Купол

Купол (от латинского domus) — архитектурный элемент, похожий на полую верхнюю половину сферы. Термин купол в значительной степени пересекается с термином, который также может относиться к куполу или сооружению на вершине купола. Точное определение купола было предметом споров, и существует большое разнообразие форм и специализированных терминов для их описания.

Купол может опираться непосредственно на стену ротонды, барабан или систему перекосов или подвесов, используемых для обеспечения перехода формы от прямоугольного или квадратного пространства к круглому или многоугольному основанию купола. Вершина купола может быть закрытой или открытой в форме окуляра, который сам по себе может быть покрыт фонарем на крыше и куполом.

Купола имеют долгую архитектурную родословную, уходящую корнями в предысторию. Купола были построены в древней Месопотамии, и они были найдены в персидской, эллинистической, римской и китайской архитектуре в древнем мире, а также в ряде местных строительных традиций по всему миру. Купольные конструкции были распространены как в византийской архитектуре, так и в сасанидской архитектуре, которые повлияли на остальную Европу и ислам, соответственно, в средние века. Купола европейской архитектуры эпохи Возрождения распространились из Италии в ранний современный период, в то время как в то же время купола часто использовались в османской архитектуре. Архитектура в стиле барокко и неоклассицизм черпали вдохновение в римских куполах.

Достижения в области математики, материалов и технологий производства привели к появлению новых типов куполов. Купола строились на протяжении веков из грязи, снега, камня, дерева, кирпича, бетона, металла, стекла и пластика. Символика, связанная с куполами, включает в себя погребальные, небесные и правительственные традиции, которые также менялись с течением времени. Купола современного мира можно встретить над религиозными зданиями, законодательными палатами, спортивными стадионами и различными функциональными сооружениями.

Этимология

Английское слово «dome» в конечном счете происходит от древнегреческого и латинского domus («дом»), которым вплоть до эпохи Возрождения обозначали почитаемый дом, такой как Domus Dei, или «Дом Божий», независимо от формы его крыши. Это нашло отражение в использовании итальянского слова duomo, немецкого / исландского / датского слова dom («собор») и английского слова dome еще в 1656 году, когда оно означало «Городской дом, здание гильдии, Государственный дом и Дом собраний в городе». Французское слово dosme приобрело значение купольного свода, в частности, к 1660 году. Это французское определение постепенно стало стандартным для английского dome в восемнадцатом веке, поскольку многие из самых впечатляющих Домов Божьих были построены с монументальными куполами и в ответ на научную потребность в более технических терминах.

Определения

По всему древнему миру сооружения с изогнутой крышей, которые сегодня назывались бы куполами, имели множество различных названий, отражающих разнообразие форм, традиций и символических ассоциаций. Формы были заимствованы из традиций доисторических убежищ, изготовленных из различных непостоянных податливых материалов, и только позже были воспроизведены в виде сводов из более прочных материалов. Полусферическая форма, которую сегодня часто ассоциируют с куполами, происходит от греческой геометрии и римской стандартизации, но другие формы сохранились, в том числе заостренная и луковичная традиция, унаследованная некоторыми ранними исламскими мечетями.

Современное академическое изучение этой темы было противоречивым и сбивало с толку противоречивыми определениями, такими как определения монастырских сводов и купольных свод. Словарные определения термина «купол» часто являются общими и неточными. Вообще говоря, это «неспецифическое общее слово для описания полусферического или подобного элемента перекрытия». Опубликованные определения включают: только полусферические крыши; вращающиеся арки; и своды только на круглом основании, круглое или многоугольное основание, круглое, эллиптическое или многоугольное основание, или неопределенная область. Определения, определяющие вертикальные сечения, включают: полукруглые, заостренные или луковичные; полукруглые, сегментарные или заостренные; полукруглые, сегментарные, заостренные или луковичные; полукруглые, сегментарные, эллиптические , или луковицеобразный; и высокий профиль, полусферический или уплощенный.

Иногда называемые «ложными» куполами, поясные купола приобретают свою форму за счет расширения каждого горизонтального слоя камней внутрь немного дальше, чем нижний, пока они не встретятся наверху. «Ложный» купол также может относиться к деревянному куполу. Итальянское использование термина

finto, что означает «ложный», восходит к 17 веку, когда использовались своды из тростниковых циновок и гипсового раствора. «Настоящими» куполами называются те, структура которых находится в состоянии сжатия, с составляющими элементами клиновидных вуссуаров, стыки которых совпадают с центральной точкой. Обоснованность этого неясна, поскольку купола, построенные под землей из каменных слоев с выступами, сжимаются от окружающей земли.

Точное определение термина «подвесной» также было источником научных споров, например, о том, разрешен ли карниз в соответствии с этим определением и следует ли считать нижние части парусного свода подвесными. Купола с подвесами можно разделить на два вида: простые и составные. В случае простого купола подвесные элементы являются частью той же сферы, что и сам купол; однако такие купола встречаются редко. В случае более распространенного составного купола подвески являются частью поверхности большей сферы ниже поверхности самого купола и образуют круглое основание либо для купола, либо для секции барабана.

В областях инженерии и архитектуры не было общего языка для обозначения куполов: инженерия была сосредоточена на поведении конструкции, а архитектура — на форме и символизме. Кроме того, новые материалы и конструктивные системы в 20 веке позволили создавать большие куполообразные конструкции, которые отличаются от традиционного поведения каменных куполов при сжатии. Популярное использование термина расширилось и теперь означает «практически любая система кровли с большим пролетом».

Элементы

Слово «купол» — это другое слово, обозначающее «купол», и обычно используется для обозначения небольшого купола на крыше или башенке

. «Купол» также использовался для описания внутренней стороны купола. Вершина купола — это «корона». Внутренняя сторона купола называется «intrados», а внешняя сторона называется «extrad». Как и в случае с арками, «пружина» купола — это уровень основания, от которого поднимается купол, а «выступ» — это часть, которая находится примерно на полпути между основанием и вершиной. Купола могут поддерживаться эллиптической или круглой стенкой, называемой «барабаном». Если это сооружение простирается до уровня земли, круглое здание можно назвать «ротондой». Барабаны также называются «толобатами» и могут содержать окна, а могут и не содержать их. «Тамбур» или «фонарь» — эквивалентная конструкция над окуляром купола, поддерживающая купол.

Когда основание купола не соответствует плану несущих стен под ним (например, круглое основание купола над квадратным проемом), используются методы, соединяющие их. Одним из методов является использование карнизов, постепенного проецирования горизонтальных слоев от верха несущей стены к основанию купола, таких как карнизовые треугольники, часто используемые в сельджукской и османской архитектуре. Самый простой прием — использовать диагональные перемычки по углам стен, чтобы создать восьмиугольное основание. Другой вариант — использовать арки для перекрытия углов, которые могут выдерживать больший вес. В различных из этих техник используется так называемое «прищуривание». Косогор может представлять собой одну арку или набор из нескольких выступающих вложенных арок, расположенных по диагонали над внутренним углом. Косогоры могут принимать и множество других форм, включая арки-трубы и ниши в виде головок или полукуполов. Изобретение подвесных механизмов заменило технику прищуривания. Подвесные элементы представляют собой треугольные участки сферы, похожие на вогнутые перемычки между арками и переходящие от углов квадратного пролета к круглому основанию купола. Кривизна подвесных механизмов равна кривизне сферы с диаметром, равным диагонали квадратного проема.

