Filippo Brunelleschi, Cupola di Santa Maria del Fiore ( )

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1 Filippo Brunelleschi, Cupola di Santa Maria del Fiore ( )

2 Firenze, Santa Maria del Fiore

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4 1296 delibera di ingrandire la vecchia cattedrale di Santa Reparata - progetto di Arnolfo di Cambio 1334 campanile su progetto di Giotto ripresa del progetto e ampliamento Si arriva a costruite un tamburo di diametro che supera i 40 m. all interno, i 50 all esterno, mentre la cupola avrebbe superato i 100 m. di altezza. Oltre ai problemi derivati dalla struttura in sé, vi era l impossibilità di costruire centine lignee di tali dimensioni

5 Firenze, S. Maria Novella,cappella degli spagnoli, dettaglio dell affresco di Andrea Bonaiuti con S. Maria del Fiore, 1367ca appuntito, spesso fiancheggiato da due pinnacoli, caratteristico dell architettura gotica

6 Nel 1366 l Arte della Lana, la corporazione più potente e ricca della città, che sovrintendeva alla costruzione della chiesa, chiese nuovi modelli per valutare quale soluzione scegliere, rivolgendosi al capomastro allora responsabile del cantiere, Giovanni di Lapo Ghini (m. 1373) e a un gruppo di artisti e muratori guidati dal capomastro Neri di Fioravanti (m ca.), che aveva già costruito importanti archi e volte a Firenze, tra cui gli archi ribassati di ponte Vecchio, crollato durante l alluvione del Ghini propose un modello gotico con murature non spesse, alte finestre e dei contrafforti a sorreggere la cupola. Neri propose una cupola «sorretta da una serie di catene di pietra o di legno incorporate nella struttura che girando intorno alla circonferenza, avrebbero sostenuto la cupola nei punti di possibile rottura, così come il cerchio di ferro tiene unite le assi di una botte». Il progetto di Neri, che prevedeva una cupola a forma ogivale, con un diametro esterno di circa 54 m da elevare sino all altezza di 105 m Infine fu scelto il modello di Neri, che tuttavia nel 1374 morì senza lasciare istruzioni esecutive. Dopo una serie di riunioni e di concorsi, nel 1418 Filippo Brunelleschi e Lorenzo Ghiberti ricevono formalmente l incarico per la cupola. 1420: in conseguenza degli screzi insorti con il collega, Brunelleschi resta unico progettista e direttore dei lavori

7 Una delle particolarità del modello di Neri era che prevedeva una struttura architettonica piuttosto rara: le cupole erano infatti due, una calotta interna e una esterna. Possiamo trovare questa soluzione in edifici italiani precedenti: nella basilica di S. Vitale a Ravenna (6 sec.) e, soprattutto, nel battistero di S. Giovanni a Firenze (12-13 sec. Per la cupola), che è una doppia cupola in quanto volta ottagonale sormontata da un tetto piramidale con struttura in legno, ma anche in molti altri battisteri dell Italia centro-settentrionale. Altri esempi si trovano in Veneto, sebbene differenti nella struttura; l aspetto formalmente più vicino è che sia la cupola di Santa Maria del Fiore che quelle venete sono estradossate. Curiosamente, però, l esempio più simile si trova nella lontana Persia: è la tomba del sovrano mongolo Khudābanda Öljeytü a Sulṭāniyya (attuale Iran), eretta tra il 1307 e il Si tratta di una struttura avente una luce paragonabile a quella fiorentina, caratterizzata da costolature (sia verticali sia orizzontali) di collegamento dei due paramenti, che hanno un parallelo evidente con gli sproni e gli archi interni della cupola di Brunelleschi (fig. 1). Inoltre, la presenza di elementi in legno di pioppo disposti radialmente con funzionamento a mensola e in seguito tagliati sul filo d intradosso della calotta, con il chiaro scopo di sostenere locali impalcati provvisori mostra con evidenza come la struttura sia stata realizzata senza l uso di centine. Sembra improbabile che Neri o Brunelleschi conoscessero questo modello, ma non può nemmeno essere escluso con assoluta certezza.

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10 La cupola è sorretta da quattro grandi pilastri che corrispondono con i lati obliqui dell ottagono. Essi si elevano fino a 28 m. sopra la quota del pavimento. Tra i 20 e i 28 m. da terra i pilastri si innestano nella struttura del tamburo. I quattro pilastri hanno muratura esterna di pietra forte (arenaria tipica dell edilizia fiorentina), accuratamente lavorata e giuntata, mentre all interno hanno struttura a sacco di pietrame minuto legato da malta.

