กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 9 นาที

คอลัมน์

เสาหรือเสาหลักในสถาปัตยกรรมและวิศวกรรมโครงสร้างคือองค์ประกอบโครงสร้างที่ส่งผ่านน้ำหนักของโครงสร้างด้านบนไปยังองค์ประกอบโครงสร้างอื่นๆ ด้านล่าง โดยผ่าน แรงอัด กล่าว อีกนัยหนึ่ง...

คอลัมน์

เสาอนุสรณ์อาคารรัฐสภาแห่งชาติสวนพฤกษชาติแห่งชาติสหรัฐอเมริกาในกรุงวอชิงตัน ดี.ซี.
เสาของอาคารรัฐสภาในเฮลซิงกิประเทศฟินแลนด์
เสาอนุสาวรีย์กอร์ดอนในวอเตอร์ลู

เสาหรือเสาหลักในสถาปัตยกรรมและวิศวกรรมโครงสร้างคือองค์ประกอบโครงสร้างที่ส่งผ่านน้ำหนักของโครงสร้างด้านบนไปยังองค์ประกอบโครงสร้างอื่นๆ ด้านล่าง โดยผ่าน แรงอัด กล่าว อีกนัยหนึ่ง เสาคือ ชิ้นส่วนรับแรงอัดคำว่าเสาโดยเฉพาะใช้กับส่วนรองรับทรงกลมขนาดใหญ่ (ลำต้นของเสา) ที่มีหัวเสาและฐานหรือแท่น[ 1 ]ซึ่งทำจากหินหรือดูเหมือนทำจากหิน ส่วนรองรับขนาดเล็กที่ทำจากไม้หรือโลหะมักเรียกว่าเสาหลัก ส่วนรองรับที่ มีหน้าตัดเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าหรือรูปทรงอื่นๆ ที่ไม่ใช่ทรงกลมมักเรียกว่าเสาตอม่อตลอดประวัติศาสตร์สถาปัตยกรรมโดยเฉพาะอย่างยิ่งใน สไตล์ คลาสสิกและเรเนสซองส์เสาเป็นส่วนสำคัญในการออกแบบอาคาร

เพื่อวัตถุประสงค์ทาง วิศวกรรม ลมหรือแผ่นดินไหวเสาอาจได้รับการออกแบบเพื่อต้านทานแรงด้านข้าง สมาชิกรับแรงอัดอื่นๆ มักถูกเรียกว่า "เสา" เนื่องจากมีสภาวะความเค้นที่คล้ายคลึงกัน เสามักใช้เพื่อรองรับคานหรือส่วนโค้งซึ่งส่วนบนของผนังหรือเพดานวางอยู่ ในทางสถาปัตยกรรม "เสา" หมายถึงองค์ประกอบโครงสร้างดังกล่าวที่มีสัดส่วนและคุณลักษณะการตกแต่งบางอย่าง เสาเหล่านี้มีให้เลือกหลากหลายรูปแบบและดีไซน์ ทั้งแบบกลมเรียว กลมตรง หรือแบบเหลี่ยม[ 2 ]เสาอาจเป็นองค์ประกอบตกแต่งที่ไม่จำเป็นสำหรับวัตถุประสงค์ทางโครงสร้าง เสาจำนวนมากเป็นส่วนหนึ่งของผนัง ลำดับเสายาวที่เชื่อมต่อกันด้วยคานเรียกว่าระเบียงเสาในสถาปัตยกรรมคลาสสิก เสามี " ลำดับ " ที่แตกต่างกันไม่กี่แบบในอดีต โดยเฉพาะอย่างยิ่งแบบดอริกไอโอนิก คอรินเทียนทัคันคอมโพสิตและ โซ โลมนิก

ประวัติศาสตร์

เสามังกรจากหนังสือประวัติศาสตร์อิงจ่าวสมัยราชวงศ์ซ่ง

ยุคโบราณ

อารยธรรมสำคัญๆ ใน ยุคเหล็ก ของ ตะวันออกใกล้และทะเลเมดิเตอร์เรเนียนล้วนใช้เสาเป็นโครงสร้างหลัก

อียิปต์

ในสถาปัตยกรรมอียิปต์โบราณตั้งแต่ 2600 ปีก่อนคริสตกาล สถาปนิกอิมโฮเทปได้ใช้เสาหินที่มีพื้นผิวแกะสลักเพื่อสะท้อนรูปทรงอินทรีย์ของมัดกก เช่นปาปิรัสดอกบัวและต้นปาล์ม [ 3 ] ในสถาปัตยกรรมอียิปต์ยุคหลัง ทรงกระบอกเหลี่ยมก็เป็นที่นิยมเช่นกัน เชื่อกันว่ารูปทรงของเสาเหล่านี้ได้มาจากศาลเจ้าโบราณที่สร้างจากกก เสาที่แกะสลักจากหินได้รับการตกแต่งอย่างหรูหราด้วยอักษรภาพ ข้อความ ภาพพิธีกรรม และลวดลายธรรมชาติที่แกะสลักและลงสี เสาอียิปต์เป็นที่รู้จักกันดีในห้องโถงไฮโปสไตล์ขนาดใหญ่ของคาร์นัก ( ประมาณ1224 ปีก่อนคริสตกาล ) ซึ่งมีเสา 134 ต้นเรียงรายเป็น 16 แถว โดยบางต้นมีความสูงถึง 24 เมตร

เสาประเภทที่สำคัญที่สุดประเภทหนึ่งคือเสารูปทรงใบปาปิรัส ต้นกำเนิดของเสาเหล่านี้ย้อนกลับไปถึงราชวงศ์ที่ 5 เสา เหล่านี้ประกอบด้วยลำต้นของดอกบัว (ปาปิรัส) ที่มัดรวมกันเป็นมัดประดับด้วยแถบ ส่วนหัวเสาแทนที่จะบานออกเป็นรูปทรงดอกระฆังกลับมีลักษณะโป่งออกแล้วค่อยๆ แคบลงอีกครั้งเหมือนดอกตูม ส่วนฐานซึ่งเรียวลงจนเป็นรูปทรงครึ่งวงกลมเหมือนลำต้นของดอกบัว มีการตกแต่งด้วยใบย่อยซ้ำๆ กันอย่างต่อเนื่อง