Материалы

Самые ранние купола на Ближнем Востоке были построены из сырцового кирпича и, в конечном итоге, из обожженного кирпича и камня. Деревянные купола допускали широкие пролеты из-за относительно легкой и гибкой природы материала и были обычным методом для купольных церквей к VII веку, хотя большинство куполов было построено из других, менее гибких материалов. Деревянные купола были защищены от непогоды кровлей, такой как медный или свинцовый лист. Купола из тесаного камня были дороже и никогда не были такими большими, а древесина использовалась для больших пролетов там, где кирпич был недоступен.

В римском бетоне использовался заполнитель из камня с мощным строительным раствором. Заполнитель на протяжении веков превращался в куски обожженной глины, затем в римские кирпичи. К шестому веку кирпичи с большим количеством строительного раствора были основными материалами для возведения сводов. Пуццолана, по-видимому, использовалась только в центральной Италии. Кирпичные купола были излюбленным выбором для монументальных покрытий большого пространства вплоть до индустриальной эпохи из-за их удобства и надежности. Для сопротивления нагрузкам можно использовать стяжки и цепи из железа или дерева.

Новые строительные материалы 19 века и лучшее понимание сил внутри конструкций 20 века открыли новые возможности. Железные и стальные балки, стальные тросы и предварительно напряженный бетон устранили необходимость во внешних опорах и позволили возводить гораздо более тонкие купола. В то время как более ранние каменные купола могли иметь отношение радиуса к толщине 50, для современных куполов это отношение может превышать 800. Меньший вес этих куполов не только позволил увеличить пролеты, но и позволил создавать большие подвижные купола над современными спортивными стадионами.

Экспериментальные земляные купола с утрамбовкой были изготовлены в рамках работы над устойчивой архитектурой в Кассельском университете в 1983 году.

Формы и внутренние силы

Каменный купол производит толчки вниз и наружу. Они рассматриваются в терминах двух видов сил, расположенных под прямым углом друг к другу: меридиональные силы (такие как меридианы, или линии долготы, на земном шаре) являются только сжимающими и увеличиваются к основанию, в то время как кольцевые силы (такие как линии широты на земном шаре) находятся в состоянии сжатия вверху и растяжения у основания, при этом переход в полусферическом куполе происходит под углом 51,8 градуса от вершины. Толчки, создаваемые куполом, прямо пропорциональны весу его материалов. Заземленные полусферические купола создают значительные горизонтальные толчки в нижней части.

Выступам наружу в нижней части купола из полусферической каменной кладки можно противодействовать с помощью цепей, встроенных по окружности, или с помощью внешних подпорок, хотя растрескивание по меридианам является естественным. Для небольших или высоких куполов с меньшей горизонтальной тягой толщины несущих арок или стен может быть достаточно, чтобы противостоять деформации, вот почему барабаны, как правило, намного толще куполов, которые они поддерживают.

В отличие от вуссуарных арок, которые требуют опоры для каждого элемента до тех пор, пока не будет установлен краеугольный камень, купола устойчивы во время строительства, поскольку каждый уровень представляет собой цельное самонесущее кольцо. Верхняя часть каменного купола всегда находится в состоянии сжатия и поддерживается сбоку, поэтому он не разрушается, за исключением случаев, когда он является целым блоком, и ряд отклонений от идеала в этом неглубоком верхнем перекрытии одинаково устойчив. Поскольку купола вуссуара имеют боковую поддержку, их можно сделать намного тоньше, чем соответствующие арки того же пролета. Например, полусферический купол может быть в 2,5 раза тоньше полукруглой арки, а купол с профилем равносторонней арки может быть еще тоньше.

Оптимальная форма для каменного купола равной толщины обеспечивает идеальное сжатие без каких-либо растягивающих или изгибающих сил, против которых слаба каменная кладка. Для конкретного материала оптимальной геометрией купола называется поверхность фуникулера, форма, сравнимая в трех измерениях с контактной кривой для двумерной арки. Добавление веса к вершине остроконечного купола, такого как тяжелый купол на вершине Флорентийского собора, изменяет оптимальную форму, чтобы она более точно соответствовала фактической остроконечной форме купола. Заостренные профили многих готических куполов более приближены к оптимальной форме купола, чем полусферы, которым отдавали предпочтение римские и византийские архитекторы из-за того, что круг считался наиболее совершенной формой.

Символизм

Согласно Э. Болдуину Смиту, начиная с позднего каменного века гробница в форме купола использовалась как воспроизведение наследственного, данного богом убежища, ставшего постоянным как почитаемый дом мертвых. Инстинктивное желание сделать это привело к широкому распространению традиций домашнего погребения по всему древнему миру, от ступ в Индии до гробниц толоса в Иберии. К эллинистическим и римским временам куполообразный толос стал обычным символом кладбища.

Купола и шатровые навесы также ассоциировались с небесами в Древней Персии и эллинистико-римском мире. Купол над квадратным основанием отражал геометрическую символику этих форм. Круг олицетворял совершенство, вечность и небеса. Квадрат олицетворял землю. Восьмиугольник был промежуточным между ними. Особая символика небесного или космического шатра, происходящая от шатров для королевских аудиенций Ахеменидов и индийских правителей, была принята римскими правителями в подражание Александру Македонскому, став императорским балдахином. Вероятно, это началось с Нерона, чей «Золотой дом» также сделал купол элементом дворцовой архитектуры.

Двойная могильная и небесная символика была принята ранними христианами как при использовании куполов в архитектуре, так и в кибориуме, куполообразном балдахине, используемом в качестве ритуального покрытия для реликвий или церковного алтаря. Однако небесный символизм купола был выдающимся в христианскую эпоху. В первые века ислама купола были тесно связаны с королевской семьей. Например, купол, построенный перед михрабом мечети, по крайней мере изначально предназначался для того, чтобы подчеркивать место принца во время королевских церемоний. Со временем такие купола стали в первую очередь фокусными точками для украшения или направления молитвы. Использование куполов в мавзолеях также может отражать королевское покровительство или рассматриваться как представление чести и престижа, которые символизировали купола, а не иметь какого-либо конкретного погребального значения. Большое разнообразие форм куполов в средневековом исламе отражало династические, религиозные и социальные различия в той же степени, что и практические соображения строительства.

