miniatura|175px|Cúpula central da Basílica de San Pedro, no Vaticano, deseñada por Miguel Anxo, ten 42,5 m de diámetro e 132 de altura Unha cúpula é un elemento estrutural da arquitectura que se asemella á metade do oco dunha esfera; é unha bóveda cuxa xeometría é unha semiesfera no interior,Fatás / Borrás (1993) p.76 e que serve para cubrir un espazo de planta circular, cadrada, poligonal ou elíptica, por medio de arcos semicirculares, parabólicos ou oxivais, que rotan respecto a un punto central de simetría.
As solucións adaptadas ás cubertas, ao longo dos séculos, desde un punto de vista técnico, foron as bóvedas de canón e de aresta e a cúpula esférica. A primeira solución foi a utilizada en plantas lonxitudinais e a de aresta e a cúpula esférica en plantas cuadrangulares, polo xeral limitadas por arcos,Sureda (1989) p. 42 e que consegue o paso á planta circular ou nalgúns casos octogonal mediante cunchas.
Estruturas con forma de cúpula feitas con diversos materiais teñen unha longa traxectoria dentro do ámbito arquitectónico e a súa tradición esténdese ata a prehistoria. Atopáronse diferentes tipos de arcos, tipos de construcións que precederon ás verdadeiras cúpulas, en edificios do antigo Oriente Medio e en tumbas modestas. Construíronse cúpulas domésticas despois do grande incendio de Roma do ano 64, na Domus Aurea de Nerón, nas ladeiras do monte Palatino. Por outra banda, a cúpula converteuse nunha característica da arquitectura musulmá a partir xa do século VII.
Actualmente, as cúpulas considéranse unha característica común da arquitectura eclesiástica de moitos credos distintos. As cúpulas popularizáronse primeiro en Europa e o Oriente Medio como consecuencia do seu uso frecuente na arquitectura relixiosa e secular romana e, en especial na romana oriental, o Imperio Romano de Oriente. As cúpulas fixéronse populares na arquitectura renacentista do século XV en diante, alcanzando o cénit da súa popularidade durante o século XVIII, en pleno barroco. Durante o século XIX, reminiscencias do antigo senado romano convertéronse nunha característica da grande arquitectura cívica. Durante o período barroco, máis que unha característica interna das construcións domésticas, onde a súa presenza é menos común, tende a formar parte como un elemento arquitectónico das grandes casas e palacios.
Moitas cúpulas, en particular as da arquitectura do Renacemento e do barroco, están coroadas por unha cúpula ou lanterna,Fatás / Borrás (1993) p.77 un tipo de innovación da arte romana de Oriente que non só serve para potenciar a luminosidade do espazo e a ventilación do lugar, senón que , ademais, dá unha dimensión engadida á decoración interior da estrutura. miniatura|upright|Vista interior da cúpula da igrexa de Santa Sofía de Istanbul
As cúpulas posúen unha gran forza estrutural. Unha cúpula pequena pode ser construída con albanelaría corrente, coidando tanto a fricción como as forzas compresivas. As grandes cúpulas, comprenden unha dobre cúpula, unha interna e outra externa, desde que Brunelleschi cubriu triunfalmente, coa súa dobre cúpula, o transepto de Santa María del Fiore, a catedral ou duomo de Florencia.
Este elemento atópase no Panteón de Roma, construído na antigüidade e tamén en Santa Sofía de Istanbul. Estas influencias de Roma e Florencia perduraron no Renacemento (San Pedro do Vaticano), no barroco e no neoclasicismo europeo e estadounidense.
Etimoloxía O termo cúpula provén do italiano cupola con raíces latinas cupella e este do idioma grego kupellon, que significa "pequena cunca" (cupa, en latín = cunca). A palabra relaciónase en consecuencia coa forma característica desta cuberta. Nótese que noutros idiomas, como o inglés ou francés, o termo equivalente é "dome", derivado así mesmo do latín 'doma' ou do grego "dôma". Definicións No mundo antigo, as estruturas de tellado curvo que hoxe se chamarían cúpulas tiñan distintos nomes que reflectían unha variedade de formas, tradicións e asociacións simbólicas. As formas derívanse da tradición dos refuxios prehistóricos construídos con diversos materiais maleables impermanentes e só se reproduciron posteriormente como bóvedas de materiais máis duradeiros. A forma semiesférica que adoita asociarse hoxe ás cúpulas procede da xeometría grega e da estandarización romana, pero persistiron outras formas, incluída unha tradición afiada e bulbosa herdada por algunhas das primeiras mesquitas islámicas.
O estudo académico moderno do tema foi controvertido e confuso debido a definicións incoherentes, como as de bóvedas de claustro e bóvedas de cúpula. As definicións de dicionario do termo "cúpula" adoitan ser xerais e imprecisas. En xeral, "non é específico, é unha palabra xenérica para describir un elemento semiesférico ou similar". As definicións publicadas inclúen: só tellados hemisféricos; arcos xiratorios; e bóvedas só sobre unha base circular, base circular ou poligonal, base circular, elíptica ou poligonal, ou unha zona indefinida. As definicións que especifican seccións verticais inclúen: semicircular, afiada ou bulbosa; semicircular, segmentaria ou afiada; semicircular, segmentaria, afiada ou bulbosa; semicircular, segmentaria, elíptica ou bulbosa; e de perfil alto, hemisférico o aplanado.
miniatura|upright|Comparación dun arco xenérico "verdadeiro" (esquerda) e un arco de ménsula (dereita) Ás veces chamadas cúpulas "falsas", as cúpulas de falso arco conseguen a súa forma estendendo cada capa horizontal de pedras cara ao interior lixeiramente máis lonxe que a inferior ata que se xuntan na parte superior. Unha "falsa" cúpula tamén pode referirse a unha cúpula de madeira. O uso italiano do termo finto, que significa "falso", remóntase ao século XVII no uso de bóvedas feitas con esteiras de xunco e morteiro de xeso. Dise que as cúpulas "verdadeiras" son aquelas cuxa estrutura está en estado de compresión, con elementos constitutivos de doelas en forma de cuña, cuxas xuntas se aliñan cun punto central. A validez desta afirmación non está clara, xa que as cúpulas construídas baixo terra con capas de pedra en ménsula están en compresión da terra circundante.