กรีกและโรมัน

ภาพประกอบแสดงเสาแบบดอริก (สามต้นซ้าย), เสาแบบไอโอนิก (สามต้นกลาง) และเสาแบบคอรินเทียน (สองต้นขวา)
ภาพประกอบที่มีรายละเอียดสูงของสถาปัตยกรรมแบบทัสคันอริกไอโอนิกคอรินเทียนและคอมโพสิต
รายละเอียดอย่างง่าย ๆ ของสถาปัตยกรรมแบบดอริกทัสคันไอโอนิกคอรินเทียนและคอมโพสิต

ชาวมิโนอันใช้ลำต้นไม้ทั้งต้น วางบนฐานรอง (ฐานพื้น) และปิดท้ายด้วยหัวเสาทรงกลมเรียบง่ายคล้ายหมอน จากนั้นจึงทาสี ดังเช่นพระราชวังมิโนอันที่มีชื่อเสียงที่สุดอย่างเมืองคนอสซอสชาวมิโนอันใช้เสาเพื่อสร้างพื้นที่โล่งกว้าง ช่องแสง และเป็นจุดศูนย์กลางสำหรับพิธีกรรมทางศาสนา

ประเพณีเหล่านี้ได้รับการสืบทอดต่อมาโดยอารยธรรมไมซีเนียน ในยุคหลัง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเมการอนหรือห้องโถงที่อยู่ใจกลางพระราชวัง ความสำคัญของเสาและการอ้างอิงถึงพระราชวังและอำนาจนั้นเห็นได้จากการใช้เสาในลวดลายตราประจำตระกูล เช่น ประตูสิงโตอันโด่งดังของไมซีเนียนซึ่งมีสิงโตสองตัวยืนอยู่ข้างเสา แม้ว่าเสาไม้ในยุคแรกๆ เหล่านั้นจะไม่หลงเหลืออยู่แล้ว แต่ฐานหินของเสาเหล่านั้นยังคงอยู่ และเราสามารถเห็นการใช้งานและการจัดวางเสาในอาคารพระราชวังได้จากฐานหินเหล่านี้

ชาวอียิปต์ ชาวเปอร์เซีย และอารยธรรมอื่นๆ ใช้เสาเพื่อจุดประสงค์ในการค้ำยันหลังคาภายในอาคาร โดยนิยมตกแต่งผนังภายนอกด้วยภาพนูนต่ำหรือภาพวาด แต่ชาวกรีกโบราณและชาวโรมันได้ใช้เสาภายนอกอาคารด้วยเช่นกัน และการใช้เสาอย่างแพร่หลายทั้งภายในและภายนอกอาคารเป็นหนึ่งในลักษณะเด่นที่สุดของสถาปัตยกรรมคลาสสิก ดังเช่นอาคารอย่างวิหารพาร์เธนอนชาวกรีกได้พัฒนาแบบแผนทางสถาปัตยกรรมคลาสสิก ซึ่งสามารถแยกแยะได้ง่ายที่สุดจากรูปทรงของเสาและองค์ประกอบต่างๆ แบบแผนดอริกไอโอนิกและคอรินเทียน ของพวกเขา ได้รับการขยายโดยชาวโรมันให้รวมถึงแบบแผนทัสคันและคอมโพสิต ด้วย

เปอร์เซีย

แผนผัง มุมมองด้านหน้าและด้านข้างของเสาแบบฉบับเมืองเปอร์เซโพลิสประเทศเปอร์เซีย (อิหร่าน)

เสาที่ประณีตที่สุดบางส่วนในโลกโบราณคือเสาของชาวเปอร์เซียโดยเฉพาะเสาหินขนาดมหึมาที่สร้างขึ้นในเปอร์เซโพลิสเสาเหล่านี้มีโครงสร้างรูปวัวคู่ที่ส่วนหัวห้องโถงร้อยเสาที่เปอร์เซโพลิส ซึ่งมีขนาด 70  × 70 เมตร สร้างขึ้นโดยกษัตริย์ดาริอุสที่ 1 แห่ง อาเคเมนิด (524–486 ปีก่อนคริสตกาล) เสาเปอร์เซีย โบราณจำนวนมาก ยังคงตั้งตระหง่านอยู่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานที่ต่างๆ เช่น เปอร์เซโพลิส บางต้นมีความสูงประมาณ 20–24 เมตร ทำให้เป็นหนึ่งในเสาที่สูงที่สุดในโลกโบราณ[ 4 ]เสาสูงที่มีหัวเป็นรูปหัววัวถูกใช้สำหรับระเบียงและเพื่อรองรับหลังคาของห้องโถงเสา ซึ่งได้รับแรงบันดาลใจบางส่วนจากแบบอย่างของอียิปต์โบราณ เนื่องจากเสาเหล่านี้รองรับคานไม้แทนที่จะเป็นหิน จึงสามารถสูงกว่า เพรียวบางกว่า และมีระยะห่างมากกว่าเสาของอียิปต์