Акустика

Поскольку купола снизу вогнутые, они могут отражать звук и создавать эхо. У основания купола может быть «шепчущая галерея», которая в определенных местах передает отчетливый звук в другие отдаленные места галереи. Полукупола над апсидами византийских церквей помогали проецировать песнопения духовенства. Хотя это может дополнять музыку, это может сделать речь менее разборчивой, что побудило Франческо Джорджи в 1535 году рекомендовать сводчатые потолки для хоров в церкви, но плоский потолок, заполненный как можно большим количеством сундуков, для того, чтобы там происходила проповедь

Полости в виде сосудов, встроенные во внутреннюю поверхность купола, могут служить для компенсации этих помех, рассеивая звук во всех направлениях, устраняя эхо и создавая «божественный эффект в атмосфере богослужения». Об этой технике написал Витрувий в своих Десяти книгах по архитектуре, в которых описываются бронзовые и фаянсовые резонаторы. Материал, форма, содержимое и размещение этих объемных резонаторов определяют эффект, который они оказывают: усиливают определенные частоты или поглощают их.

Типы

Купол — уле

Также называемый куполом с козырьком, куполом с козырьком, или ложным куполом, они отличаются от «настоящего купола» тем, что состоят из чисто горизонтальных слоев. По мере того, как слои становятся выше, каждый из них слегка консольный или с выступами по направлению к центру, пока не встретится наверху. Монументальным примером является микенская сокровищница Атрея позднего бронзового века.

Укрепленный купол

Однослойный или двухслойный пространственный каркас в форме купола, Каркасный купол — это общий термин, который включает ребристый, Шведлера, трехстороннюю сетку, ламель или Кивитта, решетку, и геодезические купола. Разные термины отражают различное расположение элементов поверхности. Купола с креплениями часто имеют очень малый вес и обычно используются для перекрытия пролетов до 150 метров. Часто сборные, их составные элементы могут либо лежать на поверхности вращения купола, либо быть прямыми, соединительные точки или узлы которых лежат на поверхности вращения. Однослойные конструкции называются типами каркаса или каркаса, а двухслойные конструкции — типами ферм, которые используются для больших пролетов. Когда покрытие также является частью конструктивной системы, это называется типом напряженной кожи. Тип формованной поверхности состоит из листов, соединенных по загнутым краям для образования конструкции.

Свод монастыр

Также называемые купольными сводами (термин иногда применяется также к парусным сводам), многоугольными куполами, сводчатыми куполами, гофрированными куполами, сегментарными куполами (термин иногда также используется для куполов-блюдец), панельными сводами, или павильонными сводами, это купола, которые поддерживают многоугольная форма в их горизонтальном поперечном сечении. Составляющие изогнутые поверхности этих сводов называются перегородками, перемычками или ячейками.  Самые ранние известные образцы датируются первым веком до нашей эры, такие как Табуларий Рима 78 года до нашей эры. Другие включают Бани Антонина в Карфагене (145-160) и Палатинскую капеллу в Ахене (13-14 века). Самый известный пример — восьмиугольный купол эпохи Возрождения работы Филиппо Брунеллески над Флорентийским собором. Томас Джефферсон, третий президент Соединенных Штатов, установил восьмиугольный купол над западным фасадом своего плантаторского дома в Монтичелло.

Составной купол

Также называемые куполами на маятниках или подвесными куполами (термин также применяется к парусным сводам), составные купола имеют маятники, которые поддерживают купол меньшего диаметра непосредственно над ними, как в соборе Святой Софии, или барабан и купол, как во многих куполах эпохи Возрождения и постренессанса, причем обе формы приводят к большей высоте.

Скрещенные арки купола

Один из самых ранних типов ребристых сводов, первые известные образцы найдены в Великой мечети Кордовы в 10 веке. Вместо того, чтобы сходиться в центре купола, ребра характерно пересекаются друг с другом не по центру, образуя пустое многоугольное пространство в центре. Геометрия — ключевой элемент дизайна, при этом восьмиугольник, пожалуй, является самой популярной используемой формой. Вопрос о том, являются ли арки структурными или чисто декоративными, остается предметом дискуссий. Этот тип может иметь восточное происхождение, хотя вопрос также не решен. Примеры можно найти в Испании, Северной Африке, Армении, Иране, Франции и Италии.

Эллипсоидальный купол

Эллипсоидальный купол — это поверхность, образованная вращением вокруг вертикальной оси полуэллипса. Как и другие «вращающиеся купола», образованные вращением кривой вокруг вертикальной оси, эллипсоидальные купола имеют круглые основания и горизонтальные сечения и по этой причине являются разновидностью «круглого купола».

Геодезический купол

Геодезические купола — это верхняя часть геодезических сфер. Они состоят из каркаса из треугольников в виде многогранника. Конструкции названы в честь геодезических и основаны на геометрических формах, таких как икосаэдры, октаэдры или тетраэдры. Такие купола могут быть созданы с использованием ограниченного числа простых элементов и соединений и эффективно устранять внутренние нагрузки на купол. Говорят, что их эффективность увеличивается с увеличением размера. Хотя они и не были впервые изобретены Бакминстером Фуллером, они ассоциируются с ним, потому что он спроектировал множество геодезических куполов и запатентовал их в Соединенных Штатах.

Полусферический купол

Полусферический купол — это поверхность, образованная вращением вокруг вертикальной оси полукруга. Как и другие «вращающиеся купола», образованные вращением кривой вокруг вертикальной оси, полусферические купола имеют круглые основания и горизонтальные сечения и по этой причине являются разновидностью «круглого купола». Они испытывают вертикальное сжатие вдоль своих меридианов, но горизонтальное сжатие наблюдается только в части выше 51,8 градуса от вершины. Ниже этой точки полусферические купола испытывают горизонтальное натяжение и обычно требуют подпорки для его нейтрализации. По словам Э. Болдуина Смита, это была форма, вероятно, известная ассирийцам, определенная греческими математиками-теоретиками и стандартизированная римскими строителями.

Луковый купол

Луковичные купола выступают за пределы диаметра своего основания, создавая профиль больше, чем полусфера. Луковый купол больше, чем полусферический купол с заостренной вершиной в ogee профиле. Они встречаются на Ближнем Востоке, Ближнем Востоке, в Персии и Индии и, возможно, не имели единой точки происхождения. Их появление в архитектуре севера России предшествовало татарской оккупации России, поэтому его нелегко объяснить как результат этого влияния. Они стали популярны во второй половине 15 века в Нидерландах Северной Европы, возможно, вдохновленные навершиями минаретов в Египте и Сирии, и получили развитие в 16-17 веках в Нидерландах, прежде чем распространиться в Германию, став популярным элементом архитектуры барокко Центральной Европы. Немецкие луковичные купола также находились под влиянием русских и восточноевропейских куполов. Примеры, встречающиеся в различных европейских архитектурных стилях, как правило, деревянные. Примеры включают Казанскую церковь в Коломенском и Брайтонский павильон работы Джона Нэша. В исламской архитектуре они обычно изготавливаются из каменной кладки, а не из дерева, причем толстая и тяжелая выпуклая часть служит опорой для предотвращения распространения каменных куполов у их основания. Тадж-Махал — известный пример.

