En fästning är en struktur byggd för att stödja eller förstärka höjden på en murvägg. Stänger motverkar sidostyrning (sidokraft), förhindrar att en vägg sväller och knäcks genom att trycka mot den och överföra kraften till marken. Knappar kan byggas nära en yttervägg eller byggas bort från en vägg. Takets tjocklek och höjd och takets vikt kan bestämma utformningen av en fästning. Ägare av stenhus, oavsett höjd, har insett de tekniska fördelarna och den arkitektoniska skönheten hos den flygande buttress. Se hur de fungerar och hur de har utvecklats.
Byggnader av sten är strukturellt mycket tunga. Även ett trätak ovanpå en hög byggnad kan lägga till för mycket vikt för att väggarna kan stödja. En lösning är att göra väggarna mycket tjocka på gatunivå, men det här systemet blir löjligt om du vill ha en mycket hög stenstruktur.
"Ordbok för arkitektur och konstruktion" definierar buttress som en "utvändig massa av murverk inställd i en vinkel till eller bunden i en vägg som den stärker eller stöd. "Före uppfinningen av stålramkonstruktion var yttre stenväggar strukturellt lastbärande. De var bra på kompression men inte så bra med spänningskrafter. "Stängerna absorberar ofta sidosträngningar från takvalv", förklarar ordboken.
Kungar är ofta förknippade med de stora katedralerna i Europa, men före kristendomen byggde de forntida romarna stora amfiteatrar som satt tusentals människor. Sittplatsens höjd uppnåddes med bågar och stänger.
En av de största innovationerna i gotik era var "flygande buttress" -systemet för strukturellt stöd. Fästet vid ytterväggarna var bågad sten ansluten till enorma fästningar byggda bort från muren, sett på den franska gotiska Notre Dame-katedralen i Paris, Frankrike. Detta system gjorde det möjligt för byggare att konstruera skyhöga katedraler med massiva inre utrymmen samtidigt som väggarna kunde visa expansiva målade glasfönster. Fördjupade toppar tillförde vikt, vilket gjorde det möjligt för buttresserna att bära ännu mer lateralt tryck från ytterväggen.
Substantivet stöttepelare kommer från verbet att rumpa. När du observerar en butting-handling, som djur som stöter på huvuden, ser du en drivkraft införas. Faktum är att vårt ord för buttress kommer från butten, vilket betyder att köra eller driva. Så substantivet buttress kommer från verbet med samma namn. Till buttress betyder att stödja eller stötta upp med en buttress, som pressar mot det som behöver stöd.
Ett liknande ord har en annan källa. Anläggningar är stödtornen på vardera sidan av en bågsbro, som Bixby Bridge i Big Sur, Kalifornien. Lägg märke till att det bara finns en "t" i substantivabutment. Detta kommer från verbet "anliggning", vilket betyder "att gå i slutet till slutet."
De medeltida Den franska staden Vezelay i Bourgogne säger på ett slående exempel på romansk arkitektur: pilgrimsfärdskyrkan Basilique Ste. Marie-Madeleine, byggd år 1100.
Hundratals år innan gotiska buttresses "började flyga" experimenterade medeltida arkitekter med att skapa skyhöga, gudliknande interiörer genom att använda en serie bågar och valv. Professor Talbot Hamlin konstaterar att "behovet av att motstå valfernas stötar och önskan att undvika en slösande användning av sten, ledde till utvecklingen av yttre stänger - det vill säga tjockare delar av väggen, placerade där de kunde ge det extra stabilitet."
Professor Hamlin fortsätter med att förklara hur romerska arkitekter experimenterade med konstruktion av fästningen, "ibland gör det som en engagerad kolonn, ibland som en projiceringslist som en pilaster; och först gradvis kom de in på att dess djup och inte dess bredd var det viktiga elementet... "
Den flygande buttressen är kanske den mest kända, men genom arkitekturens historia har byggare utformat olika tekniska metoder för att stötta en murvägg. "The Penguin Dictionary of Architecture" citerar dessa typer av fästningar: vinkel, claspning, diagonal, flygning, lateral, pir och bakslag.
Varför så många slag av slott? Arkitektur är derivat och bygger på experimentets framgångar genom tiden.
