Kaar (arhitektuur)

Ümarkaare ehitus silindervõlvi näitel. 1 – lukukivi, 2 – kiilkivid, 3 – kaare selg, 4 – talum, 5 – kaare palend, 6 – kaare kõrgus alates lähtejoonest kuni kaare kiiruni, 7 – sildeava, 8 – toestus. Punktiirjoon näitab raskuse kandumist kaares külgsuunaliselt, lukukivist lähtekivideni. Nooled näitavad raskuse jaotumist vertikaaltugede ja külgtoestuse vahel. Väikesed kolmnurgad tähistavad raskusjõudu

Kaare kandejõu demonstratsioon. Tänu tekkivatele külgsuunalistele jõududele võib isegi lahtistest puitklotsidest laotud kaar kanda suurt raskust

Kaaretüüpe ja nende konstrueerimiskäik visandlikult. Horisontaalne punktiirjoon tähistab lähtejoont, vertikaalne kaare kõrgust. Punane ringike tähistab ringjoone keskpunkti, punane peenike joon raadiust. 1 – ümarkaar, 2,3 – segmentkaar, 4 – teravkaar, 5 – kõrgendatud teravkaar e lantsettkaar, 6, 7, 8 – korvkaar, 9 – tuudorkaar, 10, 11 – ebasümmeetriline ümarkaar, 12 – hoburaudkaar, 13 – kiilkaar, 14 – hoburaud-teravkaar, 16 – rippkaar e draperiikaar, 17 – karniiskaar, 18 – kiilkaar e eesliselgkaar, 19 – õlgkaar, 21,22,23 – hulksiirkaar e lehvikkaar, 27 – ümarkaarest tuletatud kolmiksiirkaar, 28 – teravkaarest tuletatud kolmiksiirkaar, 29 – eesliselgkaarest tuletatud kolmiksiirkaar (ümberjoonistus Meyers Konversationslexikoni joonise järgi, umbes 1885)

Kaar (ladina keeles arcus) on vertikaalne kõverjooneline struktuur kahe tugipunkti vahel, mis sildab tugipunktide vahelist ruumiosa ja võib olla konstruktsiooniliselt kandva funktsiooniga.

Ehituses tähendab kaar kõvera varda kujulist ehitustarindit, millega sillatakse hoonete, sildade ja muude ehitiste tugedevahelisi või seinaavasid. Reeglina võimaldab kaar sillata laiemaid avasid kui talakonstruktsioon. Kaar on, erinevalt võlvist, tasapinnaline tarind.

Kaare ehitus

Kaart moodustavaid aheneva kujuga kive nimetatakse kiilkivideks. Kaare keskmine, kõrgeim kivi kannab nimetust lukukivi ja on uksesillustes, sillakaartes vm sageli dekoratiivselt töödeldud. Talum on ühtaegu toe ülemine pind ja kaare alus. Talumi ülapinnalt tõmmatakse kaare lähtejoon, st joon, millest kõrgemal kaar algab. See on üleminekukoht, mis kannab kaare sisesurve üle tugedele. Kaare ladumise ajal ei püsi lähtejoonest kõrgemale jäävad kivid enam oma raskuse tõttu toe peal oma kohal. Ehituse ajal tuleb kaart puittarindiga toetada, et see kokku ei variseks.

Kaare esimesed kiilkivid, mis toetuvad otse talumile, on kaare lähtekivid. Kaare sisepinda nimetatakse kaare palendiks. Palendi kõrgeim punkt kannab nimetust kaare lagipunkt ehk kaare kiird. Kaare ülemine pind, kaare selg, kannab pealelaotud kivikihte.

Kaare sisejõud

Kaare sisejõud ja kaare kuju sõltuvad kasutatud ehitusmaterjalist. Mördita müüritisel pole üldse tõmbetugevust. Ka kivide vahele pandud mört muudab ses osas vähe (mördi ülesanne on mitte kive omavahel kokku kleepida, vaid nende kohalpüsimist parandada). Seevastu on kivimüüritise survetugevus väga kõrge. Tsemendi puhul on survetugevus umbes 10 korda kõrgem tõmbetugevusest.

Talasillus ja samuti pseudokaar eeldavad materjale, mis oleks tõmbele vastupidavad (tala paindel raskuse all mõjub tala alumisele pinnale tõmbejõud). Kaarsillus aga toimib tänu tõmbe puudumisele tarindis ja mineraalsete (kivi, betoon jm) või keraamiliste (tellis) ehitusmaterjalide suurele survetugevusele. Õigesti laotud kaares tasakaalustab külgsuunaline surve tõmbe ja kannab kaarel lasuva raskuse üle tugedele.

Ühtlaselt jaotunud külgsuunalise survega kaart (ainult survejõud) võib käsitleda vastandina vabalt rippuvale ahelale, milles valitsevad ainult tõmbejõud. Sisejõudude tasakaalustatuselt ideaalne kaarekuju on 180 kraadi võrra pööratud aheljoon. Poolringikujuline sillakaar on sellele ideaalile kaunis lähedal.

Kaare tüüpe

• hoburaudkaar
• hulksiirkaar ehk lehvikkaar
• kiilkaar ehk eesliselgkaar
• kolmiksiirkaar ehk ristikkaar
• kolmnurkkaar
• konvekskaar ehk karniiskaar
• korvkaar
• lamekaar ehk segmentkaar
• lantsettkaar
• poolringkaar
• rippkaar ehk draperiikaar
• talakaar
• teravkaar
• tuudorkaar (inglise hilisgootikas esinev teravkaar)
• õlgkaar
• ümarkaar

Ajalugu

Vanaajal

Tellistest kaari hakati kasutama Mesopotaamias ja Egiptuses. Euroopa mandril ehitati esimesed kaartarindid 7. sajandil eKr Etruurias. Need tehti tahutud looduskividest.

Antiikajal

Antiikajal Kreekas leidis kaar vähe kasutust, seevastu Vana-Roomas ehitati kaartarindina nii võlve kui ka kuppelehitisi.. Seal arendati see täiuslikkuseni, põhiliselt kasutati ümarkaart. Kaared laoti tellistest või tahutud kividest.

Vaata ka

• Looduslik kaar
• Pseudokaar
• Vööndkaar
• Kilpkaar
• Jaotuskaar
• Tugikaar

Välislingid

• Physics of Stone Arches. Interaktiivse õppevahendi tutvustus.
• Lühiloeng tala- ja kaarkonstruktsiooni füüsikast ning ajaloost. Inglise keeles