A definición precisa de "pendente" tamén foi fonte de discusións académicas, como se a definición está permitida ou non en ménsula e se as partes inferiores dunha bóveda de vela deberían considerarse pendentes ou non As cúpulas con pendentes pódense dividir en dous tipos: simples e compostas No caso da cúpula composta máis común, as pendentes forman parte da superficie dunha esfera maior por debaixo da propia cúpula e forman unha base circular tanto para a cúpula como para a sección de tambor.
Os campos da enxeñaría e da arquitectura carecían dunha linguaxe común para as cúpulas, con enxeñería centrada no comportamento estrutural e arquitectura centrada na forma e no simbolismo. Ademais, os novos materiais e sistemas estruturais no século XX permitiron grandes estruturas en forma de cúpula que se desvían do comportamento estrutural de compresión tradicional das cúpulas de cachotería. O uso popular do termo expandiuse ata significar "case calquera sistema de cubertas de longa duración". Elementos miniatura|upright|Cúpula da Igrexa da Asunción en Carcaixent A palabra "cúpula" utilízase xeralmente para unha pequena cúpula sobre un tellado ou torreta. "Cúpula" tamén se utilizou para describir o lado interior dunha cúpula. A parte superior dunha cúpula é a "coroa". A parte interior dunha cúpula denomínase "intradorso" e a exterior, "extradorso". Do mesmo xeito que ocorre cos arcos, o "arranque" dunha cúpula é o nivel da base desde o que se eleva a cúpula e o "anca" é a parte que se atopa aproximadamente a medio camiño entre a base e a parte superior. As cúpulas poden apoiarse nun muro elíptico ou circular denominado "tambor". Se esta estrutura esténdese ata o nivel do chan, o edificio redondo pode denominarse "rotonda". Os tambores poden ou non conter xanelas. Un "tambor" ou "lanterna" é a estrutura equivalente sobre o óculo dunha cúpula, que sostén unha cúpula.
Cando a base da cúpula non coincide coa planta dos muros que a sosteñen (por exemplo, a base circular dunha cúpula sobre un tramo cadrado), empréganse técnicas para unilas. Unha técnica consiste en utilizar ménsulas, proxectando progresivamente capas horizontais desde a parte superior do muro de soporte ata a base da cúpula, como os triángulos con ménsulas utilizados a miúdo na arquitectura selxúcida e otomá. A técnica máis sinxela consiste en utilizar linteis diagonais nas esquinas dos muros para crear unha base octogonal. Outra técnica consiste en utilizar arcos para salvar as esquinas, que poden soportar máis peso. Varias destas técnicas utilizan o que se denomina "trompa". Unha trompa pode ser un só arco ou un conxunto de múltiples arcos proxectantes aniñados colocados en diagonal sobre unha esquina interna. As pendentes tamén poden adoptar outras formas, como os arcos de trompa e cabezas de nicho ou semicúpulas. A invención das pendente substituíu a técnica da trompa. As pendentes son seccións triangulares dunha esfera, a modo de enxunta cóncavas entre arcos, que serven de transición entre as esquinas dun van cadrado e a base circular dunha cúpula. A curvatura das pendentes é a dunha esfera cun diámetro igual á diagonal do van cadrado.
Materiais As primeiras cúpulas de Oriente Próximo construíronse con adobe e, co tempo, con ladrillo cocido e pedra. As cúpulas de madeira permitían grandes luces debido á natureza relativamente lixeira e flexible do material e eran o método normal para as igrexas con cúpula no século VII, aínda que a maioría das cúpulas construíanse con outros materiais menos flexibles. As cúpulas de madeira protexíanse da intemperie con tellados, como láminas de cobre ou chumbo. As cúpulas de pedra tallada eran máis caras e nunca tan grandes, e a madeira utilizábase para grandes luces cando non se dispoñía de ladrillo.
O formigón romano utilizaba un agregado de pedra cun potente morteiro. Co paso dos séculos, o árido transformouse en anacos de arxila cocida e, posteriormente, en ladrillos romanos. No século VI, os ladrillos con grandes cantidades de morteiro eran os principais materiais para as bóvedas. Parece ser que a puzolana só se utilizaba na Italia central. As cúpulas de ladrillo foron a opción preferida para as cubertas monumentais de grandes espazos ata a era industrial, debido á súa comodidade e fiabilidade. Para resistir as tensións pódense utilizar tirantes e cadeas de ferro ou madeira.
Os novos materiais de construción do século XIX e unha mellor comprensión das forzas internas das estruturas a partir do século XX abriron novas posibilidades. As vigas de ferro e aceiro, os cables de aceiro e o formigón pretensado eliminaron a necesidade dos contrafortes externos e permitiron cúpulas moito máis delgadas. Mentres que as cúpulas de cachotería anteriores podían ter unha relación radio/espesor de 50, a das cúpulas modernas pode ser superior a 800. O menor peso destas cúpulas débese ao seu menor espesor. O menor peso destas cúpulas non só permite luces moito maiores, senón tamén a creación de grandes cúpulas móbiles como as dos estadios deportivos modernos.
Fixéronse cúpulas experimentais de terra apisoada como parte dun traballo sobre arquitectura sostible na Universidade de Kassel en 1983. Formas e forzas internas