مقدمه
قوس یک فرم سازه‌ای منحنی است که بارهای یک دهانه را حمل می‌کند و آنها را به اطراف قوس یعنی به تکیه گاه‌ها یا پایه‌های دو طرف منتقل می‌کند.
طاقها از زمان اتروسک‌ها که به اختراع آن نسبت داده می‌شوند یک ویژگی برجسته در معماری بوده است، اگرچه رومی‌ها آن را بیشتر توسعه دادند و استفاده از آن را گسترش دادند. تکنیک‌های طراحی و ساخت طاقها از آن زمان به شکل‌های سازه‌ای دیگر از جمله طاقها، طاق‌های چندبخشی و پل‌ها تبدیل شده‌اند.
قوسها سازه‌های فشاری هستند، یعنی هیچ تنش کششی در آنها وجود ندارد. آنها خود ایستا هستند و توسط نیروی گرانشی که بر وزن آنها وارد می‌شود در حالت فشرده خود را نگه می‌دارند. این نیروی فشاری باعث می‌شود قوسها بسیار پایدار و کارآمد باشند و بتوانند دهانه‌های بزرگتر را پوشش دهند و بارهای بیشتری را نسبت به تیرهای افقی تحمل کنند.
بار رو به پایین یک قوس باید به پایه‌های آن منتقل شود. رانش به بیرون که توسط یک قوس در پایه آن اعمال می‌شود، باید با وزن خود یا وزن دیوارهای نگهدارنده، یا پشتبندها، یا توسط یک اتصال در جهت مخالف بار وارده مهار شود. با تغییرات ارتفاع قوس، رانش رو به بیرون قوس تغییر می‌یابد.
ساخت قوس
از آنجایی که بسیاری از مصالح ساختمانی، مانند مصالح بنایی و بتن، می‌توانند در برابر فشار مقاومت کنند، قوسها معمولاً با استفاده از این نوع مصالح ساخته می‌شوند.
ساخت طاق‌های بنایی سنتی به چیدمان آجر، بلوک یا سنگ بر روی دهانه بستگی دارد. بلوک‌های گوه‌ای شکل، به نام voussoirs (سنگ تاق)، کنار هم قرار می‌گیرند به طوریکه لبه بالایی پهن‌تر از لبه پایینی است. فشار رو به پایین بر روی قوس باعث می‌شود که به جای جدا شدن از هم، سنگ‌ها را به هم متصل کند. سنگ طاقی که در مرکز طاق قرار گرفته است به عنوان سنگ کلید شناخته می‌شود.
این چیدمان به این معنی است که طاق خودایستا است، اما تکیه‌گاه‌های موقتی از پایین، معمولاً به شکل «سنترهای» چوبی (که گاهی اوقات «سنتر» یا «سازنده‌های قوس» نامیده می‌شوند)، باید تا زمانی که سنگ‌کلید در جای خود قرار گیرد، مورد استفاده قرار گیرند.
منحنی داخلی و پایینی قوس به نام اینترادوس (قوس پایینی) شناخته می‌شود. منحنی بیرونی و بالای قوس به عنوان اکسترادوس (قوس بیرونی) نامیده می‌شود. خط نیرو نقطه‌ای است که قوس از تکیه‌گاه‌های عمودی خود شروع به بلند شدن می‌کند.
انواع قوسها
بیشتر قوسها دایره‌ای، نوک تیز یا سهمی هستند. با این حال، تنوع زیادی از این اشکال وجود دارد که در دوره‌های مختلف تاریخی ایجاد شده‌اند. معماران روم باستان قوس‌های گرد را ترجیح می‌دادند، در حالی‌که معماران گوتیک قوس‌های نوک‌تیز را ترجیح می‌دادند و از این نظر ممکن است تحت تأثیر معماری اسلامی قرار گرفته باشند.
برخی از رایج ترین انواع قوسها در زیر توضیح داده شده است.
قوس مثلثی
قوس مثلثی که برای اولین بار توسط مایاها ساخته شد، توسط دو سنگ بزرگ مورب تشکیل شده است که با حمایت متقابل از یکدیگر، دهانه‌ای را می‌پوشانند.
