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IL “MASCHIO” DELLA “FORTEZZA NUOVA” DI VOLTERRA. LE CUPOLE DI
ROTAZIONE NELL’ARCHITETTURA FORTIFICATA DA BRUNELLESCHI AI SANGALLO
Domenico Taddei1, Antonio Taddei2, Roberto Pistolesi3, Cinzia Apicella4, Andrea Martini5 1 C. S. dell’Istituto Italiano dei Castelli, socio Sezione Toscana, Italia, [email protected] 2 Istituto Italiano dei Castelli – Sezione Toscana, Italia, [email protected] 3 Istituto Italiano dei Castelli – Sezione Toscana, Italia, [email protected] 4 Istituto Italiano dei Castelli – Sezione Toscana, Italia, [email protected] 5 Istituto Italiano dei Castelli – socio Sezione Toscana, Italia, [email protected]
Abstract Opera fortificata (1472-1474) di Francesco di Giovanni di Matteo detto il Francione (1428-1495: falegname,
intarsiatore, mastro d’ascia, “architettore” fiorentino). Nel 1472, dopo la conquista e il “sacco” di Volterra da parte
delle truppe fiorentine guidate da Federico da Montefeltro, Duca d’Urbino, a seguito della guerra per il monopolio
dell’allume, fu iniziata questa “fabbrica” secondo i “moderni” canoni dell’architettura fortificata, detta poi di
“transizione”, dovuti all’uso delle prime artiglierie.
La “fortezza nuova”, attribuita al modello ligneo del Francione, ha una forma quasi quadrata con agli spigoli grossi
torrioni cilindrici (“rondelle”) e al centro di essa, che la sovrasta, nel cortile interno, un grosso torrione cilindrico a
mo’ di maschio (mastio o donjon).
A seguito di alcuni saggi conoscitivi effettuati sulle cupole interne del maschio, poste nei primi tre piani, compresa
la cisterna posta sotto il piano di campagna, è emersa la presenza di “cupole emisferiche”, realizzate con
maestranze dell’Opera del Duomo di Firenze, costruite totalmente in mattoni senza carpenteria di centina
(autoportanti), con il sistema del cono di rotazione mobile a spina pesce detta alla fiorentina, senza “cervello di
chiusura” della struttura di copertura, così come era stata costruita la cupola di Santa Maria del Fiore a Firenze da
Filippo Brunelleschi. Questo sistema costruttivo si trova applicato a Pietrasanta, Poggibonsi, Sarzana, Sarzanello,
Castrocaro, fino a Terra del Sole.
Key-words: domes, rotating, self-supporting, herringbone, open at the center of the “keystone”.
Parole chiave: cupole, rotazione, autoportanti, spina pesce, senza cervello.
Introduzione
Al termine dei lavori di recupero e consolidamento strutturale del “maschio” della “fortezza nuova”
(1472-1474) di Volterra (fine lavori novembre 2016 e inaugurazione per l’accesso al pubblico, dopo
542 anni ad uso fortezza-carcere, il 31 marzo 2017 con la presenza di autorità cittadine, regionali e
nazionali), possiamo fare una serie di considerazioni e riportare importanti esperienze progettuali ed
esecutive che erano in via teorica e scientifica già state enunciate (Taddei, Taddei, 2014: 83 – 95) e
che hanno avuto delle straordinarie conferme per comprendere questa famosa architettura attribuita al
modello ligneo di Francesco di Giovanni di Matteo detto il Francione (1428-1495).
Tralasciamo la descrizione puntuale della “fortezza nuova” di Volterra, anche se dobbiamo accennare
che essa appartiene a buon titolo alla tipologia architettonica riferibile alle fortificazioni rinascimentali
(“architettura fortificata di transizione” 1453 circa, caduta di Costantinopoli e la fine dell’Impero
Romano d’Oriente - 1529 circa, torrino di San Viene a Siena) cioè ad una grandiosa macchina da guerra
fissa sul territorio (prime sperimentazioni con la fusione di grandi armi per l’uso della polvere da sparo).
