Bogen (Architektur)

mini|hochkant=1.8|Halbrundbögen an der Westfassade der romanischen Pfarrkirche von Berneuil (Charente): Mittig Bogen der Portalöffnung, seitlich Blendbögen

Als Bogen bezeichnet man in der Architektur ein Bauelement zum Überbrücken von Öffnungen im Mauerwerk. Ein Bogen ohne tragende Funktion heißt Blendbogen.

Form und Breite werden so gewählt, dass im Bogen keine Zugkräfte auftreten. Der Bogen deckt die sogenannte Stützlinie. Die in den Kämpfern an seinen Enden aufzubringenden Kräfte sind gegen die Vertikale geneigt, d. h., dass dort neben vertikalem Druck auch horizontaler Schub herrscht.

Das Gewölbe ist die Urform des Bogens. Später hinzugekommene Bögen bestehen aus Holz, Eisen oder Beton. Die Ausdehnung eines Bogens in die Dritte Dimension ist das Tonnengewölbe, ein um seine senkrechte Mittelachse gedrehter Bogen wird zur Kuppel.

Bögen sind bis zur Fertigstellung nicht selbsttragend und benötigen ein Lehrgerüst.

Sogenannte falsche Bögen oder Kragbogen bestehen aus sukzessive weiter zur Mitte reichenden Verlängerungen gerader Balken. Sie lassen sich ohne Lehrgerüst erstellen.

Der Bogen ist in der Architektur an zahlreichen Bauwerken in unterschiedlichen Ausführungen zu finden. So ermöglicht der Bogen Tür- und Fensteröffnungen ebenso wie das Überspannen von Hallen. Im Bauwesen wird er in Brücken und in Tunneldecken verwendet.

Echter und unechter Bogen Kragbogen oder unechter Bogen

mini|hochkant=0.5|links|Kragbogen Vor der Erfindung des echten Bogens verwendete man Kragbögen. Damit konnten nur geringe Weiten überspannt werden. Die Stabilität wurde durch seitliche Auflasten erreicht.

Echter Bogen mini|hochkant=1|Durch die breiten Bausteine stellt sich eine Stützlinie ein, die gerade noch innerhalb des Bogens liegt. Bei einem filigraneren oder größeren Bogen oder einer größeren Belastung wäre dies nicht mehr möglich.

Lockeres Mauerwerk besitzt überhaupt keine Zugfestigkeit. Auch Mörtel ändert daran wenig. Seine Aufgabe ist es, die Auflage der Steine zu verbessern, nicht aber, die Steine zu verkleben. Hingegen ist die Druckfestigkeit außerordentlich hoch. Bei Zement liegt sie bei ca. 50 MN/m², ca. 10-fach höher als die Zugfestigkeit.

Balken und Kragbogen setzen Materialien voraus, die unter Zug belastbar sind. Erst eine Bogenkonstruktion nutzt die hohe Druckbelastbarkeit mineralischer Baustoffe wie Naturstein, Beton und Ziegelstein.

Die Steine in den beiden Bildern rechts sind keilförmig angeschrägt und lassen sich zu einem Bogen zusammenfügen. Nur die beiden „Pfosten“ sind gegen seitliches Verschieben gesichert. Die Bogensteine selber sind nicht verklebt und können daher keine Zugkräfte aufnehmen. Die auf diese Weise lose aneinanderliegenden Steine vermögen dennoch hohe Belastungen als Druckspannungen aufzunehmen, die – im Gegensatz zu einem Kragbogen – ein Vielfaches des Eigengewichts betragen. Ein Bogen leitet die vertikal wirkenden Kräfte des zu tragenden Gewichtes um in horizontal wirkende Schubkräfte, die durch zusätzliche Konstruktionen abgefangen werden müssen. Allein beim Parabelbogen stehen das nach innen ziehende Eigengewicht den Bogenmaterials und die nach außen treibenden Schubkräfte an jeder Stelle im Gleichgewicht zueinander.

