Двухстолпные конструкции, в целом довольно редкие, имели распространение в XVI и XVII вв. на северо-восток России. Видимо, впервые они были применены в Благовещенском соборе Сольвычегодска (1560-1570 гг.) и Спасо-Преображенском соборе Соловецкого монастыря (1558-1566 гг.), далее - в церкви Вознесения Прилуцкого монастыря (кон. XVI в.), церкви Преображения Кирилло-Белозерского монастыря (1595 к) и з ряде памятников Костромской области и Подмосковья.

Перекрытие северных двухстолпных храмов обычно представляет собой систему трех параллельных коробовых сводов, опирающихся на две пары главных подпружных арок, перекинутых с центральных столбов на восточную и западную стены. Системы имеют две конструктивные разновидности - симметричную и несимметричную.

В симметричной системе, к которой относятся пятиглавые вологодские церкви Николы (1669 г.) и Спасо-Преображения (1670г.), большой световой барабан располагается над центром объема, между столбами, и опирается с помощью парусов на разрезанный световым проемом осевой свод. Малые барабаны располагаются над угловыми вырезами боковых сводов и частично опираются на угловые части стен (рис 1.7). Направление главных подпружных арок ориентирует их сосредоточенный распор вдоль продольной более жесткой оси здания. Благодаря большому подъему подпружных арок распор системы приложен значительно ниже уровня пят сводов перекрытия. Продольные стены (южная и северная) испытывают равномерно распределенный небольшой распор боковых сводов.

Симметричное расположение сосредоточенных нагрузок от центрального и малых барабанов вблизи опор главных подпружных арок исключительно целесообразно: во-первых, пролетные части арок не несут сосредоточенной нагрузки; во-вторых, распоры арок, сходящиеся на центральных столбах, уравновешены. Но нагрузка на центральные столбы вдвое выше, чем в обычной трехпролетной, четырехстолпной системе (при равных габаритах перекрываемого помещения).

В несимметричной системе световой барабан опирается на восточную пару продольных подпружных арок, поперечную арку, соединяющую столбы, и либо на край осевого коробового свода, разрезанного световым проемом - Введенский собор Владычного монастыря (рубеж XVI- XVII вв.), либо непосредственно на восточную стену - Спасо-Преображенский собор в Соловках. Опорами барабана могут служить межалтарные стенки, разделяющие глубокие апсиды.

В подмосковных двухстолпных постройках - Никольской церкви в селе Никольское-Урюпино и Казанской церкви в селе Марково (1664-1665 и 1672-1680 гг.) - световой барабан располагается в центре перекрытия, представляющего сложную систему цилиндрических и сомкнутых сводов, поддерживаемых подпружными арками и консольными полуарками (см. рис.), столбы же сдвинуты к западу.

При неравных пролетах главных подпружных арок или: неравных на них нагрузках центральные столбы испытывают действие неуравновешенного распора; нагрузка же на столбы несколько меньше, чем в симметричной системе.

Повышенная нагрузка на столбы всех видов двухстолпных конструкций создавала еще большие, чем в четырехстолпных сооружениях, трудности с решением проблемы центральных фундаментов. Видимо, поэтому большинство двухстолпных храмов не отличается грандиозными размерами. Исключение составляют Соловецкий Спасо-Преображенский собор с его сверхмощными конструкциями подкета, выравнивающими все неравномерности нагрузок 1 яруса, и Благовещенский собор в Сольвычегорске.

Ниже приведены конструктивные параметры крестово-купольных систем XII-XVII вв., отличающихся типом перекрытия, общими габаритами и пропорциями основных элементов.

Из табл. следует, что с увеличением расчетного пролета главных подпружных арок от 2, 6 до 7, 5 м и высоты центрального барабана с 4, 4 до 14, 2 м (т. е. примерно в 3 раза), максимальный распор системы возрос с 32, 5 до 630 КН, а напряжение в кладке центральных столбов - до 2 МПа.

В пп. 9 и 10 сравниваются максимальный распор системы, равный теоретическому распору центральных подпружных арок (Н_{а )}, и так называемый действительный распор (Н_с вычисленный с учетом монолитности кладки и фактической передачи чисти нагрузки непосредственно на центральный столб, минуя подпружные арки, а также на примыкающие к аркам своды перекрытия. Разница между Н_а и Н_с тем выше, чем меньше отношение пролета к толщине арки, к чем выше жесткость кладки.

Сопоставление величин опрокидывающего и восстанавливающего моментов (п. 12, 13) показывает, что запас устойчивости системы снижается по мере роста пролета и увеличения центральной нагрузки. Превышение опрокидывающего момента над восстанавливающим характерно для сооружений с тяжелым центральным барабаном или высоким уровнем приложения распора системы. Свидетельством потенциально неустойчивого (напряженного) равновесия системы, не исключающего активной работы воздушных связей является факт устройства многоветвевых связей - в четыре нити на тульском и пять - на астраханском Успенских с борах. Расчет показывает, что из-за чрезмерной тяжести центрального барабана длительное равновесие первоначальной распорной системы владимирского Успенского собора (1151--1160 гг.) было бы невозможно. Обстройка 1185-1189 гг.. резко увеличившая пространственную жесткость объема этого собора, способствовала сохранности памятника до наших дней.

Зависимость между внутренними усилиями (распором, опрокидывающим моментом и др.) и основными габаритами крестово-купольных сооружений показана на графике (рис. 1.6), где каждому значению комплексной геометрической характеристики (К = АхБхh_{с )} соответствует определенный диапазон значений данного параметра (заключенный между верхней и нижней кривой и отражающий индивидуальные конструктивные особенности отдельных систем: например, наличие или отсутствие диафрагм жесткости, различную толщину вертикальных несущих конструкций и др.).

С начала XVI в. в Москве и других городах Русской государства началось строительство крупных четырех-шести столпных пятиглавых соборов крестово-купольной системы перекрытых либо традиционными коробовыми сводами - Архангельский собор Московского Кремля (1505-1508 гг.) Успенский собор в Дмитрове (между 1509-1533 гг.), Смоленский собор Новодевичьего монастыря (XVI в.), - либо новыми в русской практике крестовыми сводами - Успенский собор Троице-Сергиева монастыря (1559-1585 гг.), Софийский собор в Вологде (1568-1570 гг.) - впервые примененными в московском Успенском соборе (1475-1479 гг.).

От предшествующих, да и современных им распространенных одноглавых храмов они отличались рядом признаков, но, в первую очередь, значительно большими размерами (площади и высоты), что свидетельствовало об известном скачке в развитии строительной науки и освоении новых архитектурных приемов.Далее...

Пути развития крестово-купольной системы (как впоследствии и других систем) диктовались многими условиями - градостроительными, идеологическими, утилитарными и другими, предъявляемыми к церковным постройкам в различные периоды, а также финансовыми возможностями. В течение 300-400 лет со времени возведения первых, наиболее значительных и дорогих соборов Древней Руси вплоть до строительства московских кремлевских соборов, в городах, монастырях и посадах строились, главным образом, сравнительно небольшие и недорогие храмы, - одноглавые (редко трех-или пятиглавые), трехнефные, четырех-шестистолпные.

По характерным конструктивным признакам храмы крестово-купольной системы можно разделить на три основные типа:

1. рядовые, традиционные арочно-стоечные системы, перекрытые сводами в одном уровне с центральными подпружными арками;
2. системы с повышенными центральными подпружными арками;
3. системы с пониженными углами.

В зданиях первого типа общий уровень подпружных арок и цилиндрических сводов перекрытия соответствует линейному однорядному расположению закомар на фасадах.Далее...