קשת (מבנה)

קשת היא דרך גישור או קירוי בין שני סמכים בצורה של חצי מעגל או בצורות דומות אחרות, המסוגלת לשאת משקל רב.

מבנה

לפני המצאת הקשת הארכיטקטונית ניתן היה לקרות מבנים באמצעות קורות מעץ או מאבן, או באמצעות קשת זיזים (Corbel arch) הבנויה מלבנים. בקירוי באמצעות קורות, רוחב הפתח היה מוגבל והעומס אשר ניתן היה להעמיס מעל הפתח היה מוגבל מאוד. בקשת זיזים, רוחב הפתח והעומס היו גבוהים יותר, אבל עדיין מוגבלים יחסית לקשת הארכיטקטונית.

ניתן לראות שרידים של טכנולוגיית הבנייה של הקשת הארכיטקטונית בעמק האינדוס כבר באלף השלישי לפנה"ס, אך טכנולוגיה זו שוכללה ופותחה לשימוש יעיל על ידי הרומאים. המצאת הקשת פרצה דרך בטכנולוגיית הבנייה והשפיעה רבות על האדריכלות הרומית ועל הסגנונות הארכיטקטוניים שבאו בעקבותיה.

הקשת הבסיסית מורכבת ממספר אי־זוגי של לבנים בצורת טרפז, הנשענות כל אחת על שכנותיה. הלבנה העליונה מכונה "אבן ראשה" והיא סוגרת את הקשת ושומרת על יציבותה, כיוון שמשקלן של שאר האבנים מונח על אבן הראשה, אשר מפזרת את הכוח הדרוש להחזקת האבנים במקום בין האבנים בקשת. כאשר כל הלבנים נמצאות במקומן, הקשת נשארת יציבה ואף לבנה לא יכולה ליפול. לאורך הקשת יפעלו כוחות לחיצה בין דפנות הלבנים ולא ייווצרו מאמצי כפיפה כפי שקורה בקורה אופקית. חסרונה של קשת הוא בכוחות הפישוק שנוצרים בבסיסה ודוחפים את יסודותיה לצדדים. על כוחות אלו ניתן להתגבר במספר דרכים: על ידי עיבוי בסיס הקשת; על ידי בנייה ברצף של סדרת קשתות התומכות אחת בשנייה; על ידי העמסת משקל נוסף מלמעלה על צדי הקשת או על ידי חיבור מוט מתיחה מפלדה בבסיס הקשת. בכל השיטות האלו נעשה שימוש בבניית מבנים עם קשתות כבר עם המצאת השיטה ברומא העתיקה.

קיימים סוגים רבים של קשתות ששימשו בסגנונות אדריכליים שונים ובתקופות שונות, כגון הקשת המחודדת שהתפתחה בבנייה האסלאמית (העושה שימוש במוטות מתיחה) ואומצה גם באדריכלות הגותית. המעבר לקשת מחודדת הקטין את העומסים ואת כוחות הפישוק על העמודים ועל הקירות התומכים בקשת ואיפשר בנייה קלה ואוורירית לגובה, דבר שהתבטא בקתדרלות תמירות אשר קירותיהן מעוטרים בחלונות גדולים.

הקשת שמאפשרת שימוש אופטימלי בחומר וצמצום המאמצים היא קשת בצורת פונקציית הקוסינוס ההיפרבולי. הדרך האופטימלית לבנות קשת היא לבדוק כיצד תיראה הקשת ההפוכה שתיווצר מתלייה של שרשרת. בשיטה זו השתמש האדריכל אנטוני גאודי כאשר בנה את הסגרדה פמיליה ואת קאזה מילה בברצלונה ומבנים נוספים. דוגמה נוספת לקשת היפרבולית היא "קשת השער" בעיר סנט לואיס שבארצות הברית, בתכנונו של אירו סארינן.