Hallkirke vs. Basilika, konstruksjonsutfordringer i middelalder-kirker

Abstract

Hensikten med denne oppgaven er å bevise at hallkirker ble bygget i de mindre landsbyene i den gotiske perioden, fordi den geometriske kompleksiteten til basilikaer medførte større krav om kunnskap om statikk og større økonomisk belastning. I de store fjernhandelsbyene kan en ofte finne en basilika, et massivt, praktfullt bygg med forskjellige høyder på sideskip og midtskip. Overgangen fra romansk periode til gotisk periode innførte spissbuene og utviklet ingeniørkunst. Disse byggene med slanke søyler, stort åpent rom og belysning fra store vinduer på klerestoriumveggen var likevel ikke like utbredt i de mindre store byene. Den geografiske populasjonen av hallkirker, konstruksjonen med like høye sideskip som midtskip, er derimot bred og den typen konstruksjon kan bli funnet i byer med varierende størrelse og rikdom.

Problemstillingen er dermed en hypotese om at borgerne i de mindre store landsbyene foretrakk å bygge hallkirker på grunn av konstruksjonstypens lettere statikk og geometri, samt material- og konstruksjonskostnader. Gjennom sammenligning av hallkirken og basilikaen som statiske systemer vil denne oppgaven forsøke å bestemme om enklere geometri er en faktor for at den geografiske populasjonen av basilikaer er begrenset til store byer og fjernhandelsbyer.

Analysene blir utført på generaliserte geometrier av hallkirke og basilika, disse er inspirert av eksisterende bygg, men skalert til sammenlignbar størrelse og volum. Det har blitt valgt 6 cases av konstruksjoner, der de to første av hallkirke og basilika har lik grad av konstruksjonsvolum og de to siste av basilika viser avstivning trengt for å oppnå omtrent lik grad av defleksjoner som hallkirken. De spisse buene har også blitt erstattet med rundbuer, slik at resultatene er lettere kvantifisert og reprodusert. Testing viste at ved de spesifike størrelsene av konstruksjonene, var oppførselen av alle cases sammenlignbar og hadde samme deformasjonstrend. Dette blir mindre sant jo større og høyere bygningen er, da spissbuer i teorien er mere effektive enn rundbuer i å overføre kreftene vertikalt.

Resultatene viser at hallkirken oppnår minimale deformasjoner ved kun enkel avstivning av sideskipene med et par strebepilarer. For at basilikaen skal oppnå samme nivå av deformasjoner, trengs det to par stebepilarer, et for sideskipene og et for midtskipet, samt strebebuer som fører skyvekraften fra buer ned til de ytre strebepilarene. For å oppnå 94\% mindre deformasjoner, blir konstruksjonsvolumet av hallkirken økt med omtrent dobbelt. Derimot for å oppnå omtrent samme reduksjon, 95\%, av basilikaen må konstruksjonsvolumet bli økt med 4,5 ganger startvolumet. Økningen i konstruksjonvolum kommer i form av avstivning, hovedsakelig strebepilarer for begge konstruksjonstypene og strebebuer for basilikaer. Plasseringen av disse elementene er også viktig, som viser at det krever mye kunnskap om statikk og krefter.

På bakgrunn av overstående og kritisk tenking, kan man konkludere med at forskjellen i geometri mellom hallkirken og basilikaen påvirker vanskeligheten av statikken og økningen i kostnader. Dermed vil den enkle geometrien til hallkirken være en faktor som førte til at den geografiske populasjonen av den type konstruksjon var mere bred, mens den komplekse geometrien av basilikaen forhindret de mindre byene i å konstruere dem.

The purpose of this thesis is to prove that hall churches were build in the smaller cities and villages in the Gothic period, because the geometric complexity of basilicas entailed greater demands for knowledge of statics and greater economical strain. In the large long-distance trading town and big cities one can often find a basilica, a massive, magnificent building with different heights of the aisles and nave. The transition from the Romanesque period to the Gothic period introduced the pointed arches and developed engineering. These buildings with slender columns, large open spaces and lighting from large windows on the clerestory wall were still not as widespread in the smaller cities. The geographical population of hall churches, the construction with as high aisles as the aisles, however, is wide and that type of construction can be found in cities of varying size and wealth.