で、そのひとつがカテナリーを上下逆にしたアーチ「カテナリーアーチ」である。彼は「建築学的松葉杖」と呼ぶ飛梁を嫌いカテナリーアーチを使用した。カテナリーアーチは、今日では力学的に安定であることがわかっている。今日では、カテナリに似た、放物線その他の曲線が使われることもある。
馬蹄形アーチは半円アーチに基づいているが、両側が一旦広がってから窄んでいる。この形状のアーチとしては、紀元1世紀のインドで岩に彫ったものが知られているが、くみ上げられた馬蹄形アーチとしては、3世紀から4世紀のアクスム王国（現在のエチオピアからエリトリア）のものとシリアのものが知られている[4]。スペインの西ゴート様式の建築、イスラーム建築、ムデハル様式の建築で使われ、ダマスカスのモスクやムーア風建築に見られる。馬蹄形アーチは強度よりも装飾性を重視したものである。
メソアメリカの文明では、様々な擬似アーチ（迫り出しアーチ）が使われていた。例えばチョルーラの大ピラミッドの内部通路など、マヤ文明でよく使われていた。ペルーではインカ帝国の建築物に台形アーチがよく使われていた。
アーチを利用した橋はアーチ橋と呼ばれる。なおアーチ橋の架橋技術は、古代メソポタミア地方で発祥した技術が、世界に伝播して西洋と東洋それぞれ独自に発展したとする研究が発表されている[5]。
アーチは日本にまで伝来し、琉球王国では15世紀から、日本本土では江戸時代初期から建設が始まり、那覇市の天女橋や長崎市の眼鏡橋、岩国市の錦帯橋、熊本県山都町の通潤橋なども造られ、石造やレンガ造のアーチ橋は現存しているものも多い。
種類
[編集]半円形アーチ、ゴシックアーチ（尖頭アーチ）、楕円アーチ、馬蹄形アーチについてはついては上の#歴史の節で解説した。
なお、開口しておらず壁になっている（通り抜けできない）アーチもあり、これは特にブラインド・アーチと呼ばれる[6]。
アーチ構造を用いた橋はアーチ橋という。4種類ほどのタイプに下位分類されており、基本は石材やレンガでアーチを組みその上に道を通すタイプであるが、19世紀や20世紀に鋼材が使われるようになってからは、鋼材で作ったアーチを上方に設置しその下に道を吊るような構造の橋も出現した。
上部をアーチ形に築いた門は拱門（きょうもん、英語: archway）、常緑樹の葉で包んだ弓形の門は緑門（りょくもん、英語: green arch）[7]と呼ばれる。
アーチ構造を利用したダムはアーチダムという。これは横方向からの水圧に耐えるためにアーチ構造を使う。
擬似アーチ
[編集]詳細は「持送りアーチ」を参照
擬似アーチとは、図のようにアーチ部分の石を水平に少しずらしながら空間を得る構造である。持送りアーチまたは迫り出しアーチとも呼ばれる。ただし力学的にはアーチと異なる。
クメール様式で知られるアンコール遺跡に残る遺跡でも数多く見ることができる。
他
[編集]建造物のアーチに形状が似ているもの。基本的に比喩である。
虹は、弧の全体が綺麗に見える場合は形がアーチに似ているので「rainbow arch レインボーアーチ」などと言うことがある。
屋外イベント類（マラソン大会や橋梁の開通式など）に用いられる、空気を入れて膨らませるビニール製の、弧の形をしたゲートは、アーチのような形をしているので「エアアーチ」という。
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rainbow arch レインボーアーチ
ギャラリー
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ウェンブリー・スタジアム（2007年、ロンドン） -
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手でアーチを模したもの
脚注
[編集]注釈
[編集]- ^ 組積造ではないアーチにおいても、これをモチーフとした装飾を見ることができる。
出典
[編集]- ^ a b Merriam Webster, definition of arch.
- ^ 「図説 人類の歴史 別巻 古代の科学と技術 世界を創った70の大発明」p70 ブライアン・M・フェイガン編 西秋良宏監訳 朝倉書店 2012年5月30日初版第1刷
- ^ Robertson, D.S.: Greek and Roman Architecture, 2nd edn., Cambridge 1943, p.231
- ^ Stuart Munro-Hay, Aksum: A Civilization of Late Antiquity. Edinburgh: University Press. 1991. ISBN 0-7486-0106-6, p.111.
- ^ 武部健一 2015, p. 9、武部「アーチは東漸したか」『第九回日本土木史研究発表会論文集』より孫引き。
- ^ 辻本敬子／ダーリング常田益代 2003, p. 44
- ^ 上田 1941, p. 2.
参考文献
[編集]- Roth, Leland M (1993). Understanding Architecture: Its Elements History and Meaning. Oxford, UK: Westview Press. ISBN 0-06-430158-3 pp. 27–8
- 辻本敬子／ダーリング常田益代『ロマネスクの教会堂』2003年。ISBN 4-309-76027-9。
- 上田万年, 松井簡治『大日本国語辞典』冨山房、1941年。2020年4月2日閲覧。
関連項目
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外部リンク
[編集]- 世界最古と言われているアーチ イラクで米軍兵士が撮影したもの
- DIYinfo.org - DIY関連ウィキ。レンガなどでアーチを造る方法を解説している（英語）
- 『アーチ』 - コトバンク
