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19 世紀、20 世紀、21 世紀に建てられたドームには、鉄鋼をより効率的に生産する技術と構造分析の進歩の恩恵がもたらされました。
19世紀の金属フレームのドームは、特に教会建築において、さまざまなスタイルの以前の石造ドームのデザインを模倣することが多かったが、ショッピングアーケードや温室の上のガラスドーム、機関車庫や展示ホールの上のドーム、そして世界最大のドームを作るのにも使用された。国会議事堂や州議会議事堂、ガス貯蔵タンク、天文台、図書館、教会など、さまざまなドーム型建物は、鉄筋コンクリートのリブ、軽量の張り子、三角形のフレーム の使用によって可能になった。
20 世紀には、プラネタリウムのドームがきっかけとなり、ヴァルター・バウアースフェルトは鉄筋コンクリートの薄いシェルとジオデシック ドームの両方を発明しました。鋼鉄、コンピューター、有限要素解析の使用により、さらに大きなスパンが可能になりました。張力膜構造はドーム型スポーツ スタジアムで人気を博し、硬質の格納式ドーム屋根も革新されました。
19世紀
開発
材料
産業革命の時代には、新たな製造技術によって鋳鉄と錬鉄を大量かつ比較的安価に生産することが可能になった。[1]ほとんどの鉄製ドームは、ドームの頂上から基部のリングまで放射状に配置された湾曲した鉄のリブで建てられた。ドームの材料として選ばれる要素は、19世紀を通じて鋳鉄から錬鉄、そして鋼鉄へと変化した。 [ 2 ]多重殻の石積みを単純に模倣したドームを除けば、この世紀におけるシンプルなドーム形状の主な発展は、パリのアル・オ・ブレの円形ドームやロンドンのロイヤル・アルバート・ホールの楕円形ドームなど、金属フレームのドームであろう。[3]
大型望遠鏡を収容するための回転ドームを建設する習慣は19世紀に普及し、初期の例では重量を最小限に抑えるために張り子が使用されていました。[4]
19世紀後半から、米国東海岸で働いていた父と息子のチームであるグアスタビノ家は、石積みドームをさらに発展させました。彼らは、曲面に対して垂直ではなく平らに置かれた速硬化セメントのタイルの層を使用して、軽量で中心のないヴォールトを作る伝統的なスペインとイタリアの技術を完成させました。父親のラファエル・グアスタビノは、従来の石灰と石膏のモルタルの代わりにポートランドセメントをモルタルとして使用するという革新を起こし、これにより軟鋼の棒を使用して張力に対抗できるようになりました。[5]
1900 年以前には完全に鉄筋コンクリート製のドームは建てられていなかったが、アナトール・ド・ボードが設計したサン・ジャン・ド・モンマルトル教会は、鉄筋コンクリートのリブが付いた小さなレンガのシェル ドームを備えていた。[6]ドイツのミュンヘンにある聖ウルセラ教区教会は、1894 年から 1897 年にかけて建てられたもので、2 つの軽量コンクリート シェルのドームを備え、補強リングは下層の八角形のタンブールにのみ使用されていた。幅 11.2 メートルの半球形の内側のドームは厚さ 15 センチメートルで、外面には 8 つのリブがあり、厚さは 29 センチメートルに増加している。外側の八角形の回廊の丸天井は幅 11.8 メートル、厚さ 16 センチメートルである。多孔質骨材として「シュヴェムシュタイン」 と呼ばれる人造石が使用された。どちらのドームにも補強材は使われていないが、外側のドームには不規則な間隔で鉄の棒が見つかっており、これは建築工程で必要だった型枠の一部だった可能性があり、部分的な補強の役割を果たしている可能性がある。[7]この時代の他のコンクリート製ドームとしては、ホッペガルテンの音楽堂（1887年 - 1888年）、ポツダムの皇帝フリードリヒ3世の霊廟のモニエ・ドーム（1889年）、ブリュッセルのブルンナー銀行の玄関ホール上部のドーム（1892年 - 1895年）などがある。[8]
構造
アーチの厚さとスパンの比率に関する比例則は、重量負荷に応じて懸垂線の形状が変化することに基づいて 19 世紀に開発され、ドームの垂直力に適用されました。1871年にこの主題に関する証明を発表したエドマンド・ベケット・デニソンは、ブリタニカ百科事典第 9 版のドームに関する記事で、ドームのほうが荷重が分散されるため、厚さとスパンの比率はアーチよりも低いと書いています。[9]線形弾性に関するアイデアは19 世紀に形式化されました。[10]
古代パンテオンのドームのスパンは、ルネッサンス時代に匹敵するものがあったものの、19世紀半ばまで世界最大のままでした。[11] 19世紀の大きなドームには、展示用の建物や、ガス貯蔵タンクや機関車庫などの機能的な構造物が含まれていました。[12]
放射状のトラスで作られたドームは、1863年に技術者ヨハン・ヴィルヘルム・シュヴェドラーがベルリンのガスタンクのドームを設計するまで、3次元ではなく「平面フレーム」アプローチで分析され、「シュヴェドラー・ドーム」として知られるようになった。彼は1866年に5つのドームの理論と構造計算技術を発表した。シュヴェドラーの軸対称シェルに関する研究は、 1892年にアウグスト・フェップルによって「他のシェル型トラスフレームワーク」に適用されるように拡張された。[13] 1860年代と1870年代までに、ドイツや他のヨーロッパの技術者は鉄のドームを、ヒンジ付きの端を持つ短い直線の梁の集合体として扱い始め、軽量の透かし彫り構造となった。温室以外では、これらの構造は通常天井の後ろに隠されていた。[14]リベット接合された長い鋼板を使用したドームの種類には、「シュヴェドラードーム」、「ツィンメルマンドーム」、「ラティスドーム」、「シュリンクドーム」などがあります。[13]
