Готическая архитектура была впервые использована в соборах во Франции в 12-м и 13-м веках. Соборная базилика Сен-Дени является одним из самых известных образцов собора, созданного в период средневековья. Аббат Сугерий (1081–1151), французский историк и архитектор, стоял за его созданием. Вдохновение Сугерия пришло из путешествий на восток, где использовались стрельчатые арки, различные цвета и детализированные узоры.
Традиционно монахи были архитекторами, которые проектировали церкви во Франции, и часто их творения были простыми и практичными. Однако по мере роста власти во Франции росло и желание создавать символы религии и власти, которые были бы величественными и просторными. Из этой потребности возникли концепции в области строительства и реконструкции конструкций.
Одним из первых изменений, внесенных этим стилем в дизайн собора, было изменение сводов. Архитекторы работали над тем, как заменить деревянную крышу каменным сводом, используя при этом пересекающиеся каменные ребра. Это привело к развитию расширенных окон, использованию контрфорсов для поддержки и использованию тонких опор.
Окна покрывали почти всю поверхность стены и имели разнообразный дизайн с тонкой каменной отделкой. Толстые и тяжелые стены, традиционно использовавшиеся в романских соборах для обеспечения стабильности, были заброшены, а стены стали тоньше и использовались в качестве активного каркаса, объединяющего арки, опоры и контрфорсы.
В средневековый период соборы строились в двух формах: романской и готической. Романские соборы имели несколько отличительных черт. Во-первых, в зданиях использовались закругленные арки для поддержки конструкции. Закругленная вершина этих арок излучала повышенную силу на стены собора, поэтому стены должны были быть толстыми для поддержки.
Кроме того, вдоль внешних стен были добавлены контрфорсы в качестве опоры. Из-за толщины стен вокруг основания арок и загромождения контрфорсов окна можно было разместить только в верхней части стен и они были небольшого размера. Только окна меньшего размера можно было разместить вдоль нижних сторон стен, если они вообще были размещены. Общая структура этих соборов напоминала крепость.
Готические соборы создавали структуры, которые по-разному управляли структурными силами. Архитекторы использовали контрфорсы для поддержки арок собора. По сути, это означало, что вместо того, чтобы размещать контрфорс непосредственно рядом со стеной арки для поддержки, контрфорс был прикреплен к стене меньшим соединительным плечом арки, создавая поддержку для стен и закругленных арок. Это переместило силу со стен арки и контрфорса на фундамент. Из-за пространства, созданного аркбутаном между стенами и опорными контрфорсами, окна можно было разместить ниже на стенах, куда могло проникать солнце, а также сделать их больше. Кроме того, для увеличения поддержки крыши использовались заостренные арки, а не закругленные.
Архитектура соборов стала искусством возведения зданий с каменными сводами и тонкими стенами, ребра которых пересекались (концентрация нагрузки) и распоры которых поддерживались аркбутаном (заземление распоров). Напор свода вниз и наружу встречал эквивалентное сопротивление контрфорса и твердой земли, что приводило к равновесию за счет хорошо отрегулированных противодействующих сил.
Хотя многие думают, что готическая архитектура в основном была связана с тщательно продуманным дизайном и тяжелым орнаментом, на самом деле она возникла как ответ на структурные потребности с помощью звуковой инженерии. Все формы украшения пришли на смену практичному дизайну.
Дизайнеры работ часто говорили: «Ничто из того, что необходимо по своей сути, не может быть уродливым». Соборы стремились создать более крупные здания с повышенной опорой, отказавшись от глухих стен и сплошных мягких поверхностей. Интересно, что современные копии зданий, как правило, игнорируют первоначальный инженерный замысел конструкций и часто делают большой акцент на отделке.