Овальный купол

Овальный купол — это купол овальной формы в плане, профиле или и того, и другого. Термин происходит от латинского ovum, что означает «яйцо». Самые ранние овальные купола для удобства использовались в каменных хижинах с козырьками в виде округлых, но геометрически неопределенных покрытий, а первые примеры в Малой Азии датируются примерно 4000 годом до н.э. Геометрия в конечном итоге была определена с использованием комбинаций дуг окружности, переходящих в точках касания. Если римляне и создавали овальные купола, то только в исключительных обстоятельствах. Римские основания овальной в плане церкви Святого Гереона в Кельне указывают на возможный пример. Купола в средние века также имели тенденцию быть круглыми, хотя церковь Санто-Томас-де-лас-Оллас в Испании имеет овальный купол над овальным планом. Можно найти другие примеры средневековых овальных куполов, закрывающих прямоугольные проемы в церквях. Церкви овальной планировки стали типичными в эпоху Возрождения и популярными в стиле барокко. Купол, построенный для базилики Викофорте Франческо Галло, был одним из самых больших и сложных из когда-либо созданных. Хотя эллипс был известен, на практике купола такой формы создавались путем объединения сегментов окружностей. Популярные в 16-17 веках купола овальной и эллиптической формы в плане могли менять свои размеры по трем или двум осям. Подтип с длинной осью, имеющей полукруглое сечение, называется куполом Мурсии, как в часовне Хунтеронес в соборе Мурсии. Когда короткая ось имеет полукруглое сечение, это называется дынным куполом.

Параболоидный купол

Купол параболоида — это поверхность, образованная вращением вокруг вертикальной оси сектора параболы. Как и другие «вращающиеся купола», образованные вращением кривой вокруг вертикальной оси, параболоидные купола имеют круглые основания и горизонтальные сечения и по этой причине являются разновидностью «круглого купола». Из-за своей формы параболоидные купола испытывают только сжатие, как в радиальном, так и в горизонтальном направлении.

Парусный купол

Также называемый парусиновыми сводами, платковыми сводами, купольными сводами (термин иногда также применяется к монастырским сводам),  подвесными куполами (термин, который также применялся к составным куполам), богемными сводами, или византийскими куполами, этот тип можно рассматривать как подвесные которые, вместо того чтобы просто соприкасаться друг с другом, образуя круглое основание для барабана или составного купола, плавно продолжают свою кривизну, образуя сам купол. Купол создает впечатление квадратного паруса, прижатого к каждому углу и вздымающегося вверх. Их также можно рассматривать как купола-блюдца на подвесных двигателях. Парусные купола основаны на форме полусферы, и их не следует путать с эллиптическими параболическими сводами, которые выглядят похожими, но имеют разные характеристики. В дополнение к полукруглым парусным сводам существуют различия в геометрии, такие как отношение высоты к пролету или перекрытие прямоугольного плана. Парусиновые своды всех типов имеют различные условия тяги по своим границам, что может вызвать проблемы, но широко использовались, по крайней мере, с шестнадцатого века. Второй этаж Льотья-де-ла-Седа покрыт серией парусиновых сводов шириной девять метров.

Купол- блюдце

Также называемые сегментными куполами (термин, иногда также используемый для сводов монастыря), или калоттами, они имеют профиль менее половины круга. Поскольку они уменьшают натяжение части купола, эти купола прочные, но имеют увеличенную радиальную тягу. Многие из крупнейших существующих куполов имеют такую форму.

Каменные блюдцеобразные купола, поскольку они полностью сжимаются, могут быть построены намного тоньше, чем другие формы куполов, не становясь при этом неустойчивыми. Компромисс между пропорционально увеличенной горизонтальной тягой на их опорах и уменьшенным весом и количеством материалов может сделать их более экономичными, но они более уязвимы к повреждениям в результате перемещения их опор.

Купол- зонт

Также называемый куполом с отверстиями, рифленым, с органной трубкой, тыквой, дыней, ребристым, парашютом, зубчатым, или лопастными куполами, это тип купола, разделенный у основания на изогнутые сегменты, которые повторяют изгиб возвышения. «Рифленый» может относиться конкретно к этому узору как к внешней особенности, такой, какой был распространен в мамлюкском Египте. «Ребра» купола — это радиальные линии кладки, которые простираются от венца вниз к пружине. В центральном куполе собора Святой Софии используется ребристый метод, при котором между ребрами у основания купола размещается кольцо окон. Центральный купол базилики Святого Петра также использует этот метод.

История

Ранняя история и простые купола

Культуры от доисторических времен до современности строили жилища с куполами из местных материалов. Хотя неизвестно, когда был создан первый купол, были обнаружены единичные примеры ранних купольных сооружений. Самыми ранними обнаруженными могут быть четыре небольших жилища, сделанных из бивней и костей мамонта. Первый был найден фермером в Межириче, Украина, в 1965 году, когда он копался в своем погребе, а археологи раскопали еще три. Они датируются 19,280 – 11,700 годами до н.э.

В наше время было задокументировано создание относительно простых куполообразных сооружений различными коренными народами по всему миру. Вигвам был сделан коренными американцами из изогнутых ветвей или шестов, покрытых травой или шкурами. Народ Эфе из Центральной Африки строит подобные сооружения, используя листья в качестве черепицы. Другим примером является иглу, убежище, построенное из блоков плотного снега и используемое, среди прочего, инуитами. Народ химба из Намибии строит «пустынные иглу» из прутьев и мазни для использования в качестве временных убежищ в сезонных стойбищах для скота и в качестве постоянных домов бедняками. Необычайно тонкие купола из обожженной на солнце глины диаметром 20 футов, высотой 30 футов и почти параболической формы известны из Камеруна.

Историческое развитие от подобных сооружений к более сложным куполам недостаточно хорошо задокументировано. То, что купол был известен в ранней Месопотамии, может объяснить существование куполов как в Китае, так и на Западе в первом тысячелетии до нашей эры. Однако другое объяснение заключается в том, что использование формы купола при строительстве не имело единой точки зарождения и было распространено практически во всех культурах задолго до того, как купола были построены из прочных материалов.

Каменные купола с козырьками были найдены с периода неолита на древнем Ближнем Востоке, а также с древнейших времен от Ближнего Востока до Западной Европы.  Цари Ахеменидской Персии устраивали аудиенции и фестивали в куполообразных палатках, унаследованных от традиций кочевников Центральной Азии. Простые купольные мавзолеи существовали в эллинистический период. Остатки большого круглого зала с куполом в парфянской столице Ниссе датируются, возможно, первым веком нашей эры, что свидетельствует «… о существовании в Центральной Азии монументальной купольной традиции, которая до сих пор была неизвестна и которая, по-видимому, предшествовала римским императорским памятникам или, по крайней мере, выросла независимо от них». Скорее всего, у него был деревянный купол.

Персидские купола

Персидская архитектура, вероятно, унаследовала архитектурную традицию куполостроения, восходящую к самым ранним месопотамским куполам. Из-за нехватки древесины во многих районах Иранского плато и Большого Ирана, купола были важной частью народной архитектуры на протяжении всей истории Персии. Персидское изобретение squinch, серии концентрических арок, образующих полуконус над углом комнаты, позволило перейти от стен квадратной камеры к восьмиугольному основанию для купола способом, достаточно надежным для больших сооружений, и в результате купола вышли на передний план персидской архитектуры. Доисламские купола в Персии обычно имеют полуэллиптическую форму, большинство куполов исламского периода составляли заостренные купола и купола с конической внешней оболочкой.