イレーネ・ジュスティーナによると、少なくとも19世紀末までは、静力学に関する知識が不足していたため、ドーム建築は最も困難な建築問題の一つであった。[15]ラファエル・グアスタヴィーノは、当時開発されたグラフィック静力学を利用して、最小限の厚さで足場を使わずに安価なケーブルカー式ドームを設計・建設することができた。天井は通常3インチの厚さで、作業員は完成した部分に立って、簡単なテンプレート、ワイヤー、ひもを使って作業の位置を調整した。[16]
スタイル
19世紀の歴史主義により、多くのドームは過去の偉大なドームの再翻訳となり、特に宗教建築における様式のさらなる発展は見られませんでした。[17]この時期に人気があった新古典主義様式は、19世紀半ばに建築におけるゴシックリバイバルに挑戦され、「様式の戦い」と呼ばれました。これは1840年頃から20世紀初頭まで続き、ルネッサンス、バロック、ロココリバイバルなど、古典主義内のさまざまなスタイルも人気を競いました。この期間の最後の30年間は、これらのスタイルの珍しい組み合わせが含まれていました。[18]
宗教的および王室の建物
エルサレムの聖墳墓教会の円形ドームは、火災後に1808年から1810年にかけて取り替えられ、1868年から1870年にかけて再度取り替えられました。 [19] 1870年に完成したドームは、錬鉄製のアーチで作られたロシアのデザインでした。[20]
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鉄のドームは木造建築の軽さに加え、不燃性と高強度を備え、より大きなスパンを可能にする。ドーム自体が比較的珍しかったため、鉄で作られた最初の例は、鉄が構造材料として使われ始めたずっと後のことである。[2]鉄は、耐火性が優先される場合に木材の代わりに使用された。鉄の供給量が多かったロシアでは、この材料が建築に使用された最も初期の例のいくつかが見つかる。アンドレイ・ヴォロニキンは、サンクトペテルブルクのカザン大聖堂の上に大きな錬鉄製のドームを建てた。 [21] 1806年から1811年の間に建てられた、幅17.7メートルの大聖堂の外側のドームは、最も初期の鉄製ドームの1つであった。[22]鉄の外側のドームは、2つの石造りの内側のドームを覆い、端から端まで15mmの厚さの鋼板でできている。[23]
エディンバラのセントジョージ教会は、1811年から1814年にかけてロバート・リードによって建てられ、セントポール大聖堂のドームをモデルにしています。[24]イギリスにおける鉄製ドームの初期の例としては、ブライトンのロイヤルパビリオンの中央の建物の上にある奇抜な鉄骨のドームがあり、1815年にジョージ4世の専属建築家ジョン・ナッシュによって着工されました。[25]このドームは目立つ玉ねぎ型ドームではなく、ヘンリー・ホランドの以前のサロンの上にあった鋳鉄製の柱の上に12本の鋳鉄製のリブが乗ったドーム状の構造です。1818年から1819年に完成しました。[23]
新古典主義のボルチモア大聖堂は、ローマのパンテオンのようにベンジャミン・ヘンリー・ラトローブによってジョン・キャロル司教のために設計されたもので、1806年に着工され、1821年に献堂されたが、ポーチと塔は1870年代まで完成しなかった。内装のデザインは、キャロル司教が聖別されたイギリスのイースト・ラルワースのセント・メアリー教会から影響を受けた可能性がある。[26]中央のドームは直径72フィートで、身廊の床から52フィートの高さにある。2つの塔の上の玉ねぎ型ドームは、ラトローブの設計に基づいて建てられた。教会は1890年に東に33フィート拡張された。[27]教会の最初の建設が完了する前に、ボルチモアにはさらに2つの新古典主義のドーム教会が建設された。マクシミリアン・ゴドフロイによる第一独立（ユニテリアン）教会は1817年に着工され、中央にオクルスのあるペンデンティブの上に幅55フィートの浅い格天井のドームが内部空間を覆っていた。音響を改善するために内部は改造された。ロバート・ミルズによる第一バプテスト教会は「オールド・レッド・トップ教会」としても知られ、ポーチブロックとポルティコを備えたドーム型の円筒形円形建築であった。ドームの外観は浅く、オクルスはモニターと呼ばれる低いランタンで覆われていた。1818年に完成したが、1878年に取り壊された。[28]
1828年、マインツ大聖堂の東側の交差塔は、ゲオルク・モラーによって錬鉄製のドームで再建された。 [29]ドームは平らな鉄の部分で作られ、ドームの内部を通るタイで補強されていた。このようなドームの補強は、水平リングと垂直リブの組み合わせを使用する2つの確立された技術の1つであった。[12]スパンは約27メートルだったと思われる。[30]その後、現在の構造に置き換えられた。[31]
1828年にカール・シンケルによって建てられたベルリンの旧美術館の玄関ホールには、ローマのパンテオンに触発されたドームがありました。[32]
大型の新古典主義のドームには、1840年に完成したマルタのモスタのロタンダ（幅38メートルのドーム）や、 1847年に完成したミラノのサン・カルロ・アル・コルソ（幅32メートルのドーム）などがある。[33]
ガリツィアでは、ホシヴバシリアン修道院巡礼教会が1834年から1842年にかけて建設された。十字形のプランの長方形の別館4棟を備えた大きなドーム型の円形建築で、中央ヨーロッパの古典主義の傾向で人気のあった中央プランと、東方正教会の特徴とされる十字型ドームのプランが融合している。[34]ルーシのギリシャ正教会は、プシェミシルの聖母マリア生誕教会 （1863-1864年）のように3つの部分それぞれにドーム屋根を載せた三部構成の教会として、またはコロミアの聖ミカエル教会（1855年）のように十字型ドームのプランで建てられた。[35] 1883年頃から、ヴァシル・ナヒルニはこれらの伝統的な形式をテオフィル・ハンセンのネオビザンチン様式と組み合わせ、「傘型ドーム、柱廊玄関、多連窓、アーケード付きフリーズのモチーフを借用」し始めた。彼はガリツィアに200以上の教会を建て、他の建築家の作品に影響を与えるほどにギリシャカトリック教会の統一性を確立した。例としては、彼が建てたクルィウフカ（1895年）とノヴィ・ルブリニェツ（1898年）のギリシャカトリック教区教会が挙げられる。[36]より独創的なデザインを求めて、ズニエシニエの教会建設委員会は、 1897年にクロスドームの教区教会の建設をヴワディスワフ・ハリツキ[に依頼した。[37]