La “fortezza nuova” è di forma quasi quadrata con agli spigoli grossi torrioni cilindrici con scarpa
chiamati “rondelle” e il “maschio” posizionato nel centro del cortile interno (Fig. 1), ha inserito, nelle
varie murature, le artiglierie: dalle bombarde alle colubrine, dalle spingarde agli archibugi (Taddei,
Taddei, 2014: 83 – 95).
Le proporzioni della scarpatura e dell’elemento verticale sono completati nella sommità da un elegante
coronamento a sporgere, mensole in “panchino di Volterra”, beccatelli in cotto ad arco ogivale e
caditoie, come camminamento di ronda che non solo è presente nella parte di fortezza attribuita al
Francione, ma si sviluppa sia nelle cortine murarie che delimitano il Campo d’Armi, sia nel perimetro
della costruzione più antica chiamata “Rocca pisana o Femmina” (torrione rotondo interno al recinto e il
Fig. 1 – La “fortezza nuova”, Volterra (Toscana, Italia). Veduta della fortificazione (1472-1474) dal
parco urbano sulla sommità della Città già sito dell’acropoli etrusca e poi romana, attribuita al modello
ligneo del Francione (1428-1495) con il maschio al centro del quadrato fortificato con agli spigoli grossi
torrioni cilindrici (rondelle). (Archivio Taddei)
bastione poligonale esterno fino al perimetro della Città), dando una immagine di grande coerenza
stilistica e omogeneità formale a tutto il complesso della fortificazione (Fig. 2).
I contenuti di forma e funzione dell’architettura fortificata del Francione hanno riferimenti stilistici che
ritroviamo anche in altre fortificazione coeve: Ravenna (1457-1470), Imola (1472-1499), Pesaro(1474-
1476), Senigallia (1474-1480), Urbino (1474-1479), San Leo (1475), non necessariamente conosciute
direttamente dal Francione, ma che rispecchiano la cultura fortificatoria dell’epoca.
Tralasciamo anche la biografia e le opere di Francesco di Matteo detto il Francione e dei componenti
della sua bottega fiorentina, alcuni divenuti famosi nell’ambito dell’architettura militare, civile e
religiosa (Taddei, 1980: 1 - 6) (dai fratelli da Maiano, al Pontelli fino ai due fratelli Sangallo) per
riportare, oltre alla metodologia di recupero e restauro del maschio, anche la tecnica costruttiva delle
varie parti che lo compongono.
Il “maschio” della “fortezza nuova”
Nel corso degli studi preparatori per il recupero architettonico e strutturale del “maschio” eravamo a
conoscenza che insieme al Francione (con bottega a Fiorenza) erano presenti, come in tutte le opere
fortificate promosse dalla Repubblica fiorentina (San Gimignano 1470-1480, Colle Val d’Elsa 1479-
1480, Pietrasanta 1479-1480, Brolio 1484, Poggibonsi 1488-1492, Sarzana 1488-1492, Sarzanello
Fig. 2 – Le fortificazioni, Volterra (Toscana, Italia). Veduta aerea delle fortificazioni con l’indicazioni delle
unità che la compongono: Rocca pisana o “femmina”, Fortezza Nuova, Piazza d’Armi. (Archivio Taddei)
Fig. 3 – Il “maschio” della “fortezza nuova”, Volterra (Toscana, Italia). Il “maschio” al centro del cortile
interno fortificato, con l’ingresso dagli spalti al piano secondo tramite il capo-ponte per il movimento del
ponte levatoio (oggi scomparso), e gli elementi a sporgere “beccatelli” (mensole in “panchino di
Volterra” e archetti in mattone a sesto acuto), (Archivio Taddei)
1492-1502, Castrocaro 1499-1504), delle maestranze (capi mastri) che venivano dall’Opera di Santa
Maria del Fiore e pertanto avevano non solo l’esperienza della costruzione di una cattedrale (1296-
1369, Arnolfo di Cambio, Francesco Talenti), ma anche quella di un campanile (1334-1359, Giotto,
Andrea Pisano, Francesco Talenti), e ancor più della realizzazione della doppia cupola ottagona (1420-
1436) di Filippo Brunelleschi.