Территория северо-восточного Ирана была, наряду с Египтом, одной из двух областей, примечательных ранним развитием исламских мавзолеев с куполами, которые появляются в десятом веке. Мавзолей Саманидов в Мавераннахре датируется не позднее 943 года и является первым, где косогоры создают правильный восьмиугольник в качестве основы для купола, что затем стало стандартной практикой. Башенные гробницы цилиндрической или многоугольной формы с коническими крышами над куполами также существуют, начиная с 11 века.

В Империи сельджуков знатные люди строили башни-усыпальницы, называемые «Турецкими треугольниками», а также кубические мавзолеи, покрытые куполами различных форм. Сельджукские купола имели коническую, полукруглую и заостренную форму в одной или двух оболочках. Неглубокие полукруглые купола в основном относятся к эпохе сельджуков. Купола с двойной оболочкой были либо прерывистыми, либо непрерывными. Куполообразный корпус мечети Джейме в Исфахане, построенный в 1086-7 годах Низамом аль-Мульком, был самым большим каменным куполом в исламском мире того времени, имел восемь ребер и ввел новую форму углового скоса с двумя четвертями куполов, поддерживающих короткий бочкообразный свод. В 1088 году Тадж-аль-Молк, соперник Низама аль-Мулька, построил еще один купол на противоположном конце той же мечети с переплетающимися ребрами, образующими пятиконечные звезды и пятиугольники. Это считается знаковым сельджукским куполом и, возможно, послужило вдохновением для последующего создания рисунка и куполов периода Ильханата. Использование плитки и простой или окрашенной штукатурки для украшения интерьеров куполов, а не кирпича, увеличилось при сельджуках.

Начиная с Ильханата, персидские купола достигли своей окончательной конфигурации структурных опор, переходной зоны, барабана и оболочек, и последующая эволюция была ограничена изменениями формы и геометрии оболочки. Характерной чертой этих куполов является использование высоких барабанов и нескольких типов прерывистых двойных оболочек, а в это время появились тройные оболочки и внутренние ребра жесткости. Строительство башен-гробниц сократилось. Двойной купол шириной 7,5 метров мавзолея Солтана Бахт-аги (1351-1352) — самый ранний известный пример, в котором две оболочки купола имеют существенно отличающиеся профили, которые быстро распространились по всему региону. Разработка более высоких барабанов продолжалась и в период Тимуридов. Большие, луковичные, рифленые купола на высоких барабанах, характерные для архитектуры Тимуридов 15 века, были кульминацией центральноазиатской и иранской традиции высоких куполов с покрытиями из глазурованной плитки синего и других цветов.

Купола династии Сефевидов (1501-1732) характеризуются характерным выпуклым профилем и считаются последним поколением персидских куполов. Они, как правило, тоньше, чем более ранние купола, и украшены множеством цветных глазурованных плиток и сложными растительными узорами, и они оказали влияние на другие исламские стили, такие как архитектура Великих Моголов в Индии. Преувеличенный стиль луковичного купола на коротком барабане, который можно увидеть в Шах Чераге (1852-1853), впервые появился в период Каджаров. Купола по-прежнему играют важную роль в современных мавзолеях, а куполообразные цистерны и ледники остаются обычными достопримечательностями сельской местности.

Китайские купола

От древней китайской архитектуры сохранилось очень мало из-за широкого использования древесины в качестве строительного материала. Кирпичные и каменные своды, использовавшиеся при строительстве гробниц, сохранились, а купол с козырьком редко использовался в гробницах и храмах. Самыми ранними настоящими куполами, найденными в китайских гробницах, были неглубокие монастырские своды, называемые обезьяньими цзединями, полученные от ханьского использования бочкообразных сводов. В отличие от монастырских сводов Западной Европы, углы закругляются по мере подъема. Первый известный пример — кирпичная гробница, датируемая концом периода Западной Хань, недалеко от современного города Сянчэн в провинции Хэнань. В этих четырехсторонних куполах использовались небольшие сцепленные кирпичи, что позволило создать квадратное пространство у входа в гробницу, достаточно большое для нескольких человек, которое, возможно, использовалось для похоронных церемоний. Техника переплетения кирпичей была быстро внедрена, и четырехсторонние купола получили широкое распространение за пределами провинции Хэнань к концу первого века нашей эры. 

Найденную модель гробницы с неглубоким настоящим куполом позднего периода династии Хань (206 г. до н.э. – 220 г. н.э.) можно увидеть в музее Гуанчжоу (Кантон). Другая, гробница Лэй Чен Ук Хань, найденная в Гонконге в 1955 году, имеет дизайн, распространенный среди гробниц династии Восточная Хань (25-220 гг. н.э.) в Южном Китае: бочкообразный сводчатый вход, ведущий в куполообразный парадный зал с ответвляющимися от него в форме креста бочкообразными сводчатыми камерами. Это единственная подобная гробница, которая была найдена в Гонконге и выставлена как часть Исторического музея Гонконга.

Римские и византийские купола

Раздел редактирования: Римские и византийские купола

Римская империя

Купола достигли монументальных размеров в римский имперский период. Римские бани сыграли ведущую роль в развитии купольного строительства в целом и монументальных куполов в частности. Скромные купола в банях, датируемых 2 и 1 веками до нашей эры, можно увидеть в Помпеях, в холодильных камерах Терме Стабиане и Терме дель Форо. Однако широкое использование куполов произошло не ранее 1 века нашей эры. Рост купольного строительства усилился при императоре Нероне и Флавианах в 1 веке нашей эры и во 2 веке. Залы с централизованной планировкой становятся все более важными частями планировок дворцов и дворцовых вилл, начиная с 1 века, служа государственными банкетными залами, залами для аудиенций или тронными залами. Пантеон, храм в Риме, построенный императором Адрианом как часть Бань Агриппы, является самым известным, лучше всего сохранившимся и самым большим римским куполом. Сегментированные купола, сделанные из радиально вогнутых клиньев или чередующихся вогнутых и плоских клиньев, появились при Адриане во 2 веке, и большинство сохранившихся образцов этого стиля относятся к этому периоду.

В III веке императорские мавзолеи начали строить как куполообразные ротонды, а не как курганные сооружения или другие типы, по примеру аналогичных памятников, построенных частными лицами. Техника возведения легких куполов из взаимосвязанных полых керамических труб получила дальнейшее развитие в Северной Африке и Италии в конце третьего — начале четвертого веков. В 4 веке римские купола получили широкое распространение из-за изменений в способах их строительства, включая достижения в технике центрирования и использовании кирпичных ребристостей. Предпочтительный материал в строительстве постепенно перешел в течение 4-5 веков от камня или бетона к более легкому кирпичу в тонкой оболочке. Баптистерии начали строить на манер купольных мавзолеев в 4 веке в Италии. Восьмиугольный Латеранский баптистерий или баптистерий Гроба Господня, возможно, был первым, и стиль распространился в 5 веке. К 5 веку по всему христианскому миру существовали сооружения с мелкомасштабными планами купольного креста.