サンクトペテルブルクの聖イサアク大聖堂は、1842年にヨーロッパ最大級のドームを持つ大聖堂として建てられた。鋳鉄製のドームは幅が約26メートルあり、ロンドンのセントポール大聖堂を彷彿とさせる鉄製のトラスを備えた技術的に高度な三重殻設計であった。[38]大聖堂の設計は1815年のナポレオン敗北後に開始され、フランス人建築家に委ねられたが、建設は遅れた。ドームは当初石造りとして設計されていたが、代わりに鋳鉄が使用された。[6]
ポツダムの聖ニコラス教会のドームも、オリジナルの設計者が訪れたパリのサン・ポール大聖堂のドームやパンテオンのドームを彷彿とさせるもので、1843年から1849年にかけて建物に増築された。 [39] 1830年の後期新古典主義のオリジナルの設計では、ドームは木造の建築としての可能性として考慮されていた。後の建築家は代わりに鉄を使用した。[40]
鉄骨フレームのドームの他の例としては、1863年にシュヴェドラーが設計したベルリンのシナゴーグや、1907年にミュラー・ブレスラウが設計したボーデ美術館のドームなどがある。 [41]
ロンドンのロイヤル・アルバート・ホールの錬鉄製のドームは、建築家ヘンリー・ヤング・ダラコット・スコットの楕円形の計画とローランド・メイソン・オーディッシュの構造設計に基づいて1867年から1871年にかけて建設された。バーミンガムの以前のニュー・ストリート駅に使われていたものと同様の湾曲したトラスが使用され、中央にドラムが挿入されている。楕円形のドームのスパンは66.9メートル×56.5メートルである。[42]
パリの聖オーガスティン教会の錬鉄製のドームは1870年に建てられ、25.2メートルの幅があります。エルサレムの聖墳墓にも錬鉄製のドームが1870年に建てられ、23メートルの幅がありました。[43]
イタリアのノヴァーラにあるサン・ガウデンツィオ大聖堂（1577年着工）のドーム屋根は、1844年から1880年にかけて建設された。建築家が建設中に修正を加えた結果、当初は高さ42.22メートルのドラム型屋根、半球形のドーム、ランタン型の屋根になる予定だったものが、重ね合わせた2つのドラム、尖塔状のドーム、高さ30メートルの尖塔（117.5メートル）の構造に変わった。[44]イタリアのトリノにあるモーレ・アントネリアーナも設計した建築家アレッサンドロ・アントネッリは、新古典主義の形態とゴシック様式の垂直性の強調を組み合わせた。[45]
1881年から1882年にかけて、イギリスのデヴォンシャー王立病院の円形の中庭に、直径156フィートの大きなドームが建てられました。[46]このドームには、対角線のつなぎ目がなく、放射状のトラスリブが使用されていました。[41]
パヴィア大聖堂のドームは1488年に着工され、教会のバシリカ設計に八角形の大きなドームが組み合わされて完成しました。[47]
商業ビル
フランスの鉄生産はイギリスより遅れていたが、政府は国内の鉄産業の発展を熱心に推進していた。1808年、ナポレオン政府はパリのアル・オー・ブレ穀物倉庫の焼け落ちた木製のドームを鉄とガラスのドームに取り替える計画を承認した。これは「ドームにガラスを入れた金属の最初の例」である。ドームの直径は37メートルで、51本の鋳鉄のリブが、ガラスと錬鉄の天窓を含む幅11メートルの錬鉄の圧縮リングに収束していた。ドームの外側は銅で覆われ、1838年の改修時にドームの底部近くに窓が増設され、より多くの光が入るようになった。[48]鋳鉄のドームはフランスで特に人気があった。[49]
アメリカ合衆国では、1815年にボルチモア証券取引所と税関の建設が、目立つ中央ドームを特徴とする設計でベンジャミン・ヘンリー・ラトローブとマクシミリアン・ゴドフロイに委託された。ドームの設計は建設中に変更され、高いドラムを追加して高さを115フィートに上げ、1822年に完成した。フェデラル・ヒルの天文台からの信号はドーム内の観測所で受信され、商船の到着を早期に知らせた。建物は1901年から1902年にかけて取り壊された。[50]
1847年から1849年にかけてジェームズ・バニングが設計したロンドンの石炭取引所には、32本の鉄骨を一体鋳造した幅18メートルのドームがあった。この建物は1960年代初頭に解体された。[51]
1862年にはロンドン国際博覧会ビルに48.8メートルの大きな仮設ドームが建てられた。[43] 1862年にカスバート・ブロドリックが建てたリーズ・コーン・エクスチェンジは、長さ38.9メートル、幅26.7メートルの楕円形の平面ドームを特徴とし、長軸に沿って両端から放射状に伸びる錬鉄製のリブと、短軸にまたがる他のリブが互いに平行に走り、格子模様を形成している。[42]
ミラノのヴィットーリオ・エマヌエーレ2世のガッレリアやナポリのウンベルト1世のガッレリアのような精巧な屋根付きショッピングアーケードには、交差点に大きなガラス張りのドームが設けられていた。 [52] [53]ヴィットーリオ・エマヌエーレ2世のガッレリア（1863-1867）のドームは地上145フィートの高さにそびえ立ち、サン・ピエトロ大聖堂のドームと同じスパンを持ち、2つの屋根付き通りの交差点にある八角形の空間に16本の鉄のリブが付いている。統一イタリアの初代国王にちなんで名付けられた。[53]
ライプツィヒの中央市場ホールは、 1883年にアウグスト・フェップルが開発した「格子ドーム」屋根システムを初めて採用して1891年に建てられました。ドームは不規則な五角形の平面を覆い、幅約20メートル、高さ6.8メートルでした。[13]
