Se trata del Panteón romano (templo dedicado al culto de todas las deidades romanas) de Adriano que en la Edad Media fue transformado en Iglesia, que es como lo conocemos hoy en día.
Su planta es circular con 7 exedras, trapeciales y circulares alternativamente (que ayudan a descargar peso), con un pronaos octástilo adosado, correspondiente al panteón de Agripa anterior.
Los muros sirven de soporte, tienen arcos de descarga que ayudan a distribuir el peso y emplea un aparejo isódomo.
Los materiales empleados son: el exterior está construido en ladrillo (lo que aligera) con filas alternativas de piedra para ayudar al soporte dejando la decoración al interior, cuya cúpula está hecha con hormigón.Las columnas del pronaos tienen fustes de granito y mármol.
Sus soportes varían según la parte que observemos. En el pronaos nos encontramos con columnas de orden corintio pero con el fuste liso. En el cuerpo intermedio encontramos pilastras corintias (esta vez si que con el fuste estriado). Por último, en el interior (rotonda) encontramos columnas en las exedras de orden corintio y pilastras también corintias.
La cubierta más importante es la bóveda de media naranja de la rotonda. Está construida con una técnica autoportante de anillos concéntricos que permite su óculo descubierto y tiene casetones. El pronaos tiene una bóveda de cañón que soporta un tejado a dos aguas,. Por último, el cuerpo intermedio también tiene una bóveda de cañón de escasa longitud.
Prácticamente carece de vanos, los que tiene en el interior son ventanas rectangulares que dan a un corredor que sirve de descarga. Sus dimensiones son enormes. La cúpula tiene 43,3 m de diámetro, que es igual a la altura total del edificio, por lo que se puede inscribir una esfera perfecta y completa en su interior. El óculo que la remata tiene 9 m de diámetro.
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