hochkant=1.2|mini|Elemente eines Bogens: Kämpfer, Anfänger, Schlussstein bzw. Scheitel und Kämpferlinie (kl) hochkant=1.2|mini|Schematische Darstellung eines Bogens: 1: Schlussstein, Scheitel[a] 2: Bogenstirn/Bogenhaupt (hier: an einem Keilstein) 3: Bogenrücken (hier: an einem Keilstein) 4: Kämpfer oder Widerlager > der Stein darüber wird als Anfänger bezeichnet, seltener auch als Kämpferstein oder Gewölbefuß > die Linie dazwischen (nicht eingezeichnet) wird als Kämpferlinie[b] bezeichnet 5: Bogenlaibung 6: Stichhöhe 7: Spannweite/Lichte Weite 8: Stützmauerwerk a Scheitelhöhe (nicht eingezeichnet): Abstand des Scheitels vom Boden b Kämpferhöhe (nicht eingezeichnet): Abstand der Kämpferlinie vom Boden

Die angeschrägten Bogensteine heißen Keilsteine. Der mittlere Stein im Bogen wird Schlussstein (S, siehe Bild) genannt und ist häufig dekorativ herausgearbeitet.

Der Kämpfer (K) ist zugleich der obere Abschluss des Widerlagers und die Basis des Bogens. Dieser Übergangsbereich muss sorgfältig gearbeitet sein, damit die Druckkräfte des Bogens abgeleitet werden können. Die Steine oberhalb der Kämpferlinie (kl) liegen beim Errichten des Bogens nicht mehr durch ihr eigenes Gewicht auf dem Widerlager auf. Sie müssen beim Bau durch ein Lehrgerüst abgestützt werden, um nicht herabzufallen. Oberhalb der Kämpferlinie beginnt der eigentliche Bogen.

Die ersten Steine, die auf dem Kämpfer aufliegen, bezeichnet man als Anfänger (A). Die Bogenlaibung ist die Innenfläche des Bogens (in der Abbildung dunkelgrau schattiert), die Vorderfront die Bogenstirn. Die obere Fläche des Bogens, der Bogenrücken, trägt die nach oben aufgeschichteten Steine. Als Bogenscheitel bezeichnet man den höchsten Punkt der Bogenlaibung.

links|mini|Segmentbogen mit Scheitelfuge Ein gemauerter Bogen soll möglichst aus einer ungeraden Anzahl von Keilsteinen bestehen, damit der Schlussstein mittig sitzt, obwohl es statisch nicht unbedingt nötig ist. Da dies handwerkliche und gestalterische Tradition ist, sind Bögen ohne mittigen Schlussstein äußerst selten – es entsteht dann eine Schlussfuge.

Ein gestelzter Bogen steht mit seinen Enden auf mehr oder weniger hohen, oder mehreren senkrechten Anfängern, die auch als Bogenstelzung bezeichnet werden. In der Regel sind Bogenstelzungen symmetrisch angeordnet. Eher selten sind unsymmetrische oder einhüftige Stelzungen.

Ein sich nach unten öffnender Bogen, der die Kräfte gleichmäßig als Druckspannung aufnimmt, kann als Umkehrung einer frei hängenden Kette aufgefasst werden, in der ausschließlich Zugkräfte herrschen. Die Ideallinie eines unbelasteten Bogens ist deshalb eine Katenoide. Dennoch kommt ein Halbkreisbogen einer Brücke der Idealstruktur recht nahe, da der Bogen durch die seitlichen Brückenrampen am Anfang und Ende mehr Masse zu tragen hat als die Mitte.

Während sich die altgriechischen Stein-Monumentalbauten aus Tradition an Holzkonstruktionen orientierten, setzten die Römer durchgängig Halbrundbogen als tragende Strukturen ein (s. u.).

Bogenformen – Überblick Im Laufe der Jahrhunderte wurden verschiedenste Arten von Bögen entwickelt, mit entsprechenden Vor- und Nachteilen.

Der Giebelbogen, auch Dreiecksbogen genannt (franz. Arc en mitre), ist eine Bogenkonstruktion aus zwei schräg, in Giebelform, aneinandergelegten Steinen oder Steinreihen. Er wird insofern von zwei Geraden gebildet, erfüllt aber konstruktiv die Voraussetzungen eines Bogens.Absatz nach Hans Koepf, Günther Binding: Bildwörterbuch der Architektur. 4., überarbeitete Auflage. Kröner, Stuttgart 2005, ISBN 3-520-19404-X (= Kröners Taschenausgabe, Band 194) Die Synonymie zu Dreiecksbogen findet sich in der 4. Auflage nicht mehr, allerdings in der älteren 2. Auflage, ISBN 3-520-19402-3. In anderer Bedeutung wird unter Giebelbogen auch ein Ornament verstanden, so bei Günther Wasmuth (Hrsg.): Wasmuths Lexikon der Baukunst. Band 3: H bis Ozo. Wasmuth, Berlin 1931, vgl. Giebel#Giebelschmuck