ウラジミール・シューホフは、後にグリッドシェル構造と呼ばれるようになる構造の先駆者であり、1897年に全ロシア産業芸術博覧会のドーム型展示パビリオンにそれを採用した。[54]
シドニーのクイーン・ビクトリア・ビルディングのドームは、放射状の鋼鉄リブと冗長な斜めの支柱を使用して20メートルのスパンを実現している。 1898年に完成した当時、南半球最大のドームと言われた。[41]
温室と温室
1820 年直前から数十年間、太陽光線との直交性を最大限に高めるため、湾曲した屋根を持つ鉄とガラスの温室が人気を博したが、ドームを持つものはごくわずかだった。シオン パークの温室は最も初期の温室の 1 つで、チャールズ ファウラーによる 1820 年から 1827 年にかけて建設された 10.8 メートルのスパンの鉄とガラスのドームが含まれていた。ガラス板は、23 本の鋳鉄製の主リブの間にある銅または真鍮のリブで接合されたパネルに取り付けられている。別の例としては、ヨークシャーのブレトン ホールの温室がある。これは 1827 年に完成したが、所有者の死去に伴い 1832 年に取り壊された。中央の 16 メートル幅のドームは、薄い錬鉄製のリブと、鋳鉄製のリングと鉄の柱の上に置かれた狭いガラス板で構成されていた。ガラスは鉄製のリブの横方向の支えとして機能した。[55]
ブライトンのアンセウムは1833年に高さ50メートルの世界最大のスパンのドームを持つ予定だったが、足場が撤去された際に円形の鋳鉄製ドームが崩壊した。[56]この建物は園芸家ヘンリー・フィリップスのために建てられた。[57]
地面からまっすぐに伸びるユニークなガラスのドームは、キュー庭園のパームハウス（1844-48年）やブリュッセル近郊のラーケンウィンターガーデン（1875-1876年）などの温室やウィンターガーデンに使用されました。 [58]ラーケンドームは、円柱の上に置かれた円形の建物の中央40メートルに渡っています。1865年に建てられたキブル宮殿は、1873年に拡大され、幅16メートルの中央ドームと円柱が建てられました。リバプールのセフトンパークのパームハウスには、幅16メートルの八角形の中央ドームがあり、1896年に完成しました。[59]
図書館
バージニア大学のドーム型円形建築はトーマス・ジェファーソンによって設計され、1836年に完成した。[32]
大英博物館図書館は1854年から1857年にかけて、博物館の建物の中庭に新しい閲覧室を建設した。パンテオンにヒントを得た直径約42.6メートルの円形の部屋の上には、底部に窓の輪、上部にオクルスがあるドームが建てられていた。隠された鉄のフレームが張り子の吊り天井を支えていた。 [ 60]
パリのビブリオテーク・アンペリアルの閲覧室用に、アンリ・ラブルストは1858年にイギリスの閲覧室に似た中央に光源が1つある鉄で支えられたドーム天井を提案したが、読書者に十分な光が届かないという懸念から設計を変更した。1869年に完成した設計は、それぞれにオクルスがある9つのドームのグリッドで、16本の細い鋳鉄の柱で支えられており、そのうち4本は中央のドームの下で自立していた。[61]鉄のアーチで支えられたドーム自体は、厚さ9ミリの白いセラミックパネルで覆われていた。[62]
名高い大英博物館の閲覧室に触発され、カナダ初の鉄製ドームが1870年代初頭にオタワの国会議事堂図書館の閲覧室の上に建てられました。大英博物館の閲覧室とは異なり、1876年に開館したこの図書館はゴシック様式を採用しています。[63]
議会図書館のトーマス・ジェファーソン・ビルのドームも大英博物館の閲覧室のドームにヒントを得て、1889年から1897年にかけて古典的なスタイルで建てられた。幅は100フィート、8本の支柱で床から195フィートの高さにそびえている。ドームの外観は比較的低く、近くにある米国議会議事堂のドームを覆い隠さないようにしている。[64]
ボストン公共図書館（1887-1898）にはラファエル・グアスタヴィーノによるドーム天井がある。[65]
政府機関の建物
1816年から1819年にかけて建設されたニューハンプシャー州議事堂は、金色の鷲が飾られたドームが特徴的であった。1864年に建物の規模を2倍にするプロジェクトが行われた後にドームが交換されたとき、鷲は新しいドームに移された。[66]
ジョージ・ワシントンが承認したアメリカ合衆国の国会議事堂の設計には、パンテオンをモデルにした低い外観のドームが含まれていた。その後の設計修正により、八角形のドラムの上に隆起した外部プロファイルを備えた二重ドームとなり、建設は1822年まで開始されなかった。内部のドームは、上部3分の1が木造であったことを除き、石とレンガで造られた。外部のドームは木造で、銅板で覆われていた。[67]ドームと建物は、1829年にチャールズ・ブルフィンチによって完成された。[68]
米国の50 の州議会議事堂やドームのある州議事堂のほとんどは、二院制議会を採用しているため、中央の円形ホール、つまり人民のホールを覆っています。スティーブン ヒルズがハリスバーグで設計したペンシルベニア州議事堂は、その後州議事堂の特徴となるすべての要素 (ドーム、円形ホール、柱廊玄関、2 つの議事堂) を組み合わせた最も初期のものです。国会議事堂の設計と同様に、この設計は正式なコンペで選ばれました。[69]初期のドーム型州議事堂としては、ノースカロライナ州（ウィリアム・ニコルズによる改築）、アラバマ州（タスカルーサ）、ミシシッピ州、メイン州（1832年）、ケンタッキー州、コネチカット州（ニューヘイブン）、インディアナ州、ノースカロライナ州（再建されたもの）、ミズーリ州（ヒルズのハリスバーグ設計に非常に似ている）、ミネソタ州（後に再建）、テキサス州、バーモント州（1832年）の議事堂がある。[70]