เอเชียใต้

หัวเสาแบบอินโด-คอรินเทียนคือหัวเสาที่ใช้ประดับยอดเสาหรือเสาขนาดเล็กซึ่งพบได้ในอนุทวีปอินเดีย ตะวันตกเฉียงเหนือ และมักผสมผสาน องค์ประกอบของศิลปะ เฮลเลนิสติกและอินเดีย เข้าด้วย กัน หัวเสาเหล่านี้มักมีอายุอยู่ในช่วงศตวรรษแรก ๆ ของคริสต์ศักราชและเป็นส่วนสำคัญของศิลปะกรีก-พุทธหัวเสาแบบอินโด-คอรินเทียนแสดงให้เห็นถึงการออกแบบและโครงสร้างใบไม้ที่ได้มาจากหัวเสาแบบคอรินเทียน เชิงวิชาการ ที่พัฒนาขึ้นในกรีซ การนำเข้าสู่ประเทศอินเดียเกิดขึ้นตามเส้นทางการขยายตัวของศิลปะเฮลเลนิสติกในตะวันออกในช่วงหลายศตวรรษหลังจากการพิชิตของอเล็กซานเดอร์มหาราชโดยเฉพาะอย่างยิ่งอาณาจักรกรีก-แบคเทรียซึ่งมีศูนย์กลางอยู่ที่แบคเทรีย (ปัจจุบันคืออัฟกานิสถาน ตอนเหนือ ) ได้รักษารูปแบบนี้ไว้ ณ ชายแดนของอินเดีย ในสถานที่ต่างๆ เช่นไอ-คานุมจนถึงปลายศตวรรษที่ 2 ก่อนคริสต์ศักราช ในอินเดีย การออกแบบมักถูกดัดแปลง โดยมักมีรูปทรงที่ยาวขึ้น และบางครั้งก็ผสมผสานกับลวดลายม้วน โดยทั่วไปแล้วจะอยู่ในบริบทของเจดีย์และวัด ทางพุทธศาสนา [ 5 ]

ยุคกลาง

เสา หรืออย่างน้อยก็เสาโครงสร้างภายนอกขนาดใหญ่ มีบทบาทน้อยลงมากในสถาปัตยกรรมยุคกลางรูปแบบคลาสสิกถูกละทิ้งทั้งในสถาปัตยกรรมไบแซนไทน์และ โรมาเนสก์ โดยหันมาใช้รูปแบบที่ยืดหยุ่นกว่า โดยหัวเสามักตกแต่งด้วยลวดลายใบไม้หลากหลายชนิด และในสถาปัตยกรรมตะวันตกมักแกะสลักรูปคนเป็น ภาพ นูนต่ำ

ในยุคโรมาเนสก์ ช่างก่อสร้างยังคงนำเสาโรมันโบราณมาใช้ซ้ำและเลียนแบบเท่าที่จะเป็นไปได้ ส่วนเสาใหม่นั้นเน้นความสง่างามและความสวยงาม ดังเช่นเสาที่บิดเกลียว ซึ่งมักตกแต่งด้วยโมเสก

เมโสอเมริกา

ใน ผังเมืองแบบตารางอันเป็นเอกลักษณ์ของ Teotihuacanกลุ่มอาคารพระราชวังอันวิจิตรตระการตา เช่น พระราชวังQuetzalpapálotlซึ่งตั้งอยู่ทางทิศตะวันตกเฉียงใต้ของพีระมิดแห่งดวงจันทร์มีลักษณะเด่นคือ ด้านหน้าและเสาที่ตกแต่งด้วยงานแกะสลักนูนต่ำ ลานเปิดโล่งของพระราชวังแห่งนี้ล้อมรอบด้วยเสาหินขนาดใหญ่ที่แกะสลักนูนต่ำไว้สามด้าน ประดับด้วยสัญลักษณ์น้ำบนบัวที่ทาสีแดงและขาว[ 6 ] [ 7 ]

ที่ทูลาพีระมิดของชาวแอตแลนติสได้รับการค้ำยันด้วยเสาหินขนาดใหญ่ที่แกะสลักเป็นรูปนักรบถือหอก ลูกศรจำนวนมาก แผ่นอกรูปผีเสื้อ และแผ่นดิสก์สุริยะ ในขณะที่ห้องโถงใหญ่ที่อยู่ใกล้เคียงมีแท่นรูปตัว L พร้อมเสาสั้นหลายสิบต้น[ 8 ]

สถาปัตยกรรมของชาวมายาPuucโดดเด่นด้วยเสากลมที่มีส่วนโค้งเว้าและหัวเสาสี่เหลี่ยมที่วางอยู่ในทางเข้าประตู ดังที่เห็นได้ที่ พระราชวัง Sayilซึ่งมีห้องที่มีระเบียงและมีเสากลม และที่Labnaซึ่งมีเสากลมตั้งอิสระพร้อมหัวเสาปรากฏอยู่ข้างๆ ผนังหินแกะสลัก[ 9 ] [ 10 ]ที่Chacmultunรูปแบบ Puuc แสดงออกด้วยเสาขนาดเล็ก (colonettes) บนผนังด้านบน ทางเข้าประตูที่มีเสา และเสากลมที่อาคาร 1 [ 11 ]

เสาที่ชิเชนอิตซาปรากฏในรูปแบบสถาปัตยกรรมหลายแบบ ที่โดดเด่นที่สุดคือห้องโถงที่มีเสาเรียงราย ซึ่งเป็นโครงสร้างก่ออิฐยาวที่มีเสาเรียงรายอยู่ด้านหน้า ทำหน้าที่เป็นอาคารบริหารสำหรับชนชั้นสูง และระเบียง-ลาน ซึ่งรวมระเบียงที่มีเสาเรียงรายยาวและเปิดโล่งเข้ากับลานรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่ใช้เสาภายในเพื่อขยายพื้นที่ภายใน[ 12 ]ทั้งสองประเภทนี้พบได้ทั่วไปที่ชิเชนอิตซา แต่หายากในที่อื่น ๆ ในยูคาตัน[ 12 ]เสายังพบได้ในที่อยู่อาศัยของชนชั้นสูงและในรูปแบบตกแต่งภายในสถาปัตยกรรมแบบปูอุก[ 12 ]เสาหลายต้นแกะสลักเป็นรูปบุคคลในชุดแต่งกายที่ประณีตซึ่งมีความสำคัญทางทหาร และเสานักรบแสดงถึงรูปแบบศิลปะใหม่ที่นำมาใช้ในช่วงต้นยุคหลังคลาสสิ[ 13 ] [ 12 ]ในกลุ่มเสาพันต้น (สร้างขึ้นประมาณ ค.ศ. 950/980–1050/1100) ตลาดมีเสาและเสาย่อยสลับกันซึ่งทาสีด้วยสีเหลือง แดง และน้ำเงิน และครั้งหนึ่งเคยรองรับหลังคาโค้ง ในขณะที่เสาอื่นๆ ในโครงสร้างนั้นล้อมรอบบ่อเก็บน้ำฝนตื้น ๆ [ 14 ]

