ประวัติความเป็นมา

ช่องโค้งนั้นปรากฏอยู่ในสิ่งก่อสร้างจากหลายอารยธรรมโบราณในแถบตะวันออกใกล้ในยุคโบราณและแถบเลแวนต์ แต่โดยส่วนใหญ่นั้นช่องโค้งจะถูกใช้อย่างจำเพาะเจาะจงและอย่างบ่อยครั้งในโครงสร้างที่อยู่ในชั้นใต้ดินเท่านั้นอย่างเช่นท่อระบายน้ำที่ปัญหาเรื่องแรงผลักในทางแนวขวางลดลงไปอย่างมากจนแทบจะไม่ปรากฏโดยสิ้นเชิง ตัวอย่างของกรณียกเว้นที่ไม่ค่อยปรากฏบ่อยครั้งนักอยู่ในยุคสำริดคือช่องโค้งในประตูเมืองของแอชเกลอน (หรืออิสราเอลในปัจจุบัน) ในช่วงระหว่างปี 1850 ก่อนคริสตกาล ตัวอย่างช่องโค้งแบบวูสซัวร์ที่เก่าแก่ที่สุดปรากฏอยู่ในสะพานโค้งนครโรดส์ของกรีกโบราณ นอกจากนั้นช่องโค้งแบบอื่นๆ ยังถูกค้นพบในอารยธรรมทางฝั่งเอเชีย แอฟริกา ยุโรป และทวีปอเมริกา ในปีคริสตศักราช 2010 หุ่นยนต์สำรวจได้ค้นพบช่องทางเดินที่มีหลังคาค้ำช่องโค้งขนาดยาวที่ซ่อนอยู่ภายใต้พีระมิดของเกวทซาโคลท์ซึ่งตั้งอยู่ในเมืองโบราณแห่งเตโอติฮวากันทางตอนเหนือของเม็กซิโกซิตี้ โครงสร้างโบราณที่เพิ่งถูกค้นพบนี้คำนวณว่าสร้างขึ้นเมื่อสองร้อยปีหลังคริสตกาลโดยประมาณ ช่างชาวโรมันโบราณได้เรียนรู้เรื่องของช่องโค้งหรือ arch มาจากชาวอีทรัสกัน จากนั้นจึงขัดเกลาสิ่งที่ได้เรียนรู้มาจนกลายเป็นชนชาติแรกที่สามารถใช้ช่องโค้งอย่างเต็มประสิทธิภาพ โดยชาวโรมันนั้นถือเป็นช่างก่อสร้างรายแรกสุดในทวีปยุโรปหรืออาจกล่าวได้ว่าเป็นช่างก่อสร้างรายแรกของโลกที่สามารถเข้าใจถึงประโยชน์และประสิทธิภาพของช่องโค้ง โครงสร้างทรงโค้ง และโดมได้อย่างทะลุปรุโปร่ง ตลอดช่วงสมัยของอาณาจักรโรมันนั้น วิศวกรและช่างชาวโรมันได้ก่อสร้างโครงสร้างที่มีลักษณะทรงโค้งอย่างเช่นสะพาก ทางส่งน้ำ และประตูออกมามากมายและหลากหลายรูปแบบ นอกจากนั้นช่างชาวโรมันยังถือเป็นผู้ประดิษฐ์คิดค้นและก่อสร้างสิ่งที่รู้จักกันในภายหลังว่าประตูชัยซึ่งก็มีโครงสร้างทรงโค้งหรือช่องโค้งเป็นส่วนประกอบอีกด้วย
ข้อดีของช่องโค้งแบบทรงแหลมนั้นคือไม่ถ่ายน้ำหนักหรือสร้างแรงกดลงไปที่ตัวฐานรองรับเบื้องล่างมากนักเนื่องจากตัวช่องโค้งนั้นเป็นทรงแหลมสูง ข้อดีอันนี้ทำให้ช่างก่อสร้างสามารถสร้างโครงสร้างที่สูงกว่าเดิมและมีช่วงเปิดว่างที่เล็กลงตามสไตล์งานสถาปัตยกรรมแบบโกธิคนั่นเอง ส่วนช่องโค้งแบบพาราโบลานั้นใช้หลักการว่าเมื่อน้ำหนักถูกถ่ายลงอย่างเป็นรูปแบบเดียวกันสู่ช่องโค้ง ความบีบอัดภายในที่เกิดจากน้ำหนักนั้นจะเคลื่อนไปเป็นรูปทรงพาราโบลา ช่องโค้งแบบพาราโบลานั้นถ่ายน้ำหนักลงไปยังฐานมากที่สุดเมื่อเทียบกับอีกสองแบบก่อนหน้าแต่ข้อดีคือตัวช่องโค้งสามารถกินระยะความยาวได้เยอะกว่าแบบอื่น ส่วนใหญ่ใช้ในการออกบบก่อสร้างสะพานที่ระยะความยาวเป็นสิ่งสำคัญ

รูปแบบและลักษณะของช่องโค้ง

ช่องโค้งนั้นมีหลายรูปแบบแต่เราสามารถแบ่งช่องโค้งหรือ arch ได้เป็นสามแบบโดยพื้นฐานนั่นคือช่องโค้งแบบทรงกลม ช่องโค้งแบบชี้แหลม และช่องโค้งแบบพาราโบลา โดยช่องโค้งแบบทรงกลมหรือเรียกกันว่าช่องโค้งกลมนั้นถูกใช้กันทั่วไปในช่างก่อสร้างในอารยธรรมโบราณ ช่างก่อสร้างชาวโรมันโบราณนั้นใช้ช่องโค้งทรงกลมอย่างมากในการก่อสร้างโครงสร้างขนาดใหญ่บนพื้นที่โล่งกว้าง ช่องโค้งทรงกลมหลายชิ้นเมื่อบรรจบประกอบเข้าด้วยกันก็จะกลายเป็นโครงสร้างที่เรียกว่าอาเคด (arcade) ส่วนช่องโค้งแบบชี้แหลมนั้นเป็นที่นิยมในหมู่ช่างก่อสร้างสถาปัตยกรรมแนวโกธิค