11 Il tamburo, in pietra forte, è costituito da una prima fascia a profilo mistilineo che si eleva tra i 28 e i 39 m. dal suolo. La successiva si eleva dai 39 ai 53 m. (13m.) e qui imposta la cupola. Spessore del tamburo allo spigolo circa 4,60 m. La base della lanterna si eleva da terra 89 m., il complesso raggiunge l altezza di 116,5 m.

12 Brunelleschi, Cupola di Santa Maria del Fiore ( ) AB= luce dell arco DA= CB= raggio di curvatura = 4/5 AB Il profilo scelto da Filippo è a quarto di quinto acuto. E un arco a due centri, il cui profilo si ottiene puntando (simmetricamente) il compasso ai 4/5 della luce dell arco che si vuole ottenere. Meno spingente rispetto all arco a tutto sesto. Ogni arco di cerchio si sviluppa per un angolo al centro di circa 60

13 Dal punto di vista geometrico la cupola di Santa Maria del fiore ha la forma di una volta a padiglione, in quanto è generata dall intersezione di più fusi

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15 Il quadro fessurativo della cupola dimostra che essa si comporta come un solido di rotazione e non come una volta a padiglione: le lesioni sono meridiane sulle vele e non sugli spigoli, come avverrebbe in una volta a padiglione

16 Primo tratto costituito da muratura in pietra a posa orizzontale. Qui è collocata la prima catena ottagonale di macigno, composta di conci lapidei fissati tra loro sia in direzione longitudinale che trasversale mediante staffe di ferro destinate a contenere gli sforzi di trazione A 3,5 m. dal piano di imposta dell imposta della cupola, si impostano le due calotte e gli sproni. La muratura passa poi dalla pietra al mattone

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18 Gli speroni si dividono in angolari e mediani Gli speroni mediani si rastremano con l altezza (1,75 alla base, 40 cm alla sommità) Gli speroni angolari hanno sezione circa doppia. Ogni sperone angolare è collegato a quelli mediani adiacenti, mentre la parte centrale della vela è lasciata libera

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21 2) Il terzo settore tra il II e III camminamento venne costruito tra il 1426 e il 33. La costruzione viene innalzata, fin dall inizio senza centina, e da questo punto Brunelleschi mette in atto due accorgimenti fondamentali: la giacitura dei mattoni a corda blanda e la disposizione a spina di pesce 1) Il tratto di muratura compreso tra il primo e il secondo camminamento venne realizzato tra il 1422 e il 27, anno in cui fu posta la seconda catena di macigni. L inclinazione dei letti di posa è circa di 10. I letti di malta hanno spessore variabile, in genere da 1,5 a 2,5 cm. Ma arrivano anche a 4,5 per correggere l allineamento e l inclinazione dei mattoni. Tutta l intercapedine tra le due calotte è percorsa da scale e camminamenti, areati tramite aperture nella calotta esterna. Ci sono inoltre delle riseghe di circa 10 cm che determinano la progressiva diminuzione dello spessore delle calotte 3) settore fra il terzo e il quarto camminamento. L inclinazione è ormai critica per lo scorrimento degli strati murati. La spina di pesce si fa più fitta e la corda più blanda

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23 Disposizione dei mattoni a corda blanda

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33 La disposizione a spina di pesce consiste nell inserire a intervalli regolari mattoni disposti verticalmente. Essi impediscono ai mattoni disposti orizzontalmente di scivolare verso l interno in corso d opera, quando le malte non sono ancora consolidate, permettendo così la costruzione di strutture di grandi dimensioni senza l aiuto di centine. L intervallo tra i filari di mattoni verticali postia formare la spina di pesce è di oltre un metro nella parte bassa e si va restringendo man mano che si sale. Si va così a generare la disposizione a spirale a 45

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35 Volte e cupole con la tecnica a spina di pesce si diffondono in Toscana tra la fine del Quattrocento e i primi decenni del Cinquecento, in quanto non necessitanti di centine

36 Santa Maria del Fiore, tribune morte ( )

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38 Santa Maria del Fiore, lanterna della cupola (1461, Brunelleschi era morto da 15 anni)1461

39 Bibliografia G. Cricco, F.P. Di Teodoro, Il Cricco Di Teodoro. Itinerario nell arte, Versione maior (gialla), Bologna, Zanichelli, vol. II M. Como, Statica delle costruzioni storiche in muratura, Roma 2010 R. Masiero, D. Zannoner, La sfida della cupola, in Il Contributo italiano alla storia del Pensiero Tecnica, Roma (2013) ai paragrafi: Le cupole e la scienza, I progetti per la cupola di S. Maria del Fiore, Il cantiere di S. Maria del Fiore, La struttura della cupola di S. Maria del Fiore, Cupole e teoria archimedea, Le soluzioni di Filippo Brunelleschi