รูปแบบสมัยเรเนซองส์และยุคต่อมา

สถาปัตยกรรมยุคเรเนสซองส์มุ่งมั่นที่จะฟื้นฟูคำศัพท์และรูปแบบคลาสสิก และการใช้และการดัดแปลงรูปแบบคลาสสิกอย่างชาญฉลาดนั้นยังคงเป็นพื้นฐานสำคัญในการฝึกอบรมสถาปนิกตลอดช่วง สถาปัตยกรรม บาโรกโรโกโกและนีโอคลาสสิ

โครงสร้าง

เสาในยุคแรกสร้างจากหิน บางต้นสร้างจากหินก้อนเดียว เสาหินก้อนเดียวเป็นหินที่มีน้ำหนักมากที่สุดที่ใช้ในงานสถาปัตยกรรม เสาหินอื่นๆ สร้างจากหินหลายท่อนที่เชื่อมต่อกันด้วยปูนหรือการประกอบแบบแห้ง ในสถานที่ทางประวัติศาสตร์ยุคคลาสสิกหลายแห่ง เสาที่ตัดเป็นท่อนๆ จะถูกแกะสลักให้มีรูหรือรอยบุ๋มตรงกลางเพื่อให้สามารถยึดเข้าด้วยกันได้โดยใช้หมุดหินหรือโลหะ การออกแบบเสาคลาสสิกส่วนใหญ่ประกอบด้วยเอนทาซิส (การมีส่วนโค้งออกเล็กน้อยที่ด้านข้าง) บวกกับการลดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางตามความสูงของเสา เพื่อให้ส่วนบนมีขนาดเล็กเพียง 83% ของส่วนล่าง การลดขนาดนี้เลียนแบบเอฟเฟกต์พาราแลกซ์ที่สายตาคาดหวังว่าจะเห็น และทำให้เสาดูสูงและตรงกว่าที่เป็นจริง ในขณะที่เอนทาซิสช่วยเสริมเอฟเฟกต์นั้น

เสาแบบไอโอนิกจะมีร่องและส่วนโค้งเว้าที่วิ่งขึ้นไปตามลำต้น ร่องคือส่วนที่เว้าเข้าไปเป็นรูปครึ่งวงกลม ส่วนโค้งเว้าคือส่วนที่อยู่ระหว่างร่องแต่ละร่อง ความกว้างของร่องจะเปลี่ยนไปในเสาที่เรียวลงเมื่อขึ้นไปตามลำต้น และจะคงที่ในเสาที่ไม่เรียวลง การออกแบบเช่นนี้ทำขึ้นเพื่อเพิ่มความสวยงามให้กับเสา เสาแบบไอโอนิกและเสาแบบคอรินเทียนเป็นแบบเดียวที่มีทั้งส่วนโค้งเว้าและร่อง ส่วนเสาแบบดอริกมีร่องแต่ไม่มีส่วนโค้งเว้า ร่องของเสาแบบดอริกจะเชื่อมต่อกันที่จุดแหลมคม ซึ่งเป็นตำแหน่งเดียวกับส่วนโค้งเว้าในเสาแบบไอโอนิกและคอรินเทียน

การตั้งชื่อ

เสาแบบคลาสสิกส่วนใหญ่ตั้งอยู่บนฐานหรือฐานรองที่วางอยู่บนสไตโลเบตหรือฐานรากยกเว้นเสาแบบดอริกซึ่งมักจะวางอยู่บนสไตโลเบตโดยตรง ฐานอาจประกอบด้วยองค์ประกอบหลายอย่าง เริ่มต้นด้วยแผ่นสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาดกว้างที่เรียกว่าฐานรองฐานที่ง่ายที่สุดประกอบด้วยฐานรองเพียงอย่างเดียว บางครั้งอาจแยกออกจากเสาด้วยเบาะทรงกลมโค้งที่เรียกว่าทอรัสฐานที่ซับซ้อนกว่านั้นประกอบด้วยทอรัสสองอัน คั่นด้วยส่วนเว้าหรือช่องที่เรียกว่าสโคเทียหรือโทรคิลัส สโคเทียอาจเกิดขึ้นเป็นคู่ คั่นด้วยส่วนโค้งที่เรียกว่าแอสตรากัลหรือลูกปัด ซึ่งแคบกว่าทอรัส บางครั้งส่วนเหล่านี้จะมีส่วนโค้งที่แคบกว่านั้นอีก เรียกว่าแอนนูเล็ตหรือฟิลเล็ต[ 15 ] [ 16 ]

ที่ส่วนบนสุดของเสาจะมีหัวเสาซึ่งเป็นที่วางของหลังคาหรือองค์ประกอบทางสถาปัตยกรรมอื่นๆ ในกรณีของเสาแบบดอริก หัวเสามักจะประกอบด้วยเบาะกลมเรียวหรือเอคินัส รองรับแผ่นสี่เหลี่ยมที่เรียกว่าอะแบคหรืออะแบคัสหัวเสาแบบไอโอนิก จะมี ลวดลาย ม้วน คู่หนึ่งในขณะที่หัวเสาแบบคอรินเทียนจะตกแต่งด้วยลวดลายนูนในรูปของใบอะแคนทัส หัวเสาทั้งสองแบบอาจมีการตกแต่งแบบเดียวกับฐาน[ 15 ] [ 16 ] ในกรณีของเสาแบบตั้งอิสระ องค์ประกอบตกแต่งที่อยู่บนสุดของเสาเรียกว่าฟิเนีย