La “fortezza nuova” è nata come presidio militare ed era dotata di un capitano, di un bombardiere e di
nove soldati1 e al tempo di Lorenzo il magnifico solo una parte del complesso fortificato era adibito a
carcere. La “fortezza nuova” verrà trasformata in carcere solo durante il Granducato dei Lorena (metà
del ‘700) e durerà fino quasi ai nostri giorni. Per questa ragione il “maschio”, in alcune parti (piano
primo, secondo, terzo e quarto), ha subito delle alterazioni, con varie superfetazioni murarie, necessarie
per adeguare le stanze in celle di reclusione.
Il “maschio” (Fig. 3) all’interno è costituito da un piano interrato e da cinque piani fuori terra, collegati
da una stretta scala a chiocciola in “panchino di Volterra”2. Nel piano interrato troviamo una grande
cisterna, di forma circolare, adibita al recupero dell’acqua piovana, nel piano terra, oltre ad un piccolo
ambulacro rotondo (galleria di contromina), troviamo la stanza detta “delle macine” di forma circolare,
nel piano primo quella detta “delle armi”, sempre di forma circolare, con caminetto e lavabo, nel piano
secondo la stanza “dei soldati”, di forma esagonale, con un lavabo e caminetto, ed inoltre una porta
armata di collegamento con l’ex ponte levatoio (in corrispondenza del capo-ponte esistente), nel piano
terzo la stanza “del capitano”, sempre di forma esagonale, con un evacuatio (cesso) e nel quarto una
stanza, ancora di forma esagonale (dove era stato costruito in cemento armato una cisterna per l’acqua
della Casa di Reclusione, oggi demolita), per il deposito degli strumenti di segnalazione e forse anche di
armi, circondata dal camminamento di ronda con apparato a sporgere in beccatelli (Fig. 4). Tutte le
stanze, nel perimetro esterno, presentano delle bombardiere per il puntamento in varie direzioni delle
1 Archivio di Stato di Firenze, Negozi Militari, filza 1817 (circa inizi sec. xv). 2 Materiale tipico del luogo (insieme all’alabastro) con cui sono costruiti i selciati delle strade della Città e molte torri, case forti
o case torri e anche palazzi e moltissimi edifici dall’età etrusca, romana, e compreso dall’età medioevale in poi.
Fig. 4 - La “fortezza nuova”, Volterra (Toscana, Italia). Sezione A-A’ del Progetto Esecutivo (D. Taddei, R.
Pistolesi, A. Taddei) con l’indicazioni dei vari piani di vita e le cupole emisferiche ribassate. (Archivio
Taddei)
Fig. 5 - La “fortezza nuova”, Volterra (Toscana, Italia). Particolare della sezione del “maschio” (rilievo
eseguito durante il restauro) con evidenziato l’approvvigionamento dell’acqua: dalla cisterna fino al
quarto piano dove si trova la puleggia. (Archivio Taddei)
artiglierie con bocche esterne a chiave rovesciata (a piano terra una, a piano primo tre, a piano secondo
tre, a piano terzo tre). Le stanze sono collegate anche dall’approvvigionamento dell’acqua, un vano
verticale, di forma semicircolare, che dalla cisterna arriva fino al terzo piano e che si riduce nell’ultimo
tratto del quarto piano, divenendo un piccolo incavo ospitante la puleggia (Fig. 5). In questa occasione
di restauro è stato riscoperto e restaurato3.
Tutte le coperture dei vani sono costruite in mattoni, più precisamente quelle del vano cisterna, del
piano terra e primo sono calotte sferiche ribassate a “faccia vista”, quella del piano secondo è una
cupola a padiglione esagonale sempre in mattoni a “faccia vista”, quelle del terzo e quarto sono
sempre a padiglione esagonale e in mattoni (in parte ricostruite nella metà del secolo scorso), ma
totalmente intonacate.
La tecnica costruttiva delle coperture dei primi tre livelli e in parte di quella a padiglione del quarto è
riferibile alle cupole emisferiche di rotazione, costruite senza l’uso di carpenteria di centina (cupole
autoportanti), con il sistema del “cono di rotazione mobile a spina pesce” (dette alla fiorentina) e
“senza cervello”, è stato trovato aperto solo quello delle cisterna (Fig. 7 e Fig. 8), la chiave (apertura al
centro della cupola come il Panteon o la Domus aurea a Roma) per di chiusura (muratura) della
struttura, così come era stata costruita la cupola (doppia) di Santa Maria del Fiore a Firenze da Filippo
Brunelleschi. Tale straordinario sistema costruttivo, anche se rispetto alla cupola di Firenze quelle del
maschio di Volterra sono molto più piccole, è lo stesso sia per forma, sia per tecnica costruttiva.