アメリカ合衆国議会議事堂の現在のドーム屋根は白く塗られ、石造りの建物の頂上にあるが、鋳鉄製である。ドーム屋根は1855年から1866年にかけて建てられ、1824年に銅の屋根が付けられた下部の木造ドームを置き換えたものである。 [71]ドームの直径は30メートルである。[49]このドーム屋根は、アメリカで最初の鋳鉄製ドーム屋根を持つ旧セントルイス郡裁判所の完成からわずか2年後に完成した。 [72]議事堂のドーム屋根の初期のデザインは、ヨーロッパの教会のドーム屋根、特にロンドンのセントポール大聖堂、ローマのサンピエトロ大聖堂、パリのパンテオン、パリのアンヴァリッド、サンクトペテルブルクの聖イサアク大聖堂の影響を受けていた。 [73]建築家トーマス・U・ウォルターは、パリのパンテオンをモデルに二重ドームの内装を設計した。[71]
アメリカ合衆国の州議事堂や郡庁舎のドーム建築は、南北戦争から第一次世界大戦までの期間に盛んに行われた。 [74] 1864年から1893年の間に建てられた議事堂のほとんどは、その都市のランドマークであり、金箔のドームを備えていた。[75]金ぴか時代の例としては、カリフォルニア、カンザス、コネチカット、コロラド、アイダホ、インディアナ、アイオワ、ワイオミング、ミシガン、テキサス、ジョージアの各州が挙げられる。[76]アメリカの州議事堂のドームの多くは、19世紀後半から20世紀初頭にかけてアメリカン・ルネッサンス様式で建てられ、記念スペースとして一般に公開されているロタンダを覆っている。例としては、インディアナ州議事堂、テキサス州議事堂、ウィスコンシン州議事堂などがある。[77]アメリカン・ルネッサンス様式の州議事堂には、ロードアイランド州やミネソタ州の州議事堂も含まれる。[76]
1883年から1893年にかけて新ドイツ帝国の議会を収容するために建設された国会議事堂には、ルネッサンスとバロックの要素が混在する珍しい建築様式の一部として、鉄とガラスでできたドームが含まれていた。物議を醸したのは、高さ74メートルのドームが市内の皇居のドームより7メートルも高いことだったため、皇帝ヴィルヘルム2世から批判を浴びた。[78]ヘルマン・ツィンメルマンは1889年に建築家パウル・ワロットを助け、本会議場の上のドームの空間的枠組みを考案した。これは「ツィンメルマン・ドーム」として知られている。[13]
ハンガリー国会議事堂はゴシック様式で建てられたが、1882年の設計コンペの応募作品のほとんどはネオルネッサンス様式を採用しており、ドーム型の中央ホールがある。尖塔を載せた大きなリブ付きの卵形のドームは、ウィーンのマリア・フォン・シーゲ教会のドームに影響を受けたものである。[79]高さ96メートルの鉄骨構造の16面の外殻と、16本の石柱で支えられた星型の内殻を持つ。ドームホールにはハンガリーの戴冠冠や君主や政治家の彫像が展示されている。ドームの構造は1895年末までに完成した。[80]
工業ビル
「最初の完全に三角形のフレームドーム」は、1863年にベルリンでヨハン・ヴィルヘルム・シュヴェドラーが帝国大陸ガス協会のガス貯蔵タンクに建てたもので、20世紀初頭までに、同様の三角形のフレームドームはかなり一般的になっていました。[81] [54]シュヴェドラーは、1876年から1882年にかけて、ベルリンのガス貯蔵タンクに54.9メートルのスパンの錬鉄製ドームを3つ建てました。そのうちの1つが現存しています。1885年以降、ライプツィヒのガス貯蔵タンクに、また1890年代には鉄鋼を使用して、同様のシュヴェドラー型ドームが6つ建てられました。従来の鉄骨を使用する代わりに、ドームは、格子状のシェルにピンジョイントで接続された短くまっすぐな鉄棒のより薄い配列で構成され、軽い鉄棒でクロスブレースが提供されています。[82]
墓
ニューヨーク市にあるグラント墓地のドーム屋根は1890年にラファエル・グアスタヴィーノによって建てられた。 [65] [83]
20世紀
開発
20世紀に建てられたアメリカの州議事堂のドームには、アリゾナ州、ミシシッピ州、ペンシルベニア州、ウィスコンシン州、アイダホ州、ケンタッキー州、ユタ州、ワシントン州、ミズーリ州、ウェストバージニア州のものがあります。ウェストバージニア州議事堂は最後のアメリカン・ルネッサンス様式の議事堂と呼ばれています。[84]
「建築ディテールの幾何学化」を特徴とする初期モダニズム建築には、スロバキアのチェメルネ（1905-1907年）とヤクバニ（1911年）のドーム型ギリシャカトリック教区教会が含まれる。[85]ヤロスワフにあるヤロスワフのギリシャカトリックの変容教会（1902-1907年）とポーランドのスロフフにある聖ミカエル大天使教会（1912-1914年）は第一次世界大戦とハプスブルク家の崩壊によってその努力は中断された。[86]
リブ付きの薄壁シェルの木製ドームは、1930年代まで作られていました。[87]第二次世界大戦後、アリゾナ州フラッグスタッフにある直径100メートルのスカイドームなど、格子模様の木製支持構造を持つドームを作るために、防水レゾルシノール接着剤で作られた鋼鉄と木製の積層構造部材が使用されました。[88]接着積層木構造は、1983年に160メートルのタコマドーム、1990年に160メートルのスペリオルドーム、1997年に178メートルのニプロハチ公ドームを作るためにも使用されました。[89]
独立型ドーム構造は、20世紀に公共施設を収容するために使用されました。[90]ジョン・フィッツパトリックが冬季道路サービスの砂と塩を保管するための安価な構造として設計した「フィッツパトリック・ドーム」は、世界中の国々で使用されています。[91] [92]最初のドームは1968年に建設されました。 [92]ドームは20面あり、通常、直径100フィート、高さ50フィート強です。円錐形は、湿った砂の山の45度の傾斜に合わせるように設計されています。ドームはコンクリートの基礎の上に建てられ、アスファルトシングルで覆われています。[93]
グアスタヴィーノタイル