เสาในสถาปัตยกรรมสมัยใหม่ อาจสร้างจากเหล็ก คอนกรีตหล่อหรือคอนกรีตสำเร็จรูป หรืออิฐ โดยอาจปล่อยไว้โดยไม่ตกแต่ง หรือหุ้มด้วยวัสดุตกแต่งทางสถาปัตยกรรม หรือวัสดุปิดผิว ส่วนบนสุดของเสา เรียกว่า อิมโพสหรือ ไพร์ ซึ่งใช้รองรับส่วนโค้ง ส่วนล่างสุดของส่วนโค้ง เรียกว่า สปริงกิ้ง จะวางอยู่บนอิมโพส

สมดุล ความไม่เสถียร และภาระ

ตารางแสดงค่า K สำหรับเสาโครงสร้างที่มีเงื่อนไขปลายแบบต่างๆ (ดัดแปลงจากคู่มือการก่อสร้างเหล็ก ฉบับที่ 8 สถาบันการก่อสร้างเหล็กแห่งอเมริกา ตาราง C1.8.1)

เมื่อเพิ่มขนาดของแรงตามแนวแกนที่กระทำต่อเสาตรงเรียวที่มีคุณสมบัติของวัสดุยืดหยุ่น เสาในอุดมคตินี้จะผ่านสามสถานะ ได้แก่ สมดุลเสถียร สมดุลเป็นกลาง และความไม่เสถียร เสาตรงที่รับน้ำหนักจะอยู่ในสมดุลเสถียรหากแรงด้านข้างที่กระทำระหว่างปลายทั้งสองของเสาทำให้เกิดการโก่งตัวด้านข้างเล็กน้อยซึ่งจะหายไปและเสาจะกลับคืนสู่รูปทรงตรงเมื่อแรงด้านข้างถูกเอาออกไป หากค่อยๆ เพิ่มน้ำหนักบรรทุกของเสา จะถึงสภาวะที่รูปทรงตรงในสมดุลกลายเป็นสมดุลเป็นกลาง และแรงด้านข้างเล็กน้อยจะทำให้เกิดการโก่งตัวที่ไม่หายไปและเสาจะยังคงอยู่ในรูปทรงที่โค้งงอเล็กน้อยนี้เมื่อแรงด้านข้างถูกเอาออกไป น้ำหนักบรรทุกที่ทำให้เสาถึงสมดุลเป็นกลางเรียกว่าน้ำหนักบรรทุกวิกฤตหรือ น้ำหนัก บรรทุกโก่งงอสภาวะความไม่เสถียรเกิดขึ้นเมื่อการเพิ่มน้ำหนักบรรทุกของเสาเพียงเล็กน้อยทำให้เกิดการโก่งตัวด้านข้างที่เพิ่มขึ้นอย่างควบคุมไม่ได้จนนำไปสู่การพังทลายอย่างสมบูรณ์

สำหรับเสาตรงที่รับแรงตามแนวแกนโดยมีเงื่อนไขการรองรับที่ปลายใดๆ สมการสมดุลสถิตในรูปของสมการเชิงอนุพันธ์สามารถใช้หาค่ารูปทรงการโก่งตัวและภาระวิกฤตของเสาได้ ไม่ว่าจะเป็นการรองรับที่ปลายแบบบานพับ ยึดแน่น หรืออิสระ รูปทรงการโก่งตัวในสภาวะสมดุลของเสาตรงที่มีหน้าตัดสม่ำเสมอตลอดความยาว จะมีลักษณะเป็นเส้นโค้งไซน์บางส่วนหรือแบบผสมเสมอ และภาระวิกฤตจะกำหนดโดย

เอฟซีπ2อีฉันฉันnแอล2(1){\displaystyle f_{cr}\equiv {\frac {\pi ^{2}{\textit {E}}I_{min}}{{L}^{2}}}\qquad (1)}

โดยที่E = โมดูลัสความยืดหยุ่นของวัสดุ, I = โมเมนต์ความเฉื่อยขั้นต่ำของหน้าตัด และL = ความยาวจริงของเสาระหว่างจุดรองรับปลายทั้งสองข้าง รูปแบบหนึ่งของ (1) กำหนดโดย

เอฟซีπ2อีที(เคแอล)2(2){\displaystyle f_{cr}\equiv {\frac {\pi ^{2}E_{T}}{({\frac {KL}{r}})^{2}}}\qquad (2)}

โดยที่r = รัศมีไจเรชันของหน้าตัดเสาซึ่งเท่ากับรากที่สองของ (I/A), K = อัตราส่วนของครึ่ง คลื่น ไซน์ ที่ยาวที่สุด ต่อความยาวเสาจริง, E = โมดูลัสสัมผัสที่ความเค้นF และKL = ความยาวประสิทธิผล (ความยาวของเสาแบบบานพับที่เทียบเท่า) จากสมการ (2) จะเห็นได้ว่าความแข็งแรงในการโก่งงอของเสาแปรผกผันกับกำลังสองของความยาว

เมื่อความเค้นวิกฤตFcr ( = Pcr / Aโดยที่A = พื้นที่หน้า ของเสา) มากกว่าขีดจำกัดสัดส่วนของวัสดุ เสาจะเกิดการโก่งงอแบบไม่ยืดหยุ่น เนื่องจากที่ความเค้นนี้ ความชันของเส้นโค้งความเค้น-ความเครียดของวัสดุ E t (เรียกว่าโมดูลัสสัมผัส) มีค่าน้อยกว่าความชันที่ต่ำกว่าขีดจำกัดสัดส่วน ดังนั้นภาระวิกฤตที่การโก่งงอแบบไม่ยืดหยุ่นจึงลดลง ในเช่นนี้มีสูตรและขั้นตอนที่ซับซ้อนกว่า แต่ในรูปแบบที่ง่ายที่สุด สูตรภาระวิกฤตที่การโก่งงอจะแสดงเป็นสมการ(3)  