Crediamo opportuno entrare nel merito della cupola di S. M. del Fiore in modo da comprendere la
tecnica che il Brunelleschi a creato per costruirla, diametro di 43 metri e di forma ottagonale, che è
stata ripresa e riproposta nelle piccole cupole circolari emisferiche e ribassate del maschio (Fig. 9 e Fig.
3 Questo sistema di approvvigionamento verticale dell’acqua (a mano con corda e mezzina) ad ogni piano si trova ancora
esistente e funzionante in alcune case come il Palazzo Davanzati a Firenze e in alcune fortificazioni come il cassero Senese di
Paganico (Siena).
Fig. 6 - Schema geometrico del sistema costruttivo con il cono di rotazione mobile (1), la corda blanda
(2) e con l’indicazione grafica della messa in opera del mattone a spina pesce (detta alla fiorentina) a
forma di elicoide (3) per ottenere l’auto-portanza della struttura senza carpenteria di centina. (da
Corazzi, Roberto e Conti, Giuseppe, Il segreto della Cupola del Brunelleschi a Firenze, Firenze: A.
Pontecorboli editore, 2011, p. 170 e p. 51).
10), divenuta poi, il punto di riferimento costruttivo per altre fortificazioni. Questo sistema è stato poi
adoperato per la realizzazione di altre cupole inserite all’interno delle architetture fortificate di alcuni dei
componenti della bottega del Francione: Giuliano da Maiano a Montepoggiolo (1471-1482), Baccio
Pontelli a Ostia (1483-1486), Francesco d’Angelo detto la Cecca a Ripafratta (1498-1504), Luca del
Caprina alla Verruca (1503) fino alle molte esperienze dei fratelli Antonio e Giuliano da Sangallo a Brolio,
a Poggibonsi, a Castrocaro, fino alle difese per l’assedio di Firenze del 1529, esempi che risultano
essere, insieme con le opere dell’“architettore fiorentino” (San Gimignano, Volterra, Colle val d’Elsa,
Pietrasanta, Sarzana, Sarzanello), la rappresentazione della massima creatività e sperimentazione
dell’epoca (dalla metà del ‘400 in poi), in funzione di un diverso sistema di costruire l’architettura
fortificata, anche per la presenza e l’uso delle artiglierie (polvere da sparo), in seguito all’esperienza
realizzata dal Brunelleschi. Le cupole emisferiche (Fig. 6) in mattoni senza carpenteria di centina (cioè
senza la necessità di costruire una contro cupola in legno (carpenteria in legno che parte dal basso per
la posa del mattone o del calcestruzzo) è possibile, in quanto, oltre a murare il mattone nel perimetro
con un letto di posa inclinato verso l’interno secondo un cono di rotazione mobile (dal centro della
circonferenza), si applica anche il sistema della “spina di pesce”, cioè con l’inserimento di mattoni, ogni
43 centimetri a Volterra, per coltello secondo una linea elicoide in modo da dare auto portanza fino
quasi al “cervello” che con questo sistema non ha bisogno di essere chiuso –chiave (come invece era
necessario nelle architetture del secolo precedente (gotiche) o in altri sistemi costruttivi: archi a tutto
sesto o ogivali, volte a botte, volte a crociera o cupole emisferiche o ogivali). Questa tecnologia, era già
conosciuta nell’antichità ed era stata studiata e rilevata dal Brunelleschi (insieme a Donatello agli inizi
del’400) sia nel Panteon4 e ancor più nella sala grande della Domus Aurea di Nerone a Roma5 e anche
nelle cupole emisferiche, alleggerite con “pignatte” di vetro o di cotto, delle moschee orientali (da quelle
presenti in Dalmazia fino a quella di Santa Sofia a Costantinopoli). La genialità del Brunelleschi, poi
ripresa dai successivi costruttori (architettori e ingegneri) non è stata solo quella di adoperare meno
carpenteria (legname) per una costruzione più veloce e più economica (per una tale tipologia di
copertura), ma quella di inserire nel letto di posa del mattone inclinato insieme all’elicoide (auto
portanza dovuta alla spina pesce) e anche quella di inserire una segmentatura nella posa circolare
inclinata della muratura, un sistema detto a “corda blanda”. Brunelleschi lo ha adoperato tra un
costolone e l’altro, lo stesso avviene per segmenti anche nella cupole circolari (Corazzi, Conti, 2011).
