مهندسی سنگ  از عصر امپراتوری روم تا بحال

فیلیپو برونلسکی ( Filippo Brunelleschi )  بود که با مطالعه‌ای دقیق از معماری روم و سیستم‌های طاق‌زنی گوتیک، راه‌حلی یافت. او گنبدی عظیم و نوک‌تیز با دهانه‌ای به قطر ۴۵ متر از داخل و ۵۵ متر از خارج پیشنهاد کرد که بر اساس ساختار طاق‌های سنگی گوتیک استوار بود. با این حال، ابعاد و وزن بسیار زیاد، او را مجبور کرد تا سیستمی سبک‌وزن را با ترکیب مصالح گوناگون طراحی کند تا عملکرد درستی داشته باشد. برونلسکی همچنین برای ممکن کردن پروژه، می‌بایست سیستم‌های نوآورانه‌ای برای داربست‌بندی و نصب سنگ‌ها ابداع می‌کرد. ( شکل 7 )

راه‌حل او، طراحی گنبدی دوپوسته بود. پوسته داخلی به گونه‌ای ساخته شد که بتواند به تنهایی وزن خود را تحمل کند. این سیستم با به کارگیری چیدمان آجرها به روش «خاجی» یا «بافت خوشه‌ای» که رومیان باستان از آن استفاده می‌کردند، در مرحله‌ای پیاپی ممکن شد. همزمان با بالا بردن پوسته داخلی، حلقه‌هایی از چوب و نوارهایی از سنگ و آجر با زنجیرهای فلزی درون‌کار در آن تعبیه شد. این حلقه‌ها مانند کمربندهایی عمل می‌کردند که نیروهای رانشی ناشی از تمایل گنبد به باز شدن تحت وزن خود را مهار می‌نمودند.

سیستمی از قاب‌های عمودی و کمربندهای افقی نیز امکان ساخت جداگانه پوسته بیرونی گنبد را فراهم می‌آورد و در عین حال، فضای لازم برای دسترسی به نوک گنبد را ایجاد می‌کرد. این نوآوری‌های شگفت‌انگیز، برونلسکی را قادر ساخت تا بزرگ‌ترین گنبد آجری جهان را بدون استفاده از داربست‌های مرسوم و تنها با به کارگیری هوش مهندسی خود به پایان برساند.