قوس نیم‌دایره‌ای
این قوس که به عنوان یک قوس نیم‌دایره نیز شناخته می‌شود، در یک منحنی پیوسته شکل گرفته و توسط رومیان توسعه داده شده است. این نوع قوسها اغلب در کنار هم به صورت سری برای ایجاد یک قوس چندبخشی استفاده می‌شدند. قوس انطباقی، قوس گرد متداولی است که در هر طرف دارای طول‌های نابرابر است.
قوس سگمنتال
این یک قوس است که دارای یک برآمدگی کمتر از یک نیم دایره است. در شکل مسطح‌تر، قوس‌های سگمنتال (اولین نوع قوس اروپایی) معمولاً برای پل‌ها استفاده می‌شد، زیرا پوشش دهانه‌های بزرگتر بدون افزایش بیش از حد ارتفاع امکان‌پذیر می‌شود. از آنجایی که هرچه قوس صاف‌تر باشد، نیروی رانش روبه پایین بیشتری به تکیه‌گاه‌ها وارد می‌شود، پل‌ها به تکیه‌گاه‌های بزرگ در هر طرف نیاز دارند.
قوس نوک‌تیز
این شکلی از طاق نوک تیز است که در دوره گوتیک ایجاد شد. اغلب برای پنجره‌ها و سازه‌های سقف در کلیساهای جامع و کلیساهای محلی استفاده می‌شد. قوس بلند و باریک با رأس نوک تیز است.
قوس متساوی‌الاضلاع
از دوره گوتیک، طاق‌های متساوی‌الاضلاع اغلب برای ورودی‌ها و پنجره‌های تزئینی استفاده می‌شد. دو نقطه خط انتقال نیرو و تاج قوس پایینی، یک مثلث متساوی‌الاضلاع را تشکیل می‌دهند، به این معنی که هر منحنی طول وتر برابر با دهانه دارد.
قوس کمبر (با انحنای کمتر)
همچنین به عنوان قوس جک شناخته می‌شود، یک قوس کمبر شبیه به قوسی نیم‌دایره‌ای است که مسطح یا تقریباً مسطح است. با این حال، این نوع طاقها از مقاومت فشاری خود مانند یک قوس معمولی استفاده می‌کنند.
قوس تری‌فویل
طاق سه‌تایی معمولاً در ساختمان‌های مذهبی مورد استفاده قرار می‌گرفت و به شکل سه حلقه روی هم قرار می‌گرفت که به عنوان تری‌فویل شناخته می‌شد.
قوس نعل‌اسبی
انحناهای طاق نعل اسبی از نقاط انتقال خط نیرو بیرون زده و نمایه نعل اسبی ایجاد می‌کند. این نوع طاقها به طور گسترده در معماری اسلامی در مناطقی مانند اسپانیا و شمال آفریقا مورد استفاده قرار گرفتند.
قوس سه‌مرکزی
قوس سه مرکزی شبیه به قوس سگمنتال است اما بیش از دو مرکز دارد که نمای بیضی یا بیضی شکل را برای آن ایجاد می‌کند.
قوس چهارمرکزی
قوس چهار مرکزی که به عنوان قوس تودور یا قوس فرورفته نیز شناخته می‌شود، ارتفاع کم و عرض پهن با رأس نوک تیز است. معمولاً در معماری انگلیسی استفاده می‌شد.
طاق sشکل
فرم قوس اوجی یا s شکل در دوره گوتیک انگلیسی ایجاد شد و از یک قوس مقعر پیروی می‌کند که به یک قوس محدب با تاج نوک تیز می‌رسد. اغلب برای اهداف تزئینی بالای درگاه استفاده می‌شد.
قوس سهموی و زنجیرواره‌ای
یک قوس سهموی از این اصل پیروی می‌کند که وقتی یک بار یکنواخت از بالا اعمال می‌شود، نیروی فشاری داخلی حاصل از یک منحنی سهمی ایجاد می‌کند. قوس‌های سهموی بیشترین نیروی رانش را در پایه ایجاد می‌کنند، اما می‌توانند بیشترین خیز را داشته باشند، بنابراین معمولاً در طراحی پل استفاده می‌شوند.
یک قوس زنجیرواره بسیار شبیه به سهمی است، اما در پایین کمی «مسطح‌تر» است و سریع‌تر از سهمی خیز می‌گیرد. قوس زنجیرواره حاصل نیروی وزن خود زنجیر است، به طوری که در صورت آویزان شدن، به این فرم ایستا در می‌آید. سهمی خاصیت یکسانی ندارد،
منبع: www.designingbuildings.co.uk