Jämfört med tidigare Basilique Ste. Marie-Madeleine, den franska pilgrimsfärdskyrkan i Kondom, Gers Midi-Pyrénées är byggd med mer raffinerade och smala fästningar. Det skulle inte dröja länge innan italienska arkitekter sträckte sig borgen från väggen, som Andrea Palladio gjorde på San Giorgio Maggiore.
Renässansarkitekt Andrea Palladio blev berömd för att föra klassisk grekisk och romersk arkitektonisk design till ett nytt århundrade. Hans Venedig, Italien kyrka San Giorgio Maggiore ställer också ut den ständiga utvecklingen, som nu är smalare och utsträckt från väggen jämfört med kyrkorna i Vezelay och Kondom i Frankrike.
L'église Saint-Pierre i Chartres, Frankrike, byggd mellan 1100- och 1300-talet, är ett annat fint exempel på den gotiska flygande stallen. Liksom den mer välkända Chartres-katedralen och Notre Dame de Paris, är Saint Pierre en medeltida struktur byggd och ombyggd genom århundradena. Vid 1800-talet blev dessa gotiska katedraler en del av dagens litteratur, konst och populära kultur. Den franska författaren Victor Hugo använde kyrkans arkitektur i sin berömda roman från 1831 "Ringaren i Notre Dame:"
"I det ögonblick då hans tankar sålunda fästs på prästen, medan daggången blekade de flygande stängerna, uppfattade han på den högsta berättelsen om Notre-Dame, i den vinkel som bildas av den yttre balustraden när den gör korets tur, en figur gående."
Även när konstruktionsmetoder och material avancerade för att göra buttressen onödig, ingick den kristna kyrkans gotiska utseende i samhället. Gothic Revival-husstilen blomstrade från 1840 till 1880, men återupplivande av gotisk design blev aldrig gammal i helig arkitektur. Byggd mellan 1907 och 1990 kallas katedralen Saint Peter och Saint Paul oftare Washington National Cathedral. Tillsammans med fästningar inkluderar andra gotiska funktioner över 100 gargoyles och över 200 målade glasfönster.
Slottet har utvecklats från en teknisk nödvändighet till ett arkitektoniskt designelement. De stakliknande element som ses på Metropolitan Cathedral of Christ the King i Liverpool är verkligen inte nödvändiga för att hålla upp strukturen. Den flygande slottet har blivit ett designval som ett historiskt hyllning till de stora gotiska katedralaxperimenten.
Arkitektur som denna romersk-katolska kyrka påpekar svårigheten att tilldela en arkitektonisk stil till en byggnad - är denna byggnad från 1960-talet är ett exempel på modern arkitektur eller är det gotiskt med sin hyllning till fästningen Väckelse?
Inom arkitektur, teknik och konst samlas. Hur kan denna byggnad stå upp? Vad måste jag göra för att skapa en stabil struktur? Kan teknik vara vacker?
Dessa frågor som ställts av dagens arkitekter är samma pussel som utforskats av byggare och designers från det förflutna. Buttress är ett bra exempel på att lösa ett tekniskt problem med en utvecklande design.
St Francis of Assisi Mission Church i Ranchos de Taos, är New Mexico konstruerat av infödda Adobe och designad enligt traditionen av de spanska kolonierna och infödda amerikanerna. Ändå är de tjocka adobe-väggarna stagda med stänger - inte gotiskt utseende alls, men bikupformade. Till skillnad från församlingarna i de franska gotiska eller gotiska väckelsekyrkorna samlas volontärer i Taos varje juni för att återupptäcka adoben med en lera- och halmblandning.
Kungar är fortfarande ett viktigt strukturelement i moderna byggnader. I flera år har Burj Khalifa i Dubai varit världens högsta skyskrapa. Hur står dessa väggar? Ett innovativt system av Y-formade stänger tillåtte designers att bygga en skyskrapa som steg till sin rekordhöjd. Skidmore, Owings & Merrill LLP (SOM), som också designade One World Trade Center i Lower Manhattan, tog på sig teknikutmaningen i Dubai. "Varje vinge, med sin egen högpresterande betongkärna och perimeterspelare, stärker de andra via en sexsidig central kärna, eller hexagonal nav," beskrev SOM sin Y-formade plan. "Resultatet är ett torn som är extremt styv vridbart."
Arkitekter och ingenjörer har alltid velat bygga världens högsta byggnad. Den forntida konsten att stärka har alltid hjälpt till att få det att hända, i varje sekel av arkitekturhistoria.