グアスタビノ家は、アメリカ東海岸で父と息子のチームを組んで働いていたが、19世紀後半から20世紀初頭にかけて、ノースカロライナ州アッシュビルのセントローレンス大聖堂やペンシルベニア州フィラデルフィアの聖フランシス・デ・セールス・ローマカトリック教会のドームなど、何百もの建物にタイルを何層にも重ねてヴォールトを建てた。 [94]ニューヨーク市のセントジョンザディバイン大聖堂のクロッシングの上のドームは、1909年に息子によって建てられた。部分的に球形のドームで、コンクリートに埋め込まれた鋼棒が拘束リングの役割を果たす、融合したペンデンティブの頂上から直径30メートルの大きさである。平均厚さはスパンの1/250で、鋼棒もペンデンティブに埋め込まれており、ドームは「鉄筋コンクリートの現代のシェル構造を先取りしていた」[5] 。
鉄筋コンクリート
鋼鉄とコンクリートで造られたドームは、非常に大きなスパンを実現できました。[49] 1911年に建てられたメルボルン公共図書館閲覧室のドームは、おそらく大英博物館にヒントを得たもので、直径が31.5メートルあり、センテニアル・ホールが完成するまで、一時的に世界で最も幅の広い鉄筋コンクリートのドームでした。[6]センテニアル・ホールは、ナポレオン蜂起100周年を記念して、1911年から1913年にかけてドイツのブレスラウ（現在のポーランド）に鉄筋コンクリートで建てられました。幅213フィートの中央ドームを階段状の垂直窓のリングで囲んだこの建物は、この種の建物としては世界最大のものでした。[95]完全に鉄筋コンクリートで造られたリブ付きドームの他の例としては、ロンドンのウェストミンスターにあるメソジスト・ホール、アウクスブルクのシナゴーグ、ボーフムのオルフェウム劇場などがあります。[6] 1928年にデッシンガーとリッターが設計したライプツィヒ・マーケットホールには、幅82メートルのドームが2つありました。[49]
薄いドーム状のシェルは、1920年代初頭にドイツのイエナで2つのドームが建設されたことでさらに発展しました。堅牢なプラネタリウムのドームを建設するために、ヴァルター・バウアースフェルトは、軽量の鉄筋とメッシュで三角形のフレームを構築し、その下にドーム型の型枠を吊り下げました。型枠とフレームの両方にコンクリートの薄い層を吹き付けることで、幅16メートル、厚さ30ミリメートルのドームを作り上げました。2つ目のドームはさらに薄く、幅40メートル、厚さ60ミリメートルでした。[96]これらは、一般的に最初の近代建築の薄いシェルと見なされています。[97]これらは、最初のジオデシックドームと見なされています。[98]ミュンヘンのドイツ博物館のものを皮切りに、1930年までにヨーロッパでは最大幅30メートルのコンクリートシェルを使用したドーム型投影プラネタリウムが15基建設され、その年、シカゴのアドラープラネタリウムが西半球で最初のプラネタリウムとしてオープンした。[99]プラネタリウムのドームは投影のために半球面を必要としたが、20世紀のシェルドームのほとんどは材料費の削減、建設の簡素化、加熱する必要のある空気量を減らすために浅いものであった。[100]
インドでは、ニューデリーの総督官邸が1912年から1913年にかけてエドウィン・ラッチェンスによってドーム屋根で設計された。 [101]
厚い球殻の曲げ理論の方程式は1888年の一般方程式に基づいて1912年に発表されていたが、実際の設計作業には複雑すぎた。ドームのための簡略化された、より近似的な理論は1926年にベルリンで発表された。この理論は金属板モデルを使用してテストされ、ドーム内の膜応力は小さく、特に採光のために開口部を開けることができる上部では補強がほとんど必要ないという結論に達した。点支持部に集中する応力のみが強力な補強を必要とした。[100]初期の例では、露出した端を安定させるために比較的厚い境界桁を使用していた。別の安定化技術としては、これらの端に曲げを加えて補強するか、端と支持部付近の殻自体の厚さを増やすことなどがある。[102] 1933年から1934年にかけて、スペインのエンジニア兼建築家エドゥアルド・トロハはマヌエル・サンチェスとともに、スペインのアルヘシラスに薄い殻のコンクリートドームを備えたマーケットホールを設計した。浅いドームは幅48メートル、厚さ9センチメートルで、周囲の点で支えられています。[103] 1936年のベルリンオリンピックの屋内競技場では、幅35メートル、長さ45メートルの楕円形のコンクリートシェルのドームが使用されました。[104]
イタリアでは、20世紀前半に自給自足と世界大戦の需要により金属構造物の使用が減少した。[105]鉄鋼は1930年代に建築工事で広く使用されるようになった。[106]第二次世界大戦後の鉄鋼不足と、戦争中の激しい火災による露出した鉄鋼の被害に対する脆弱性が実証されたことが、1940年代後半からコンクリートの建築シェルの人気につながった可能性がある。1960年代には、溶接とボルト締めの技術が向上し、人件費が上昇したため、鉄骨構造がより経済的になった。[100]
1940年、カリフォルニアの建築家ウォレス・ネフは、帆布で膨らませたバルーンを型枠として使い、高さ30メートル（100フィート）のドームを建設した。バルーンは、湿らせて膨らませ、鉄筋を支え、その上に層状にコンクリートを吹き付けることによって気密性が確保された。この技術は、フロリダで「バブルハウス」を建設するために使用された。[107]
メキシコのフェリックス・カンデラの作品に関する1955年の記事によって普及した建築シェルは、1950年代から1960年代に全盛期を迎え、コンピュータと構造解析の有限要素法が広く採用される直前に人気がピークに達した。ドームの著名な例としては、幅49メートル、厚さ89ミリメートルの球形シェルを持つMITのクレスゲ講堂や、ピエール・ルイジ・ネルヴィが設計した幅59メートルのドームを持つパラッツェット・デッロ・スポルトがある。[108]
