Главным сооружением эпохи стал собор Санта-Мария-дель-Фьоре во Флоренции. Это поистине великое сооружение Ренессанса — одновременно и выдающееся техническое достижение своего времени. История строительства собора началась еще в 1296 г., когда Арнольфо ди Камбио начал возведение главного нефа и притворов.
Предположительно ему же принадлежала идея увенчать собор восьмигранным куполом. Фрески в ряде флорентийских церквей рассказывают, каким образом протекало сооружение огромного купола. Фундамент был заложен в 1366 г. Нери ди Фиораванте.
Затем создали большую кирпичную модель, которая предполагала различные варианты купола с барабаном и без него. На данном этапе была выработана основная концепция формы купола. Задача возведения восьмигранного купола пролетом 42 м без применения стали и бетона даже в современном мире, владеющем расчетными методами строительной механики, представляется чрезвычайно сложной, а потому под силу только инженеру самой высокой квалификации.
Однако именно Филиппо Брунеллески был утвержден в качестве архитектора собора исключительно потому, что предложил свести к минимуму объемы строительных лесов, а значит, существенно сократить стоимость строительства. Одновременно с удешевлением стоимости строительства встал вопрос об архитектурной стилистике сооружения.
В политическом взаимоотношении два города — Флоренция и Милан —принципиально противостояли друг другу. Флоренция, где были более свободные демократические устои, опиралась на идейно-философское учение гуманистов, управлялась гильдиями и выступала на стороне партии гвельфов, поддерживавших Папу и итальянские национальные интересы.
Милан противостоял ей во главе с кланом Висконти и политической партией гиббелинов, поддерживающих императора Священной Римской империи и склоняющихся к альянсу с германскими народами. При миланском дворе в связи с этим было много немцев, поэтому архитектура хранила приверженность готическим традициям.
Во Флоренции, напротив, возникло твердое желание отойти от наиболее ярких признаков готической архитектуры — контрфорсов, которые ассоциировались с политическими пристрастиями Милана. Однако купол имел пролет 42 м, что означало проблему восприятия распора при отсутствии системы контрфорсов. Если в церкви Санта- Кроче во Флоренции пролет мало отличался от Флорентийского Дуомо, то сама конструкция покрытия в ней была достаточно простой.
Она представляла собой систему деревянных стропил. В соборе Санта-Мария-дель-Фьоре применили крестовый свод, но без привычных готических контрфорсов. Горизонтальный распор в нефе был воспринят металлическими связями жесткости, устроенными в 1366 г. Джованни Гини, они хорошо видны в интерьере.
Возможно, этот прием пришел отсарацинов или из античного Рима, где металлические скрепы были широко распространены. Однако применение железных связей было чревато раскалыванием камня при ржавлении железных закладных частей, К тому же они придавали интерьеру неприглядный вид. Брунеллески предложил свое решение.
В 1410 г. начали возводить барабан (предположительно по его проекту), который был окружен небольшими полукуполами в византийских традициях (см. вкл., рис. 160). Однако полукупола были слишком малы, чтобы полностью погасить горизонтальный распор от купола.
Предполагают, что для усиления конструкции над полукуполами были заложены металлические стержни, которые и по сей день спасают купол от возникновения вертикальных трещин. Наконец, в 1418 г встал вопрос о возведении самого купола, и совет попечителей, созданный гильдией торговцев шерстью, объявил конкурс на модель и технологию возведения купола с подъемными механизмами.
Брунеллески предложил каменную модель купола в масштабе 1:12, т.е. диаметр купола в модели составлял 3,5 м. Одновременно был представлен и способ возведения без сплошных лесов. Леса опирались на подкупольный барабан. Кладка, скорее всего, должна была производиться способом, рассмотренным на рис. 5.5 и распространенным в предшествующую готическую эпоху. При этом революционным прорывом в развитии инженерной мысли стали два предложения Брунеллески. Первое касалось создания двухскорлупной оболочки купола. Соединенные вместе продольными ребрами оболочки приобрели существенно большую жесткость.
Второе предложение касалось включения в конструкцию стягивающих колец- обручей в виде «цепей» из дерева и железа, а также камня и железа, которые воспринимали распор в нижней зоне купола и заменяли готические контрфорсы. Из камня вытёсывались длинные блоки в форме буквы П, и этими выступами, по мнению автора данного учебника, они сцеплялись между собой.
В деревянных «цепях» фрагменты деревянных баток соединялись металлическими нагелями, и место соединения дополнительно перехватывалось железной лентой (последнее могло быть выполнено и несколько позже). Толщина оболочек свода по проекту Брунеллески должна была изменяться: внутренняя от 2,1 м и соответственно внешняя от 1,5 до 0,4 м в шелыге, где на них опирался фонарь.
Внешний свод должен был защищать внутренний, покрытый росписями, от воды. Ребра, устраиваемые на пересечении восьми граней купола, а также дополнительные ребра (по два на каждой грани) в основании имели толщину 2,4 м.