Rundbogen oder Halbkreisbogen mini|hochkant=0.6|Rundbogen der Arena in Verona

Beim Kreisbogen, auch Rundbogen genannt, ist die Bogenlinie kreisförmig und nimmt den kompletten Halbkreis (180 Grad) ein, das bedeutet, die untersten beiden Fugen liegen horizontal. Die Höhe des Bogens (Scheitelhöhe) beträgt damit immer genau die halbe Spannweite. Der Halbkreisbogen war lange Zeit die dominierende Technik des Bogenbaus. Sie wurde von den Römern perfektioniert und vielfältig angewendet, was bis in die Zeit der Romanik wirkte. zu einer Konstruktionsanleitung des Bogens siehe weiter unten

Der Spitzbogen ist ein aus zwei Kreisen konstruierter Bogen mit Spitze. Er gilt in der Architektur als ein zentrales Element der Gotik.

Erste Spitzbögen fanden sich bereits in der Burgundischen Romanik. In der gotischen Sakralarchitektur (Basilika Saint-Denis) wurden sie seit der ersten Hälfte des 12. Jahrhunderts verwendet. Von Frankreich aus verbreitete sich diese Bogenform um 1200 nach Deutschland, wurde bis in das frühe 16. Jahrhundert hinein benutzt und Jahrhunderte später, in der Neugotik, wieder aufgegriffen.

Den gotischen Bogen gibt es auch als gedrückten Spitzbogen und als überhöhten Spitzbogen, letzterer heißt auch Lanzettbogen.

zu Konstruktionsanleitungen verschiedener gotischer Bögen siehe weiter unten

Als Tudorbogen bezeichnet man in der Baukunst einen für den Tudorstil (die letzte Periode des gotischen Stils in England, 1485 bis 1603) charakteristischen gedrückten Spitzbogen. Er besteht aus vier Kreisbogen mit je zwei verschieden großen RadienOtto Lueger: Lexikon der gesamten Technik und ihrer Hilfswissenschaften, Bd. 8. Stuttgart, Leipzig 1910, S. 641: Tudorbogen. (Digitalisat auf zeno.org, abgerufen am 3. März 2024) und fand vor allem in England Verbreitung, weshalb er auch englischer SpitzbogenMeyers Großes Konversations-Lexikon, Band 19. Leipzig 1909, S. 793: Tudorbogen. (Abschrift auf zeno.org, abgerufen am 3. März 2024) oder normannischer Bogen genannt wird.

zu einer Konstruktionsanleitung des Bogens siehe weiter unten

Ein Bogen, dessen Kante wie das Profil eines auf dem Rücken liegenden Schiffes mit Kiel aussieht, wird Kielbogen genannt. Andere Bezeichnungen dafür sind Eselsrücken – abgeleitet von der Rückenform eines Esels – und Sattelbogen, Schottischer Bogen oder Akkolade. Er hat seinen Ursprung in Indien, wo er bereits seit dem 3. Jahrhundert v. Chr. Verwendung fand. In Europa ist er erst ab dem 13./14. Jahrhundert in der Spätgotik in Gebrauch.

zu einer Konstruktionsanleitung des Bogens siehe weiter unten

Der Vorhangbogen ist ein Bogen, der von zwei oder mehr konvexen Bogenlinien begrenzt wird.Hans Koepf, Günther Binding: Bildwörterbuch der Architektur. Kröner, Stuttgart 1999, ISBN 3-520-19403-1 (= Kröners Taschenausgabe. Band 194). Im Fall von zwei Bogenlinien heißt er auch Einfacher Vorhangbogen oder Konkaver Spitzbogen.Kleines Wörterbuch der Architektur. Reclam, Stuttgart 1995.

Der Zackenbogen ist eine Bogenform, dessen Laibung aus Pässen und Nasen besteht. Die einfachste Form eines Zackenbogens ist der Kleeblattbogen oder auch Dreipassbogen. Der Kleeblattbogen setzt sich aus drei Kreisbogen zusammen, wobei der mittlere Kreisbogen größer sein kann. Es gibt auch spitze Kleeblattbogen, bei denen der mittlere Bogen ein Spitzbogen ist.

Besteht ein Zackenbogen aus mehr als drei Bogen, so ist dies der eigentliche Zackenbogen, der auch Vielpassbogen oder Fächerbogen genannt wird.

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