1955年から1957年にかけて建設されたベオグラード見本市メイン展示ホールのプレストレストコンクリートドームは、スパンが106メートルあります。ブランコ・ジェジェリが設計し、彼が開発したプレストレスシステムを使用しており、1965年まで世界最大のドームでした。ヨーロッパ最大のドームであり続けています。[109]
1960 年代、イタリアの建築家ダンテ ビニは、ナイロンで補強したネオプレン製の球状バルーンを使用した膨張式型枠システムを開発しました。まず、コンクリートの床スラブとリング ビームを流し込みました。リング ビームには、空気の入口と出口のための空間と、バルーン膜を所定の位置に保持する膨張式チューブが含まれていました。バルーンは、膨張していない状態で床スラブ上に配置され、リング ビームに固定され、バネで間隔を空けた補強バーがその上に置かれ、コンクリートが塗布され、PVCの外膜がコンクリートの上に置かれ、次にバルーンが膨張して材料がドーム形状に持ち上げられました。膨張後、ケーブルに接続されたローリング カートを使用してコンクリートが振動しました。乾燥後、バルーンを取り外し、ドアや窓用の開口部をドームから切り取ることができました。[107] [110]この「ビニシェル」システムは、1970年から1990年にかけて世界各国で直径12メートルから36メートルの楕円形断面のドーム1,500基以上を建設するために使用されました。例としては、マルバーンのエディンバラ・スポーツ・ドーム（1977年）やシドニーのアシュベリー・スクールのプロジェクトなどがあります。[110]
エルサレムの聖墳墓教会のドームは、1927年に地震、1934年に火災、1949年に火災に見舞われ、鉛の屋根が部分的に破壊された。[111] 1977年、地震と火災への耐性を高めるためにドームを改修することが決定された。英国の請負業者チームは、鋼鉄コネクタを使用して、1870年に作られた錬鉄製のアーチの外側に、厚さ115ミリメートルの鉄筋コンクリートのドームシェルを取り付けた。彼らはドームの総重量を100トン軽減し、シェルまたはアーチのどちらかがドームの総重量を独立して支えられるようにした。可燃性材料は使用されていない。外側は伝統的な手仕上げの鉛板で覆われた。内側は、錬鉄製のアーチに金属メッシュで取り付けられた厚さ25ミリメートルの漆喰層で覆われた。[112]
網状ドームと測地線ドーム
インディアナ州のウエスト・バーデン・スプリングス・ホテルは1903年に建てられ、世界最大のスパンのドームを有し、高さは200フィートである。金属とガラスの外壁は、温度変化による膨張と収縮を可能にするために、金属ローラーの上に置かれた鋼鉄のトラスで支えられていた。スパンではマックス・バーグのセンテニアル・ホールに抜かれた。[113]
構造的には、カイザードームのように表面の多角形が荷重を支える場合はジオデシックドームはシェルと見なされますが、点と点の部材が荷重を支える場合は空間グリッド構造と見なされます。 [114]溶接鋼管で作られたジオデシックドームは、1935年にローマ動物園の鳥類園用に作られました。[105]アルミニウムの網状ドームは、大きな寸法と短い建設時間を可能にし、スポーツアリーナ、展示センター、講堂、または保管施設に適しています。ドーム・オブ・ディスカバリー展示ホールは1951年にロンドンに建設されました。[115]これは当時世界最大のドーム型建物で、幅は365フィートでした。[116] [117]その他のアルミニウム製ドームには、幅61メートルのパリの「パラスポート」（1959年）や、幅125メートルのカリフォルニア州ロングビーチの「スプルース・グース・ドーム」などがあります。[115]
最初の例は25年前にヴァルター・バウアースフェルドによって建てられましたが、「ジオデシック・ドーム」という用語はバックミンスター・フラーによって造られ、1954年に特許を取得しました。ジオデシック・ドームは、レーダー囲い、温室、住宅、気象観測所に使用されています。[118]米国での初期の例としては、1953年のフォード・ロタンダの幅53フィートのドーム、1958年のユニオン・タンク車会社のバトンルージュ施設の直径384フィートのドームがあり、当時世界最大のクリアスパン構造でした。[119]カナダのケベック州モントリオールで開催されたエキスポ67の米国館は、鋼管とアクリルパネルで作られた幅76.5メートル、高さ60メートルのドームで囲まれていました。[120]他の例としては、 1975年から2003年まで使用されたアムンゼン・スコット南極基地や、2000年に建設された英国のエデンプロジェクトなどがある。[121]
「グリッドドーム」は、ほぼ直交する部材の構造グリッドを調整して二重曲面を作成するもので、1989年にドイツのネッカーズルムにある屋内プールの二重ガラスドームと、ドイツのハンブルクにあるハンブルク歴史博物館の中庭の単層ガラスドームを作成するために採用されました。[122]
167メートルの大阪ドームと187メートルのナゴヤドームは1997年に完成した。[89]
張力と膜
テンセグリティドームは、ケネス・スネルソンの構想に基づき、 1962年にバックミンスター・フラーが特許を取得した膜構造で、張力のかかった鋼鉄ケーブルで作られた放射状のトラスと、垂直の鋼管でケーブルをトラス状に広げた構造である。円形、楕円形、その他の形状に作られ、韓国からフロリダまでのスタジアムを覆っている。[123]最初の恒久的な空気支持膜ドームは、第二次世界大戦後にウォルター・バードが設計・建設したレーダードームであったが、万博のアメリカ館を覆うためにデビッド・ガイガーが設計した一時的な膜構造は画期的な建造物であった。ガイガーがパビリオンプロジェクトの予算を90%削減した解決策は、「超楕円形の周囲圧縮リングを採用した、ケーブルで拘束された低プロファイルの空気支持屋根」であった。非常に低コストであったため、テフロン加工のグラスファイバーを使用した恒久的なバージョンが開発され、15年以内に世界中のドーム型スタジアムの大半がこのシステムを採用しました。これには、1975年にミシガン州ポンティアックに建設されたシルバードーム（高さ168メートル）も含まれます。 [124] [89]その他の例としては、1982年に建設されたヒューバート・H・ハンフリー・メトロドーム（高さ180メートル）、1983年に建設されたBCプレイス（高さ190メートル）、1988年に建設された東京ドーム（高さ201メートル）などがあります。[89]このようなドームの拘束ケーブルは、標準的なグリッドで発生する周囲のたるみを避けるために斜めに敷設されています。[125]
