Готические храмы – олицетворение невесомости, устремленности к небу, имеют конструктивную основу, прямо противоположную производимому ими зрительному впечатлению – сжатую каменную кладку.

Конструктивная форма доведена до совершенства.  Несущей основой покрытий нефов готики являются нервюры, сложенные из плотно прилегающих друг к другу камней, абсолютно точно направленных в пространстве и зачастую образующих своими переплетениями сложнейшую и густую опорную основу.

Второй составляющей несущей основы готики являются аркбутаны – ползучие арки над боковыми нефами предназначенные для восприятия распора от несущего покрытия центрального нефа.

Не составляет особого труда увидеть в силовой конструкции готики каркасную систему, нашедшую широкое распространение уже в наши дни.

Искусство строительства готических храмов было покрыто тайной: архитектор имел право убить каждого, пытающегося проникнуть в секреты его мастерства.

Каменный свод предшествовавшей древнеримской архитектуры, а затем и архитектуры романской, получил в готике наивысший расцвет.

Архитекторы готики стремились увеличить высоту внутреннего пространства храмов, перекрываемого сводчатой конструкцией. Однако, препятствием стала устойчивость высоких стен, получивших распор на большой высоте.

Увеличивать толщину стен было уже невозможно. А стремление ввысь росло.

Решение было найдено: свод породил проблему, свод, точнее, арки, ее и решил.

К центральному нефу пристраивались два боковых нефа, ползучие арки которых своим распором и уравновешивали распор арок центрального нефа.

Стены боковых нефов существенно понизились, и их устойчивость уже можно было обеспечить утолщением их наружу, не вызывая загромождения внутреннего пространства храма.

 Сплошному массивному своду, свойственному предыдущей романской архитектуре, был придан другой облик – свода, главной несущей основой которого стали нервюры.

 С появлением нервюр покрытие центрального нефа не только облегчилось, но и, что весьма важно, нервюры позволили распор от покрытия перенести в углы. При этом распор уравновешивался плоскими ползучими арками над боковыми нефами – аркбутанами, показанными ниже.

 Аркбутаны не выполняли ограждающую функцию: крыши  боковых нефов располагались ниже них. Они выполняли чисто силовую функцию восприятия распора центрального нефа.

Мы намереваемся рассматривать лишь силовую основу храма, но как не сказать о том, насколько аркбутаны обогатили внешний облик храма, придав ему воздушность!

Представилась возможность разместить между аркбутанами световые проемы – витражи – для освещения центрального нефа.  Наличие высоких витражей приблизило наружные стены центрального нефа, по сути, к колоннам. Поэтому их также можно включить в состав  каркаса.

На рисунке ниже, в качестве примера, показан поперечник готического храма в Амьене со схемой освещения внутреннего объема храма. Аркбутаны воспринимают распор в двух уровнях: нижние – распор сводов, а верхние – ветровую нагрузку на весьма высокую крышу.

Как указывалось, в результате разгрузки плоскими аркбутанами наружных стен центрального нефа и раскрытия их дневному свету появилось еще одно мощнейшее средство эмоционального воздействия на верующего – витражи.

Внутренний объем освободился от массивности стен. Несущая конструкция, зрительно обрела в интерьере легкость при значительном увеличении высоты. Легкость конструкции подчеркивали и колонны, оформленные как продолжение книзу нервюр покрытия – в виде изящных вертикальных тяжей, выступающих из массы каменного столба и тем самым, скрывая их массивность.

Огюст Шуази определял историю готики как историю нервюры и аркбутана. И это справедливо, если речь идет о несущей ее основе.

Но несомненной составляющей готики являются и витражи.

Они главенствовали на фасаде, они активно использовались и в интерьере. Можно расширить утверждение О. Шуази, сказав, что следствием применения нервюр было перенесение распоров в отдельные места. Это породило плоские аркбутаны. Применение плоских аркбутанов раскрыло дневному свету наружные стены центрального нефа. Это, свою очередь, породило в них и витражи. Образовалась конструктивная завязка положительных факторов, которые дали облику храма новое качество.

Компоновка храма, казалось, обрекла, в основном, свои формы.

Но каким образом архитекторам готики удавалось находить в пространстве совершенно правильное направление нервюр, зачастую переплетающихся самым изысканным и причудливым образом?

Ниже показаны планы таких переплетений.

Зачастую нервюры создавали весьма густую опорную сеть (фото В. Новгородова).

 Архитекторы готики умели из каменных нервюр, аркбутанов, контрфорсов, стен и колонн, работающих исключительно на сжатие, создавать величайшие, зрительно воздушные, устремленные ввысь, несущие конструкции.