Questa tecnologia costruttiva da origine ad un particolare sistema di spinte delle forze che si
scompongono in due componenti in modo che la proporzione tra quelle orizzontali (ascisse) e quelle
verticali (ordinate) danno origine ad un particolare diagramma dei momenti (Fig. 6). Cioè con questo
sistema si accentuano le forze di scarico della struttura più su quelle verticali – verso il basso (si forma
un angolo di novanta gradi tra il letto di posa e la curvatura della cupola) rispetto a quelle orizzontali.
4 Nel caso del Panteon la cupola è una struttura a mensola (1/2 pl al q.) con la parte verso il grande occhio costruita con un
materiale leggerissimo come la pozzolana, oltre da avere nel suo intradosso dei grandi cassettoni. 5 La cupola della sala grande nella Domus Area di Nerone a Roma è costruita in mattoni, con il cono di rotazione mobile, senza
carpenteria di centina e con altri mattoni messi per coltello a spirale a spina pesce: la stessa tecnologia poi realizzata da
Brunelleschi (Vasari) nella (doppia) cupola in Santa Maria del Fiore a Firenze.
FIg. 7 - Il “maschio” della “fortezza nuova”, Volterra (Toscana, Italia). La cupola emisferica tra la cisterna
(piano interrato) e il piano terra. (Archivio Taddei)
Fig. 8 - Il “maschio” della “fortezza nuova”, Volterra (Toscana, Italia). Particolare del “cervello aperto” di
forma circolare della cupola emisferica tra la cisterna e il piano terra. (Archivio Taddei)
Pertanto i pesi e le spinte diventano in maggioranza assiali verso le fondazioni e pertanto non c’è
bisogno di “chiudere” la volta con una “chiave” (spingente) né di costruire all’esterno dei sostegni: “archi
rampanti” (cfr. le parti absidali e delle navate delle chiese).
In questa tecnologia costruttiva non è necessario avere il cervello chiuso con l’inserimento di una
chiave di volta e quindi il centro della cupola (occhio) può rimane vuoto e può assumere la forma
circolare o poligonale (tondo, esagonale o ottagonale), e dato il tipo di costruzione specialistica
(fortificazione) è assai importante, per uso delle artiglierie all’interno dei vani, avere la possibilità di
smaltire velocemente e in modo verticale i “fumi di volata” delle artiglierie posizionate all’interno delle
bombardiere (molto freddo all’interno delle “troniere” “a cielo chiuso” rispetto al grande calore prodotto
dallo sparo dalle bocche delle artiglierie). È stato verificato, dopo innumerevoli sperimentazioni, che
questo sistema di smaltimento dei fumi (verranno anche inseriti dei camini per i fumi di volata sopra le
bocche da fuoco, a Saranello, a Castrocaro, a Sansepolcro (1500-1504), non riesce a risolvere il
problema, bisognerà arrivare a portare le artiglierie fuori dalle fortificazione, “a cielo aperto” (prima metà
del ‘500), posizionate nella “gola del bastione” e nascoste dall’“orecchione traditore”. Si realizzeranno
cosi delle fortificazioni, dalla Fortezza da basso (1534-1537) in poi fino a Palmanova (1593-1620),
diverse che verranno chiamate alla “moderna” (di scuola italiana, poi francese, olandese, spagnola). La
tipologia costruttiva applicata nella “fortezza nuova” di Volterra arriva fino al torrino di San Viene a Siena
ed è chiamata da alcuni storici “di transizione” - vennero realizzate in funzione delle nuove artiglierie una
serie di innovazioni nelle tecniche di assedio e della guerra: la difesa e l'offesa ficcante o di radenza; le
geometrie di incrocio dei tiri delle artiglierie tra un puntone e l’altro (codificate da Francesco di Giorgio e
dai Sangallo come “fronte bastionato”); le “troniere a cielo chiuso”; l’evoluzione costruttiva formale e
funzionale tra la muratura di perimetro e la rondella o il puntone chiamato “gola del puntone” (prima
piana e poi concava), nonché la costruzione di cupole interne di rotazione-. Il sistema detto “alla
fiorentina” per la costruzione di cupole con o senza cervello (porta fiorentina e romana della “fortezza-
città ideale” di Terra del Sole 1566-1580), si è consolidato e perfezionato e diverrà il metodo
sicuramente più veloce e più economico (abbassamento dei costi e dei tempi di costruzione), non solo
nelle costruzione militari, ma anche per le architetture religiose e civili.
