כיפה (מבנה)

כיפה

כיפה היא מעטפת דקה בצורת חצי‑כדור המשמשת לקירוי של חללים. יש כיפות הקרובות לצורת חצי‑כדור, ויש כיפות בסגנונות וצורות שונות שנוצרו בהיסטוריה. כיפות נמצאות בעיקר בקירות חללים מרכזיים וחשובים, כמו בתי תפילה, מסגדים, כנסיות ובנייני ציבור כגון ספריות, בתי מחוקקים ואולמות כנסים.

עקרון הפעולה של הכיפה דומה לקשת, אבל בשלושה ממדים. הכיפה מפזרת עומסים כלפי בסיס המעגל. בחלקה העליון של הכיפה פועלים בעיקר מאמצי לחיצה (כוחות דוחסים). בחלקה התחתון מופיעים גם מאמצי מתיחה (כוחות שמושכים), שנוטים לגרום לפישוק או לסדיקה במישור האופקי. המעבר מלחיצה למתיחה קורה בכל כיפה בגובה יחסי מסוים, בזווית קבועה סביב 51.83 מעלות יחסית לציר האנכי. כדי להתמודד עם מאמצי הפישוק פותחו סגנונות מבניים שונים וחיזוקים מגוונים.

אדם בנה כיפות מאז הפרה‑היסטוריה. הדוגמה הקדומה ביותר הידועה היא ארבעה מבני כיפה קטנים שעשויים מעצמות וניבים של ממותה, שנתגלו באזור מזריטש שבאוקראינה ומתוארכים לכ־19,280, 11,700 לפני הספירה. במאות האחרונות לפנה"ס ובאלפי השנים שאחריה השתמשו תרבויות רבות בחומרים מקומיים לבניית כיפות פשוטות, כמו ויגוואאם, איגלו ובתים מכוסים בעיגולים של אדמה או בוץ.

הרומאים פיתחו כיפות קשיחות אמיתיות בתחילת המאה ה‑2 לספירה, כשהשתמשו בחומרי מליטה דמויי־בטון והיצקה על טפסות עץ. דוגמה בולטת היא הפנתיאון ברומא, שהושלם ב‑125 לספירה וכיפתו בקוטר כ‑43 מטר עומדת שלמה עד היום. הביזנטים פיתחו רעיונות חדשים לבניית כיפה מעל חללים מרובעים, באמצעות פנדנטיבות.

במהלך ימי הביניים ההתפתחויות המשמעותיות הגיעו במזרח התיכון ובאדריכלות האסלאמית. הרנסאנס באירופה השיב את השימוש בכיפות והציג טכניקות חדשות, ובמאה ה‑19 וה‑20 נוספו חומרים וטכנולוגיות אירוקות־יותר שאיפשרו צורות חדשות.

יש סוגים רבים של כיפות. להלן כמה מרכזיים:

כיפה מונוליטית היא כיפה שנבנית כגוש אחד מחומר מליטה, כמו בטון. בנייה זו מושגת בדרך כלל על ידי יציקה על טפסות. כיפות מונוליטיות פועלות בפשטות וביעילות מבחינה מבנית, ורבות מהכיפות בעולם שייכות לקטגוריה זו.

פנדנטיבה (פנדנטיבה = משטח קעור שעוזר לעבור מריבוע למעגל) היא המצאה ביזנטית שמאפשרת לבנות כיפה מעל ארבעה עמודים ולכסות חלל מרובע. לעיתים בונים ביניהם "תוף" גלילי שמרים את הכיפה ומאפשר חלונות ותאורה.

כיפת בצל נראית כמו בצל מחודד. היא נפוצה בכנסיות רוסיות ובאדריכלות אסלאמית בפרס והודו. צורתה החדה עזרה להפחית הצטברות של שלג. בחזית כנסיות רבות רואים קבוצת כיפות בגדלים שונים, לעיתים זהובות או צבעוניות.

קופולה (Cupola) היא כיפה מעוטרת שמופיעה בראש מבני ציבור גדולים. לעתים יש שתי שכבות: פנים סדור ועיטור חיצוני שונה. בין השכבות לעיתים יש חלל וטיפוס אל ראש הכיפה, שמכונה Belvedere או Widow's Walk בשפות זרות. דוגמה חשובה היא סנטה מריה דל פיורה בפירנצה, שנבנתה בידי פיליפו ברונלסקי ומסמלת קפיצת טכנולוגיה בבניית כיפות.

כיפה גאודזית (גאודטית) בנויה מרשת מוטות ישרים היוצרת משולשים. ככל שיש יותר משולשים, צורת הכיפה קרובה יותר לכדור. החוזק נובע מהצורה והחלוקה למשולשים. בקמינסטר פולר פותחה השיטה בראשית שנות ה‑40. דוגמה מודרנית היא ה"ביוספירה" של מונטריאול (אקספו 67') ויש גם את המבנה באפקוט, שנבנה מ־11,520 משולשים.

כיפות סימלו לעתים קרובות את השמים, שלמות ונצחיות. בחיבור הכיפה המעגלית עם בסיס ריבועי ראו תרבויות סימבול נוסף של חיבור בין שמים וארץ. מסורות קבורה כיפתיות התקיימו מאז התקופה הפרה‑היסטורית ועד התקופות הקלאסיות.

בתקופה המודרנית נוצרים סוגים רבים של כיפות בטכנולוגיות מתקדמות. דוגמאות כוללות סופרדומים לאירועי ספורט, כיפות בבנייה ציבורית ומתקנים אדריכליים המשלבים חומרים קלים, רשתות מתכת ובטון מזוין.

כיפה

כיפה היא גג בצורת חצי‑כדור. היא מכסה חדרים גדולים וחשובים. כיפות נראות בכנסיות, במסגדים ובבנייני ממשל.

כיפה עובדת כמו קשת מסתובבת בשלושה ממדים. בחלקה העליון הכיפה נדחסת (לחיצה = כוחות דוחסים). בחלקה התחתון יש גם כוח שמושך (מתיחה = כוחות שמושכים). הכוחות האלה יכולים לגרום לסדקים, לכן מהנדסים מחזקים את הכיפה.

אנשים בנו כיפות כבר לפני אלפי שנים. נמצאו כיפות קטנות מעצמות ממותה במזריטש שבאוקראינה. הרומאים בנו כיפות מבטון. דוגמה ידועה היא הפנתיאון ברומא, עם כיפה בקוטר כ‑43 מטר.

הביזנטים המציאו דרך לשים כיפה מעל חדר מרובע, בעזרת פנדנטיבה. ברנסאנס האיטלקי חידש ברונלסקי את בניית הכיפה בפירנצה.

יש כיפות מונוליטיות, שנבנות כגוש אחד בבטון. יש כיפות בצורת בצל. כיפת בצל נפוצה בכנסיות רוסיות ובמבנים אסלאמיים. יש כיפות עשויות מרשת משולשים בשם כיפה גאודזית. כיפה כזו עשויה ממוטות שיוצרים משולשים.

כיפה גאודזית פותחה על ידי קמינסטר פולר. דוגמה היא ה"ביוספירה" של מונטריאול מאקספו 67'. גם באפקוט יש כיפה גאודזית גדולה.

כיפות סימלו את השמים ואת שלמותהן. בחלקים רבים של העולם בנו כיפות לקבורת אנשים ולמבנים חשובים.