เอฟซีเอฟyเอฟy24π2อี(เคแอล2)(3){\displaystyle f_{cr}\equiv {F_{y}}-{\frac {F_{y}^{2}}{4\pi ^{2}E}}\left({\frac {KL}{r^{2}}}\right)\qquad (3)}

เสาที่มีหน้าตัดไม่สมมาตรอาจเกิดการโก่งตัวแบบบิด (การบิดตัวอย่างฉับพลัน) ก่อนหรือพร้อมกับการโก่งตัวด้านข้าง การเสียรูปจากการบิดทำให้การวิเคราะห์ทางทฤษฎีและการออกแบบในทางปฏิบัติมีความซับซ้อนมากขึ้น

ความไม่สมดุลของน้ำหนักบรรทุก หรือความไม่สมบูรณ์ เช่น ความคดงอตั้งแต่เริ่มต้น จะลดความแข็งแรงของเสาลง หากน้ำหนักบรรทุกตามแนวแกนบนเสาไม่เป็นศูนย์กลาง กล่าวคือ แนวแรงกระทำไม่ตรงกับแกนศูนย์กลางของเสาอย่างแม่นยำ เสาจะถูกจัดว่าเป็นเสาที่รับน้ำหนักแบบไม่สมดุล ความไม่สมดุลของน้ำหนักบรรทุก หรือความโค้งงอตั้งแต่เริ่มต้น จะทำให้เสาเกิดการดัดงอทันที ความเค้นที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากความเค้นตามแนวแกนและความเค้นดัดงอรวมกัน ส่งผลให้ความสามารถในการรับน้ำหนักลดลง

เสาที่มีมวลมากจะถือว่าเป็นเสาขนาดใหญ่หากมีขนาดด้านที่เล็กที่สุดเท่ากับหรือมากกว่า 400  มม. เสาขนาดใหญ่มีศักยภาพในการเพิ่มความแข็งแรงในการรับน้ำหนักได้ในระยะยาว (แม้ในช่วงที่มีภาระหนัก) เมื่อพิจารณาถึงข้อเท็จจริงที่ว่าภาระโครงสร้างที่อาจเกิดขึ้นได้นั้นอาจเพิ่มขึ้นตามเวลา (และยังมีความเสี่ยงที่จะเกิดความเสียหายทีละน้อย) เสาขนาดใหญ่จึงมีข้อได้เปรียบเหนือเสาขนาดเล็ก

ส่วนขยาย

เมื่อเสายาวเกินกว่าจะสร้างหรือขนส่งได้ในชิ้นเดียว จะต้องต่อเติมหรือเชื่อมต่อที่หน้างานก่อสร้างเสาคอนกรีตเสริมเหล็กจะต่อเติมโดยการให้เหล็กเสริมยื่นออกมาเหนือผิวคอนกรีตไม่กี่นิ้วหรือฟุต จากนั้นจึงวางเหล็กเสริมชั้นถัดไปให้ทับซ้อนกัน แล้วจึงเทคอนกรีตชั้นถัดไป เสาเหล็กจะต่อเติมโดยการเชื่อมหรือยึดแผ่นเหล็กเข้ากับปีกและส่วนกลางหรือผนังของเสา เพื่อให้สามารถถ่ายเทน้ำหนักจากส่วนบนไปยังส่วนล่างได้ไม่กี่นิ้วหรือฟุต เสาไม้โดยทั่วไปจะต่อเติมโดยใช้ท่อเหล็กหรือแผ่นโลหะหุ้มรอบแล้วยึดด้วยสลักเกลียวเข้ากับส่วนไม้สองส่วนที่เชื่อมต่อกัน

มูลนิธิ

เสาที่รับน้ำหนักลงสู่ฐานรากต้องมีวิธีถ่ายเทน้ำหนักโดยไม่ทำให้วัสดุฐานรากรับแรงมากเกินไป โดยทั่วไปแล้ว เสาคอนกรีตเสริมเหล็กและเสาก่ออิฐจะสร้างโดยตรงบนฐานรากคอนกรีต ส่วนเสาเหล็กที่วางบนฐานรากคอนกรีตจะต้องมีแผ่นฐานเพื่อกระจายน้ำหนักไปยังพื้นที่ที่กว้างขึ้น และลดแรงกดทับ แผ่นฐานเป็นแผ่นเหล็กหนา รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า มักเชื่อมติดกับปลายด้านล่างของเสา

คำสั่งซื้อ

วิทรูวิอุสนักเขียนชาวโรมันอ้างอิงจากงานเขียน (ที่สูญหายไปแล้ว) ของ นักเขียน ชาวกรีกบอกเราว่าชาวกรีก โบราณ เชื่อว่าสถาปัตยกรรมแบบดอริกพัฒนามาจากเทคนิคการก่อสร้างด้วยไม้ โดยลำต้นไม้ที่เรียบเนียนในยุคแรกถูกแทนที่ด้วยทรงกระบอกหิน

ระเบียบแบบดอริก

เสาแบบดอริกเป็นรูปแบบสถาปัตยกรรมคลาสสิกที่เก่าแก่และเรียบง่ายที่สุด ประกอบด้วยเสา ทรงกระบอกแนวตั้ง ที่กว้างกว่าที่ฐาน โดยทั่วไปแล้วจะไม่มีฐานหรือหัวเสา ที่ตกแต่งอย่างละเอียด แต่ส่วนใหญ่จะประดับด้วยรูปทรงกรวยตัดคว่ำหรือแถบแกะสลักทรงกระบอก มักถูกเรียกว่าเป็นรูปแบบสถาปัตยกรรมแบบผู้ชาย เพราะพบได้ในชั้นล่างสุดของโคลอสเซียมและวิหารพาร์เธนอนจึงเชื่อกันว่าสามารถรับน้ำหนักได้มากกว่า อัตราส่วนความสูงต่อความหนาอยู่ที่ประมาณ 8:1 ส่วนลำตัวของเสาแบบดอริกเกือบทั้งหมดมักมีร่อง