С концом Западной Римской империи купола стали характерной чертой церковной архитектуры сохранившейся Восточной Римской — или «византийской» — империи. В церковном здании 6-го века императора Юстиниана использовался купольный крест в монументальном масштабе, и его архитекторы сделали центральный план с кирпичным сводом стандартным для всего римского востока. Это расхождение с римским западом со второй трети VI века можно считать началом «византийской» архитектуры. Собор Святой Софии Юстиниана был оригинальным и инновационным проектом, не имеющим известных прецедентов в том, как он охватывает план базилики с куполом и полукуполами. Периодические землетрясения в регионе вызвали три частичных обрушения купола и потребовали ремонта.

«Крестово-купольные блоки», более надежная структурная система, созданная путем крепления купола со всех четырех сторон широкими арками, стала стандартным элементом меньшего масштаба в поздневизантийской церковной архитектуре. План Крест в квадрате с одним куполом на пересечении или пятью куполами в виде квинканкса стал широко популярным в средневизантийский период (ок. 843-1204). Это наиболее распространенный план церкви с десятого века до падения Константинополя в 1453 году. Опорные купола на круглых или многоугольных барабанах, пронизанных окнами, со временем стали стандартным стилем с региональными особенностями.

В византийский период купола обычно были полусферическими и имели, за редкими исключениями, барабаны с окнами. Все сохранившиеся образцы в Константинополе представляют собой ребристые или тыквенные купола с разделениями, соответствующими количеству окон. Кровля для куполов варьировалась от простой керамической плитки до более дорогого, более прочного и более облегающего свинцового листа. Металлические зажимы между каменными карнизными блоками, металлические тяги и металлические цепи также использовались для стабилизации куполообразной конструкции. Техника использования двойных оболочек для куполов, хотя и возродилась в эпоху Возрождения, зародилась в византийской практике.

Арабские и западноевропейские купола

Charlemagne

Кафедральный собор–мечеть Кордовы

Великая мечеть Кордовы содержит первые известные образцы типа купола с перекрестной аркой. Использование угловых скосов для поддержки куполов было широко распространено в исламской архитектуре к 10-11 векам. После девятого века мечети в Северной Африке часто имеют небольшой декоративный купол над михрабом. Дополнительные купола иногда используются по углам стены михраб, у входного проема или на минаретах квадратной башни. Египет, наряду с северо-восточным Ираном, был одной из двух областей, примечательных ранним развитием исламских мавзолеев, начиная с 10 века. Мавзолеи Фатимидов были в основном простыми квадратными зданиями, покрытыми куполом. Купола были гладкими или ребристыми и имели характерный для фатимидов профиль в форме «киля».

Купола в романской архитектуре обычно находятся внутри пересекающихся башен на пересечении нефа церкви и трансепта, которые скрывают купола снаружи. Обычно они восьмиугольные в плане и используют угловые скосы, чтобы превратить квадратный проем в подходящее восьмиугольное основание. Они появляются «в связи с базиликами почти по всей Европе» между 1050 и 1100 годами. Крестовые походы, начавшиеся в 1095 году, также, по-видимому, оказали влияние на купольную архитектуру в Западной Европе, особенно в районах вокруг Средиземного моря. Рыцари-тамплиеры со штаб-квартирой на этом месте построили серию церквей централизованной планировки по всей Европе по образцу церкви Гроба Господня, на которую также повлиял Купол Скалы. На юго-западе Франции насчитывается более 250 романских церквей с куполами только в регионе Перигор. Использование подвесных механизмов для поддержки куполов в регионе Аквитания, а не прищуров, более типичных для западной средневековой архитектуры, явно подразумевает византийское влияние. Готические купола встречаются редко из-за использования ребристых сводов над нефами, а церковные переходы обычно сосредоточены на высоком шпиль, но в соборах есть примеры небольших восьмиугольных пересекающихся куполов, поскольку стиль развился из романского.

Звездообразные купола, найденные в мавританском дворце Альгамбра в Гранаде, Испания, в Зале Абенсеррахес (ок. 1333-91) и Зале двух сестер (ок. 1333-54), являются необычайно развитыми примерами мукарнаских куполов. В первой половине четырнадцатого века каменные блоки заменили кирпичи в качестве основного строительного материала при возведении куполов в мамлюкском Египте, и за 250 лет в Каире было построено около 400 куполов для покрытия гробниц мамлюкских султанов и эмиров. Профили куполов варьировались: использовались «килевидные», луковичные, оги, купола на сваях и другие. На барабане углы были скошены или иногда ступенчатыми снаружи, а на гранях использовались тройные окна в виде трехлопастей. Луковичные купола на минаретах использовались в Египте примерно с 1330 года, распространившись на Сирию в следующем столетии. В пятнадцатом веке паломничества и процветающие торговые отношения с Ближним Востоком привели Нидерланды северо-западной Европы к использованию луковичных куполов в архитектуре Востока, и такие купола, по-видимому, стали ассоциироваться с городом Иерусалимом. Многоэтажные шпили с усеченными луковичными куполами, поддерживающими меньшие купола или короны, стали популярны в шестнадцатом веке.

Русские купола

Многоместная церковь — типичная форма русской церковной архитектуры, которая отличает Россию от других православных народов и христианских конфессий. Действительно, самые ранние русские церкви, построенные сразу после христианизации Киевской Руси, были многокупольными, что натолкнуло некоторых историков на размышления о том, как могли выглядеть русские дохристианские языческие храмы. Примерами этих ранних церквей являются 13-купольный деревянный Софийский собор в Новгороде (989) и 25-купольная каменная Десятинная церковь в Киеве (989-996). Количество куполов обычно имеет символическое значение в русской архитектуре, например, 13 куполов символизируют Христа с 12 апостолами, в то время как 25 куполов означают то же самое с дополнительными 12 Пророками Ветхого Завета. Многочисленные купола русских церквей часто были сравнительно меньше, чем византийские купола.

Обилие древесины в России сделало деревянные купола обычным явлением и, по крайней мере, частично способствовало популярности луковичных куполов, которым легче придавать форму из дерева, чем из каменной кладки. Самые ранние каменные церкви в России имели купола в византийском стиле, однако к эпохе раннего Нового времени луковичный купол стал преобладающей формой в традиционной русской архитектуре. Луковый купол — это купол, форма которого напоминает луковицу, в честь которой они и названы. Такие купола часто больше в диаметре, чем барабаны, на которых они установлены, а их высота обычно превышает ширину. Вся луковичная конструкция плавно сужается к точке. Хотя самые ранние сохранившиеся русские купола такого типа датируются 16 веком, иллюстрации из старых хроник указывают на то, что они существовали с конца 13 века. Подобно шатровым крышам, которые сочетались с куполами, а иногда и заменяли их в русской архитектуре с 16 века, луковичные купола первоначально использовались только в деревянных церквях. Строители внедрили их в каменную архитектуру гораздо позже и продолжали изготавливать их каркасы из дерева или металла поверх каменных барабанов.

