La construcción de la cúpula conllevaba dos grandes problemas: se debía construir sin usar cimbra por requerirse una cantidad de madera descomunal; y había que encontrar la solución para que los empujes horizontales no superaran la capacidad del cimborrio, que ya estaba construido y era muy esbelto.
Filippo Brunelleschi encontró la solución para ambos problemas:
1º combinó arcos verticales al estilo gótico con otros horizontales, formando un entramado espacial enorme, y
2º encontró la solución durante su estancia en Roma, estudiando el Panteón de Agripa y demás cúpulas romanas construidas antes de la caída del Imperio Romano.
Durante 1410 y 1413, se levantó un tambor sobre la abertura que se había dejado años anteriores de forma octogonal, quedando así una altura desde el suelo hasta la altura del arranque de la cúpula de 54 metros , estando al mando del proyecto por Juan Lapo Ghini.
La cúpula posee dos láminas y un espacio de unos El sistema de armado posee 24 nervios de mármol, 8 en las esquinas y 16 en los lados. Los nervios de esquinas tienen un espesor de unos 4’25 metros en la cara exterior, y entre cada nervio de esquina existe 2 nervios por lado de 2’40 metros de espesor. Todos los nervios están rodeados por 6 cercos de bloques de piedra, unidos por llaves de hierro recubiertas de estaño.
Cada Lo más fascinante es que Brunelleschi introdujo en la cúpula el aparejo de “espina de pez”, que no se había vuelto a ver desde la caída del Imperio. Este aparejo se basaba en la colocación de los ladrillos en ángulos, colocación y fricción. Antiguamente se usaba para decorar, no tenía misión estructural. Se colocan los ladrillos en diagonal, uno corto entre dos más largos, y lo que hace es repartir el peso horizontalmente para evitar que la cúpula se derrumbe. Y para evitar el efecto contrario, que los ladrillos se saliesen hacia fuera, se dispuso los nervios que abrazaban la cúpula de forma horizontal, actuando como contrafuertes invisibles.
Como punto final, Brunelleschi tuvo que idear dos máquinas de las que se serviría para elevar y manipular con cuidado los materiales a tal altura. La cabría reversible era un mecanismo de ruedas dentadas que servía para subir y bajar la carga, las ruedas eran giradas por animales. Lo que la hace especial es una polea que tenía, la cual cambia automáticamente el sentido de la marcha de adelante a atrás, y de arriba abajo, entonces no hacía falta darles la vuelta a los animales que giraban las ruedas, ahorrando así muchas horas a lo largo de una jornada. Y el “Castèllo” era una grúa de base circular que se usaba para desplazar el peso horizontalmente mediante una viga de madera con poleas, y contrapeso colocado en su parte posterior.
En conclusión, Brunelleschi estudió la arquitectura del pasado, recopiló ideas durante su estancia en Roma, estudió en profundidad el por qué se usaban esos sistemas estructurales. El Renacimiento comenzaba dejando como gran símbolo Santa María del Fiore.