Conclusioni
Nel “maschio” della “fortezza nuova” di Volterra sono state riaperte tutte le “bombardiere” e le
“archibugiere”, ai vari piani, che erano state tamponate, inoltre, tutte le cupole emisferiche ribassate e
quella a padiglione del secondo piano, sono state lasciate a “faccia vista”, cosi da poter osservare la
disposizione dei mattoni che compongono questo sistema costruttivo, in quanto rappresenta, oltre alla
memoria della grandiosa cupola di Firenze realizzata da Brunelleschi, una tecnologia innovativa nella
Fig. 9 - Il “maschio” della “fortezza nuova”, Volterra (Toscana, Italia). Particolare della cupola emisferica
a piano primo a forma molto ribassata e realizzata in mattoni a spina pesce (alla fiorentina) con il
“cervello” (oggi tamponato) facilmente leggibile nell’apparato murario. (Archivio Taddei)
FIg. 10 - Il “maschio” della “fortezza nuova”, Volterra (Toscana, Italia). Particolare della cupola
emisferica a piano secondo con il letto di posa del mattone secondo il cono di rotazione interno mobile
e la realizzazione dell’elicoide in mattoni per coltello con un modulo di cm 43 (braccio senese) e non di
cm 57 (braccio fiorentino) dovuto forse alla particolare forma ribassata della cupola. (Archivio Taddei)
costruzione delle cupole emisferiche senza carpenteria di centina applicata nel periodo rinascimentale
(Fig. 10). Nel complesso, in generale e in dettaglio, nei vari lavori eseguiti per il recupero del maschio
(apertura al pubblico come architettura: “museo di se stesso”) è stata applicata la filosofia (carta, sul
recupero e sul restauro architettonico, di Venezia e di Cracovia) di mantenere le caratteristiche
stilistiche del manufatto -formali e funzionali- in modo tale da recuperare “l’aspetto originale” del
maschio con dei minimi interventi, cioè si è cercato di lasciare il “profumo” e le caratteristiche peculiari
dell’edificio carico di cinque secoli di storia.
Questa metodologia e questi risultati (anche per l’apporto di un’architettura fortificata - specialistica)
fanno comprendere ancor meglio, non solo la capacità di elaborazione e creatività, nella ricerca di un
nuovo modo di fare architettura, ma allargano le capacità innovative, guardando e studiando il passato.
Questo avviene dalla prima metà del ‘400 in tutte le esperienze creative, dalla scultura alla pittura,
dalla letteratura alla filosofia e in tutte le arti minori (la riscoperta dell’uomo al centro dell’universo,
riscoprendo e studiando Platone) che arriverà fino ai primi anni del ‘600. Questa straordinaria epoca
che, in seguito da Voltaire prima e dal Vasari poi, nel suo famoso trattato, verrà chiamato renaissance –
rinascimento, fatta iniziare proprio dai primi anni del ‘400, con Brunelleschi, Masaccio e Donatello, per
passare poi da Verrocchio, Sangallo, Francesco di Giorgio Martini, Leonardo da Vinci, Perugino,
Raffaello, Michelangelo, solo per citare i più noti e arriverà, Vasari la indica conclusa alla morte di
Michelangelo nel 1564, ma che recenti studi e ricerche viene fatta arrivare alla straordinaria
esperienza di Caravaggio (1610). Basterebbe anche citare l’evoluzione che. tra fa fine del ‘400 e gli
inizi del ‘600, ha avuto proprio l’architettura fortificata detta “alla moderna”.
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