張力膜の設計はコンピュータに依存しており、高性能コンピュータの利用可能性が高まったことにより、20 世紀最後の 30 年間に多くの開発が行われました。[126]天候により空気支持屋根が収縮したため、デイビッド・ガイガーは改良型、より剛性の高い「ケーブルドーム」を開発しました。これは、空気支持ではなく、フラーのテンセグリティとサスペンションの考えを取り入れたものです。[127] [125]彼がフロリダ州セントピーターズバーグに建設した例は、230 メートルに及びます。[128]これらのドームのいくつかに見られるプリーツ効果は、膜を張った状態に保つために、トラスを形成するケーブルの間に下部の放射状ケーブルが伸びているためです。使用されている軽量膜システムは、外側の防水グラスファイバー、断熱材、蒸気バリア、そして音響断熱層の 4 つの層で構成されています。これは半透明で、ドームの下でのほとんどの日中の照明のニーズを満たすのに十分です。最初の大スパンの例は、1986年にオリンピック用に建設された韓国のソウルの2つのスポーツアリーナで、1つは幅93メートル、もう1つは幅120メートルでした。1992年に楕円形の平面で建設されたジョージアドームは、代わりに「テンスタードーム」として特許を取得したシステムの三角形のパターンを使用しています。 [129]日本では、高さ49メートル、直径143メートルの出雲ドームが1992年に建設されました。PTFEコーティングされたガラス繊維布を使用しています。[130]半透明の膜の代わりに剛性のあるスチールフレームパネルを屋根として使用した最初のケーブルドームは、1994年にノースカロライナ州の運動センターで始まりました。[ 131 ]ミレニアムドームは、直径320メートルの世界最大のケーブルドームとして完成し、膜を貫通する12本のマストからケーブルが下方に伸びる、異なる膜支持システムを使用しています。[128]
開閉式ドームとスタジアム
剛性の高い大スパンのドームは高価であるため、比較的まれであるが、剛性のある可動パネルは、開閉式屋根を備えたスポーツスタジアムの最も一般的なシステムである。[125] [132]ピッツバーグのシビックアリーナは、 1961年に市のシビックライトオペラのために完成した当時、 126メートルのスパンで世界最大の開閉式ドームを備えていた。8つのセクションのうち6つは、3分以内に他の2つのセクションの後ろで回転することができ、1967年にはピッツバーグペンギンズのホッケーチームの本拠地となった。[133]
イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校のアセンブリー・ホール・アリーナは、400フィートのスパンを持つコンクリートのソーサー・ドームを備えて1963年に完成した。ドームの縁は、600マイルを超える鋼鉄ケーブルでポストテンション加工されていた。 [134]最初のドーム型野球場であるテキサス州ヒューストンのアストロドームは、 4,596個の天窓を備えた幅641フィートの剛性のある鋼鉄ドームを備えて1965年に完成した。他の初期の剛性スタジアムドームの例には、ニューオーリンズの鋼鉄フレームのスーパードームやシアトルのセメントのキングダムがある。 [125]ルイジアナのスーパードームは、スパンが207メートルである。[135]ストックホルムの1989年のエリックソン・グローブはアイスホッケー用のアリーナで、直径110メートル、高さ85メートルで世界最大の半球形の建物の称号を得た。[136]
モントリオールのオリンピックスタジアムは1988年に開閉式の膜屋根を採用したが、何度も破れたため非開閉式の屋根に交換された。トロントのスカイドームは1989年に4つの部分からなる固定システムでオープンした。1つは固定、2つは水平にスライド、そして1つは213メートル幅のスパンの端に沿って回転する。日本では、1993年の福岡ドームは高さ222メートルのドームを3つの部分から構成し、そのうち2つは3つ目の部分の下で回転する。[137]
21世紀
スポーツスタジアム、展示ホール、講堂の上に建てられる現代のドームの多様性は、鉄鋼、鉄筋コンクリート、プラスチックなどの材料の発達によって可能になった。[138]デパートや「未来的なビデオホログラムエンターテインメントセンター」の上に建てられるドームには、さまざまな非伝統的な材料が使われている。[139]数値制御機械、コンピューター設計、仮想再構成、工業用プレファブリケーションを統合した設計プロセスの使用により、マッシミリアーノ・フクサスが設計した2004年のナルディーニ社の生産地区の楕円形の泡のような複雑な形状のドーム形状の作成が可能になった。[140]
2001年に大分スタジアムが建設され、ほぼ固定式の半球形の屋根は幅274メートルで、中央から反対側にスライドできる2つの大きな膜で覆われたパネルが付いています。[137]札幌ドームは2001年に完成し、スパンは218メートルです。[89]シンガポールの国立競技場は2014年に完成し、スパンは310メートルで世界最大のドームです。この競技場は、ポストテンション方式のコンクリートリングビームを使用して鋼製トラスを支え、ドームのセクションの2つの半分を引き込むことができます。[141]
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