สถาปัตยกรรมแบบดอริกของกรีก ซึ่งพัฒนาขึ้นในภูมิภาคดอเรียนตะวันตกของประเทศกรีซ เป็นสถาปัตยกรรมที่หนักและใหญ่ที่สุดในบรรดาสถาปัตยกรรมแบบดอริกทั้งหมด เสาตั้งขึ้นจากฐานโดยไม่มีฐานรองรับ มีความสูงเป็นสี่ถึงหกเท่าของเส้นผ่านศูนย์กลาง มีร่องกว้างยี่สิบร่อง หัวเสาประกอบด้วยส่วนคอที่เรียงเป็นแถบแล้วโป่งออกเป็นแผ่นเรียบคล้ายหนาม ซึ่งรองรับแผ่นฐานสี่เหลี่ยมแบน ส่วนบนของเสาแบบดอริกก็หนักที่สุดเช่นกัน โดยมีน้ำหนักประมาณหนึ่งในสี่ของความสูงของเสา สถาปัตยกรรมแบบดอริกของกรีกไม่ได้ถูกนำมาใช้หลังจากประมาณ ค.ศ. 100 ก่อนคริสต์ศักราช จนกระทั่งมีการ "ค้นพบใหม่" ในช่วงกลางศตวรรษที่สิบแปด

คำสั่งซื้อจากทัสคาน

เสาแบบทัสคันหรือที่รู้จักกันในชื่อเสาแบบดอริกโรมัน ก็มีดีไซน์ที่เรียบง่ายเช่นกัน โดยฐานและหัวเสาประกอบด้วยแผ่นทรงกระบอกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางสลับกัน ส่วนลำตัวเสาแทบจะไม่เซาะร่อง สัดส่วนอาจแตกต่างกันไป แต่โดยทั่วไปจะคล้ายกับเสาแบบดอริก อัตราส่วนความสูงต่อความกว้างอยู่ที่ประมาณ 7:1

ลำดับไอออน

เสาไอโอนิกมีความซับซ้อนกว่าเสาดอริกหรือเสาทัสคันมาก โดยปกติจะมีฐานและตัวเสามักมีร่อง (มีร่องแกะสลักตลอดความยาว) ส่วนหัวเสามีลวดลายม้วนงอคล้ายม้วนกระดาษอยู่ที่มุมทั้งสี่ อัตราส่วนความสูงต่อความหนาอยู่ที่ประมาณ 9:1 เนื่องจากสัดส่วนที่ประณีตกว่าและหัวเสาแบบม้วนงอ เสาไอโอนิกจึงมักพบเห็นได้ในอาคารทางวิชาการ เสาแบบไอโอนิกถูกใช้ในชั้นที่สองของโคลอสเซียม

ระเบียบโครินธ์

เสาแบบคอรินเทียนตั้งชื่อตามนครรัฐคอรินธ์ของ กรีก ซึ่งเคยเชื่อมต่อกันในยุคนั้น อย่างไรก็ตาม ตามที่วิทรูวิอุส นักประวัติศาสตร์สถาปัตยกรรมกล่าวไว้ เสาชนิดนี้สร้างขึ้นโดยประติมากรคาลลิมาคัสซึ่งน่าจะเป็นชาวเอเธนส์ผู้ซึ่งวาด ใบ อะแคนทัสที่เติบโตล้อมรอบตะกร้าบูชา อันที่จริง หัวเสาแบบคอรินเทียนที่เก่าแก่ที่สุดที่รู้จักกันนั้นพบในบัสเซซึ่งมีอายุราว 427 ปีก่อนคริสตกาล บางครั้งเสาชนิดนี้ถูกเรียกว่าเสาแบบสตรี เพราะอยู่บนสุดของโคลอสเซียมและรับน้ำหนักน้อยที่สุด อีกทั้งยังมีอัตราส่วนความหนาต่อความสูงที่เพรียวบางที่สุด อัตราส่วนความสูงต่อความกว้างอยู่ที่ประมาณ 10:1

ลำดับประกอบ

สถาปัตยกรรมแบบคอมโพสิต (Composite)ได้ชื่อมาจากส่วนหัวเสาที่เป็นส่วนผสมของหัวเสาแบบไอโอเนียนและคอรินเทียน ใบอะแคนทัสของเสาคอรินเทียนนั้นมีลักษณะคล้ายม้วนกระดาษอยู่แล้ว ดังนั้นความแตกต่างจึงอาจไม่ชัดเจนนัก โดยทั่วไปแล้ว สถาปัตยกรรมแบบคอมโพสิตจะคล้ายกับแบบคอรินเทียนในด้านสัดส่วนและการใช้งาน มักใช้ในชั้นบนของระเบียงเสาอัตราส่วนความสูงต่อความกว้างอยู่ที่ประมาณ 11:1 หรือ 12:1

โซโลมอนิก

เสาโซโลมอนิกซึ่งบางครั้งเรียกว่า " เสาน้ำตาลข้าวบาร์เลย์ " เริ่มจากฐานและสิ้นสุดที่หัวเสา ซึ่งอาจเป็นลำดับใดก็ได้ แต่ลำต้นจะบิดเป็นเกลียวแน่น ทำให้เกิดเอฟเฟกต์การเคลื่อนไหวที่งดงามราวกับงู เสาโซโลมอนิกได้รับการพัฒนาขึ้นในโลกโบราณ แต่ยังคงหายากในยุคนั้น ชุดเสาหินอ่อนที่มีชื่อเสียงชุดหนึ่ง ซึ่งน่าจะสร้างขึ้นในศตวรรษที่ 2 ถูกนำมายังมหาวิหารเซนต์ปีเตอร์เก่าโดยจักรพรรดิคอนสแตนตินที่ 1และวางไว้รอบแท่นบูชาของนักบุญ จึงเป็นที่คุ้นเคยตลอดช่วงยุคกลาง ซึ่งในเวลานั้นเชื่อกันว่าเสาเหล่านี้ถูกนำออกจากวิหารแห่งเยรูซาเล็มแล้ว[ 17 ] รูปแบบนี้ถูกนำมาใช้ในบรอนซ์โดยเบอร์นินีสำหรับแท่นบูชาเซนต์ปีเตอร์ อันน่าตื่นตาตื่นใจของเขา ซึ่งจริงๆ แล้วเป็นซิโบเรียม (ซึ่งแทนที่เสาของคอนสแตนติน) และต่อมาก็ได้รับความนิยมอย่างมากใน หมู่สถาปนิกโบสถ์ บาโรกและโรโคโคโดยเฉพาะอย่างยิ่งในละตินอเมริกาซึ่งมีการใช้งานบ่อยมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในขนาดเล็ก เนื่องจากผลิตได้ง่ายในไม้โดยการกลึง (ด้วยเหตุนี้รูปแบบนี้จึงได้รับความนิยมสำหรับแกนหมุนของเฟอร์นิเจอร์และบันได)