Русские купола часто позолочены или ярко раскрашены. Опасная техника химического золочения с использованием ртути применялась в некоторых случаях до середины 19 века, особенно в гигантском куполе Исаакиевского собора. Более современный и безопасный метод золотого гальванопокрытия был впервые применен при позолоте куполов храма Христа Спасителя в Москве, самой высокой восточной православной церкви в мире.

Османские купола

Сутьse Это квадратно-купольное сооружение является определяющим элементом трех основных планов османской мечети: монолитной мечети, многоквартирной мечети и мечети эйван (или «иван»).

Ранние эксперименты с большими куполами включают квадратные мечети с куполами в Чине и Мудурну при Баязиде I, а также более поздние купольные «мечети завия» в Бурсе. В мечети Юч Шерефели в Эдирне была разработана идея о том, что центральный купол представляет собой увеличенную версию купольных модулей, используемых по всей остальной конструкции для создания открытого пространства. Эта идея стала важной для османского стиля по мере его развития.

В Мечети Беязидие (1501-1506) в Стамбуле начинается классический период в османской архитектуре, в котором великие императорские мечети с вариациями напоминают бывшую византийскую базилику Айя-София, имея большой центральный купол с полукуполами одинакового пролета на востоке и западе. Расположение центрального купола собора Святой Софии точно воспроизведено в трех османских мечетях Стамбула: мечети Беязидие, мечети Кылыч Али-паши и мечети Сулеймание. Три другие императорские мечети Стамбула также добавляют полукупола к северу и югу, отказываясь от плана базилики: Шехзаде Камии, Султан Ахмед I Камии и Ени Ками. Пик этого классического периода, длившегося до 17 века, пришелся на архитектуру Мимара Синана. Помимо крупных имперских мечетей, он создал сотни других памятников, в том числе мечети среднего размера, такие как Михрима, Соколлу и мечеть Рустем-паши и гробница Сулеймана Великолепного. Мечеть Сулеймание, построенная в Константинополе (современный Istanbul)

Другой классический тип мечети с куполом, как и византийская церковь Сергия и Вакха, представляет собой куполообразный многоугольник внутри квадрата. Восьмиугольники и шестиугольники были обычным явлением, например, в мечети Уч Шерефели (1437-1447) и мечети Селимие в Эдирне. Мечеть Селимие была первым сооружением, построенным османами, купол которого был больше, чем у собора Святой Софии. Купол возвышается над квадратным заливом. Угловые полукупола превращают его в восьмиугольник, который плавно переходит в круглое основание. Средний внутренний диаметр купола составляет около 31,5 метра, в то время как у собора Святой Софии в среднем 31,3 метра. Спроектирован и построен архитектором Мимаром Синаном между 1568 и 1574 годами, когда он закончил его, ему было 86 лет, и он считал мечеть своим шедевром.

Первой большой императорской мечетью Стамбула в импортированном стиле барокко была мечеть Нуруосмание (1748-1755). Одной из лучших была мечеть Лалели 1759-1764 годов постройки.

Купола итальянского Возрождения

Восьмиугольный кирпичный купольный свод Филиппо Брунеллески над Флорентийским собором был построен между 1420 и 1436 годами, а фонарь, венчающий купол, был завершен в 1467 году. Купол имеет ширину 42 метра и сделан из двух раковин. Сам по себе купол не выполнен в стиле Ренессанса, хотя фонарь ближе. Сочетание купола, барабана, подвесных механизмов и бочкообразных сводов стало характерными структурными формами больших церквей эпохи Возрождения после периода инноваций в конце пятнадцатого века. Флоренция была первым итальянским городом, разработавшим новый стиль, за ней последовали Рим, а затем Венеция. Купола Брунеллески в Сан-Лоренцо и часовне Пацци сделали их ключевым элементом архитектуры эпохи Возрождения. Его план купола капеллы Пацци во базилике Санта-Кроче во Флоренции (1430-52) иллюстрирует энтузиазм Ренессанса по отношению к геометрии и кругу как высшей форме геометрии. Такой акцент на геометрических основах был бы очень влиятельным.

De re aedificatoria, написанная Леоном Баттистой Альберти около 1452 года, рекомендует своды с кессонами для церквей, как в Пантеоне, и первый проект купола в базилике Святого Петра в Риме обычно приписывают ему, хотя зарегистрированным архитектором является Бернардо Росселлино. Кульминацией стали проекты Браманте 1505-06 годов по созданию совершенно нового собора Святого Петра, положившие начало замене готического ребристого свода сочетанием купола и бочкообразного свода, которые продолжались на протяжении всего шестнадцатого века. Первоначальным проектом Браманте был план греческого креста с большим центральным полусферическим куполом и четырьмя куполами меньшего размера вокруг него в виде квинканса. Работы начались в 1506 году и продолжались при смене строителей в течение следующих 120 лет. Купол был достроен Джакомо делла Порта и Доменико Фонтана. Публикация трактата Себастьяно Серлио, одного из самых популярных архитектурных трактатов, когда-либо опубликованных, способствовала распространению овала в архитектуре позднего Возрождения и барокко по всей Италии, Испании, Франции и центральной Европе.

Вилла Капра, также известная как «Ла Ротонда», была построена Андреа Палладио с 1565 по 1569 год недалеко от Виченцы. Его высокосимметричный квадратный план сосредоточен в круглом помещении, покрытом куполом, и он оказал большое влияние на грузинских архитекторов Англии 18 века, архитекторов России и архитекторов Америки, среди которых был Томас Джефферсон. Две купольные церкви Палладио в Венеции — это Сан-Джорджо Маджоре (1565-1610) и Иль Реденторе (1577-92), последняя построена в день благодарения за прекращение сильной вспышки чумы в городе. Распространение купола в стиле Ренессанса за пределы Италии началось с центральной Европы, хотя часто наблюдалась стилистическая задержка на столетие или два.

Купола Южной Азии

Купола впервые появились в Южной Азии в эпоху средневековья. Обычно они строились из камня, кирпича и строительного раствора, а также железных дюбелей и скоб. Центровка была сделана из дерева и бамбука. Использование железных скоб для соединения соседних камней было известно в Классической Индии и использовалось у основания куполов для усиления колец. Синтез стилей, созданный введением новых форм в индуистскую традицию строительства трабат, создал самобытную архитектуру. Купола в Индии до Великих Моголов имели стандартную приземистую круглую форму с рисунком в виде лотоса и луковичным навершием наверху, заимствованные из индуистской архитектуры. Поскольку в индуистской архитектурной традиции не было арок, для перехода от углов комнаты к куполу использовались плоские выступы, а не перекосы. В отличие от персидских и османских куполов, купола индийских гробниц, как правило, более выпуклые.