Они надежно работают веками.

Но стоило изначально неправильно направить в пространстве нервюры, как зданию грозило обрушение.

Несомненно, архитекторы готики имели в руках универсальный, безупречно работающий, аппарат. Не удивительно поэтому, что секреты строительства храмов готики церковь тщательно оберегала.

Величием храмов, устойчивость которых обеспечивалась точно по воле божьей, укреплялась вера в Бога.

Несложно понять, что если подвесить провисающую гибкую нить, то она получит единственно возможную форму и  единственно возможный вид деформаций – осевое растяжение.

Если, например, мокрую нить заморозить, то, перевернув ее снизу-вверх, мы получим идеальную арку, воспринимающую гравитационное притяжение почти полностью за счет деформации осевого сжатия.

Можно, соединив в пространстве нити самым причудливым образом, таким же путем получить пространственную конструкцию, все элементы которой будут центрально сжаты.

Показанная выше на фотографии В. Новгородова система нервюр в особенности наводит на мысль, что это не столько устремленная ввысь конструкция, сколько провисающая книзу сеть, лишь отраженная снизу вверх, «наоборот».

Известно, что в походных зимних условиях воины времен Ивана Грозного натягивали на копьях провисающую мокрую грубую ткань. Она быстро замерзала. Образовывалась жесткая ледяная оболочка, армированная тканью. Далее ее переворачивали в соответствие с принципом «снизу-вверх». Она успешно удерживала насыпанный сверху слой снега и давала временное убежище от холода и ветра.

Архитектор Антонио Гауди экспериментировал с провисающими нитями с целью изучения несущих конструктивных форм.

Сейчас это хотя и известный прием моделирования, но пользуются им при архитектурном проектировании чрезвычайно редко. Он, можно сказать, почти забыт.

Автор выдвигает предположение, что разработанный им самостоятельно принцип «наоборот», он же «снизу-вверх», применялся во времена готики.

Общение с широким кругом архитекторов самого высокого уровня показало, что применение такого приема при строительстве готических храмов было для них новостью.

Можно предположить, что форму несущей конструкции храма получали путем моделирования в изолированном помещении – подвешиванием и переплетением в пространстве цепей, вес звеньев которых выбирался пропорционально предполагаемому весу частей здания. Так можно было с достаточной точностью, в некотором масштабе, получить форму объемного силового каркаса храма, в пусть перевернутом виде. Тщательное промеривание такой формы затем переносилось в натуру.

Можно себе представить, какой простор архитектурному творчеству получили архитекторы готики! Своды, выполнявшие преимущественно несущую  функцию,  превратились также в элементы высочайшего эмоционально-художественного воздействия на зрителя – моделирование, использующее принцип «наоборот», предоставляло  широкую свободу переплетения нервюр нефов в сочетании с аркбутанами при безупречно верном направлении их в пространстве.

Естественно, для пользования такого моделирования требовались хорошие знания предполагаемого веса каждого элемента реальной несущей конструкции храма.

Вес моделировался правильным подбором веса каждого звена цепи.

Как видно, такой прием доступен был лишь архитекторам высокого уровня.

На приведенном выше рисунке показана упрощения схема моделирования храма в Амьене.

Ниже показана ситуация «наоборот», где траектории равнодействующих сжимающих сил в кладке готического храма подобны отраженными снизу вверх растянутым цепным линиям.

Особенности моделирования цепными линиями нервюр наиболее простого и распространенного в готике свода сопровождались дополнительным подвешиванием цепей, имитирующие сплошные каменные оболочки между нервюрами.

В литературе немало сведений о том, что оживы – диагональные нервюры такого свода - зачастую очерчивались полуокружностями, в то время, как ее цепная линия должна быть параболой.

Однако, неравномерность нагрузки от оболочки на оживу (увеличение ее к опорам) действительно приближает цепную линию к полуокружности.

Ниже красной линией показана цепная линия оживы, а черной – полуокружность.

Нас не должны смущать незначительное расхождения линий в четвертях пролета – это не опасное отклонение. Нервюра, работая совместно с оболочкой, успешно воспринимает такое отклонение.

Ниже серым цветом выделано реальное рабочее сечение, включающее, кроме нервюры и часть оболочки покрытия. Здесь же, красной точкой, показана равнодействующая сжимающих сил, пусть не совпадающая с нервюрой, но успешно воспринимаемая включением в работу и оболочки покрытия.

 Амьенский собор, один и самых известных соборов Франции, показан ниже.

 Храм в Амьене столь совершенен, что его иногда называют «готическим Парфеноном».