คาร์ยาทิด

คาริอาทิด (Caryatid) คือรูปปั้นสตรีที่ใช้เป็นโครงสร้างค้ำยันทางสถาปัตยกรรม แทนที่เสาหรือหลัก โดยวางอยู่บนศีรษะ เพื่อรองรับ ส่วนประกอบอื่นๆ ของโครงสร้าง คำว่า คา ริ อาทิด ในภาษากรีกมีความหมายตรงตัวว่า "หญิงสาวแห่งคาริยาอิ " ซึ่งเป็นเมืองโบราณในคาบสมุทรเพโลปอนเน

เสาที่เชื่อมต่อกัน

ในทางสถาปัตยกรรม เสาฝังผนัง หมายถึง เสาที่ฝังอยู่ในผนังและยื่นออกมาจากพื้นผิวผนังเพียงบางส่วน บางครั้งอาจเรียกว่าเสาที่ยื่นออกมาครึ่งหนึ่งหรือสามในสี่ส่วน เสาฝังผนังพบได้น้อยในสถาปัตยกรรมกรีกโบราณ และหากพบก็พบในกรณีพิเศษเท่านั้น แต่ในสถาปัตยกรรมโรมันนั้นพบได้มากมาย โดยส่วนใหญ่จะฝังอยู่ใน ผนัง ห้องของอาคารแบบซูโดเพอริปเทอรัล

สุสานเสาหิน

สุสานเสาหินเป็นหลุมฝังศพขนาดใหญ่ ซึ่งโดยทั่วไปจะมีเสาหรือคอลัมน์ที่โดดเด่นเพียงต้นเดียว มักทำจากหิน วัฒนธรรมต่างๆ ทั่วโลกได้รวมเสาหินเข้าไว้ในโครงสร้างสุสาน ใน อาณานิคม กรีกโบราณของลิเซียในอนาโตเลียหนึ่งในสิ่งก่อสร้างเหล่านี้ตั้งอยู่ที่สุสานของซานโทสในเมืองฮันนัสซาทางตอนใต้ของโซมาเลียยังพบซากปรักหักพังของบ้านที่มีซุ้มประตูและลานบ้าน พร้อมกับสุสานเสาหินอื่นๆ รวมถึงสุสานแปดเหลี่ยมที่หายากอีกด้วย [ 18 ]

ดูเพิ่มเติม

แหล่งที่มา

  • ชิสโฮล์ม, ฮิวจ์, บรรณาธิการ (1911). "เสาปฏิบัติการ". สารานุกรมบริแทนนิกา. 9 (ฉบับที่ 11). สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์. หน้า 404–405.
  • สเตียร์ลิน, อองรี. จักรวรรดิโรมัน: จากชาวเอตรัสกันจนถึงการเสื่อมถอยของจักรวรรดิโรมัน , สำนักพิมพ์ทาเชน, 2002
  • อัลเดอร์แมน, ลิซ (7 กรกฎาคม 2014). "สาวงามแห่งอะโครโพลิสเปล่งประกายอีกครั้ง". เดอะนิวยอร์กไทมส์. สืบค้นเมื่อ 9 กรกฎาคม 2014.
  • Stokstad, Marilyn; Cothren, Michael (2014). ประวัติศาสตร์ศิลปะ (ฉบับที่ 1). นิวเจอร์ซีย์: Pearson Education, Inc. หน้า 110.
  • โลโก้ Wikimedia Commonsสื่อที่เกี่ยวข้องกับคอลัมน์ในวิกิมีเดียคอมมอนส์
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Column&oldid=1363259037 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ คอลัมน์

เสาหรือเสาหลักในสถาปัตยกรรมและวิศวกรรมโครงสร้างคือองค์ประกอบโครงสร้างที่ส่งผ่านน้ำหนักของโครงสร้างด้านบนไปยังองค์ประกอบโครงสร้างอื่นๆ ด้านล่าง โดยผ่าน แรงอัด กล่าว อีกนัยหนึ่ง...

ประวัติศาสตร์

เสามังกรจากหนังสือ ประวัติศาสตร์อิงจ่าว สมัย ราชวงศ์ซ่ง

ยุคโบราณ

อารยธรรมสำคัญๆ ใน ยุคเหล็ก ของ ตะวันออกใกล้ และ ทะเลเมดิเตอร์เรเนียน ล้วนใช้เสาเป็นโครงสร้างหลัก

ยุคกลาง

เสา หรืออย่างน้อยก็เสาโครงสร้างภายนอกขนาดใหญ่ มีบทบาทน้อยลงมากในสถาปัตยกรรม ยุคกลาง รูปแบบคลาสสิกถูกละทิ้งทั้งใน สถาปัตยกรรม ไบแซนไทน์ และ โรมาเนสก์ โดยหันมาใช้รูปแบบที่ยืดหยุ่นกว่า โดยหัวเสามักตกแต่งด้วยลวดลายใบไม้หลากหลายชนิด...