Самые ранние примеры включают полукупола гробницы Балбана конца 13 века и небольшой купол гробницы хана Шахида, которые были сделаны из грубо обработанного материала и нуждались в отделке поверхности покрытия. При династии Лоди было большое распространение строительства гробниц с восьмиугольными планами, предназначенными для членов королевской семьи, и квадратными планами, используемыми для других лиц высокого ранга, и первый двойной купол был представлен в Индии в этот период. Первым крупным зданием Великих Моголов является купольная гробница Хумаюна, построенная между 1562 и 1571 годами персидским архитектором. Центральный двойной купол покрывает восьмиугольную центральную камеру шириной около 15 метров и сопровождается небольшими куполообразными чаттри, сделанными из кирпича и облицованными камнем. Чатри, куполообразные киоски на столбах, характерные для крыш Великих Моголов, были заимствованы из индуистского использования в качестве кенотафов. Слияние персидской и индийской архитектуры можно увидеть в форме купола Тадж-Махала: луковичная форма заимствована у персидских куполов времен Тимуридов, а навершие с основанием в виде листа лотоса заимствовано у индуистских храмов. Гол Гумбаз, или Круглый купол, является одним из крупнейших каменных куполов в мире. Он имеет внутренний диаметр 41,15 метра и высоту 54,25 метра. Купол был самым технически совершенным сооружением на Декане. Последней крупной исламской гробницей, построенной в Индии, была гробница Сафдара Джанга (1753-54). Сообщается, что центральный купол имеет тройную оболочку, с двумя относительно плоскими внутренними кирпичными куполами и внешним луковичным мраморным куполом, хотя на самом деле может быть так, что мраморный и второй кирпичные купола соединены везде, кроме как под навершием в виде листа лотоса наверху.

Купола раннего нового времени

В начале шестнадцатого века фонарь итальянского купола распространился в Германии, постепенно переняв луковичный купол из Нидерландов. Русская архитектура оказала сильное влияние на многие луковичные купола деревянных церквей Богемии и Силезии, а в Баварии луковичные купола меньше напоминают голландские модели, чем российские. Подобные купола приобрели популярность в центральной и южной Германии и в Австрии в семнадцатом и восемнадцатом веках, особенно в стиле барокко, и оказали влияние на многие луковичные купола в Польше и Восточной Европе периода барокко. Однако многие луковичные купола в Восточной Европе со временем были заменены в крупных городах во второй половине восемнадцатого века в пользу полусферических или свайных куполов во французском или итальянском стилях.

Строительство куполов в шестнадцатом и семнадцатом веках опиралось в основном на эмпирические методы и устные традиции, а не на архитектурные трактаты того времени, в которых избегались практические детали. Этого было достаточно для куполов среднего размера диаметром от 12 до 20 метров. Материалы считались однородными и жесткими, при этом учитывалось сжатие и игнорировалась эластичность. Вес материалов и размер купола были ключевыми ссылками. Боковым напряжениям в куполе противодействовали горизонтальные кольца из железа, камня или дерева, встроенные в конструкцию.

В течение семнадцатого и восемнадцатого веков достижения в математике и изучение статики привели к более точной формализации идей традиционных конструктивных практик арок и сводов, и произошло распространение исследований наиболее стабильной формы для этих конструкций: контактной кривой. Роберт Гук, который первым сформулировал, что арка контактной сети сравнима с перевернутой подвесной цепью, возможно, посоветовал Рену, как достичь пересекающегося купола собора Святого Павла. Структурная система Рена стала стандартом для больших куполов еще в 19 веке. Ребра в «Сан-Лоренцо» и «Иль Сидоне» Гуарино Гуарини были выполнены в виде контактных арок. Идея большого окуляра в сплошном куполе, открывающем второй купол, возникла у него. Он также установил овальный купол как примирение церкви продольного плана, которой отдавала предпочтение литургия Контрреформации, и централизованного плана, которому отдавали предпочтение идеалисты. Из-за неточность овальных куполов в период рококо барабаны были проблематичны, и вместо этого купола часто опирались непосредственно на арки или подвески. В восемнадцатом веке изучение купольных конструкций радикально изменилось: купола стали рассматривать как композицию из более мелких элементов, каждый из которых подчиняется математическим и механическим законам и его легче анализировать по отдельности, вместо того, чтобы рассматривать как самостоятельные единицы. Хотя купола никогда не были очень популярны в домашних условиях, они использовались в ряде домов 18 века, построенных в стиле Неоклассицизм Стиль. В Соединенных Штатах большинство общественных зданий конца 18 века отличались от частных резиденций только тем, что на них были купола.

Купола современного периода

Историзм 19 века привел к тому, что многие купола стали повторным переводом великих куполов прошлого, а не дальнейшим стилистическим развитием, особенно в сакральной архитектуре. Новые технологии производства позволили производить чугун и кованое железо как в больших количествах, так и по относительно низким ценам во время промышленной революции. В России, где были большие запасы железа, есть одни из самых ранних примеров архитектурного использования железа. За исключением тех, которые просто имитировали многослойную каменную кладку, купола с металлическим каркасом, такие как эллиптический купол Королевского Альберт-холла в Лондоне (57-67 метров в диаметре) и круглый купол Галле-о-Бле в Париже, могут представлять собой главное развитие простой куполообразной формы за столетие. Чугунные купола были особенно популярны во Франции.

Плитка Гуаставино

Куполам, построенным из стали и бетона, удавалось достигать очень больших пролетов. В конце 19-го и начале 20-го веков семья Гуаставино, отец и сын, работавшие на восточном побережье Соединенных Штатов, усовершенствовали кладку купола, используя плитку, уложенную плашмя по поверхности изгиба, и быстро схватывающийся портландцемент, который позволял использовать стержни из мягкой стали для противодействия растягивающим силам. Тонкая купольная оболочка получила дальнейшее развитие благодаря конструкции Вальтера Бауэрсфельда из двух куполов планетария в Йене, Германия, в начале 1920-х годов. Они состоят из триангулированного каркаса из легких стальных прутьев и сетки, покрытых тонким слоем бетона. Обычно их принимают за первые современные архитектурные тонкие оболочки. Они также считаются первыми геодезическими куполами. Геодезические купола использовались для ограждений радаров, теплиц, жилых домов и метеостанций. Архитектурные оболочки пережили свой расцвет в 1950-х и 1960-х годах, достигнув пика популярности незадолго до широкого распространения компьютеров и метода конечных элементов структурного анализа.

Первыми постоянными воздушными мембранными куполами были радиолокационные купола, спроектированные и построенные Уолтером Бердом после Второй мировой войны. Их низкая стоимость в конечном итоге привела к разработке постоянных версий с использованием стекловолокна с тефлоновым покрытием, и к 1985 году большинство купольных стадионов по всему миру использовали эту систему. Купола Тенсегрити, запатентованные Бакминстером Фуллером в 1962 году, представляют собой мембранные конструкции, состоящие из радиальных ферм, изготовленных из стальных тросов под натяжением, с вертикальными стальными трубами, разводящими тросы в форму фермы. Их делали круглой, эллиптической и других форм для покрытия стадионов от Кореи до Флориды. Конструкция натяжных мембран зависела от компьютеров, а растущая доступность мощных компьютеров привела к появлению многих разработок за последние три десятилетия 20 века. Более высокая стоимость жестких куполов большого пролета сделала их относительно редкими, хотя жестко движущиеся панели являются самой популярной системой для спортивных стадионов с убирающейся кровлей.