- شاهکارهای مهندسی جهان در سالی که گذشت

واضح آرشیو وب فارسی:راسخون:

راسخون: سالی که گذشت، سال پرباری برای مهندسان بود. در سلسله گزارش‌های تصویری با موضوع پرونده 2010 که از هفته گذشته آغاز شده، برترین رویدادهای حوزه دانش و فناوری را تقدیم شما خواهیم کرد. گزارش امروز به برترین سازه‌های مهندسی سال 2010 به انتخاب پاپ ساینس اختصاص دارد. برج خلیفه، بلندترین سازه ساخت بشر این برج 828 متری نه تنها بلندترین ساختمان دنیاست، بلکه از هر ساختمان دیگری بیش از 300 متر بلندتر است. به گفته طراح برج دبی، بیل بیکر، این برج از نظر سازه، مقیاس و وزن کلی، «یک موجود متفاوت» است.

در حالی‌که در برج‌های قدیمی مانند برج سیرز شیکاگو، یک رابطه سنتی بین ارتفاع و قطر ساختمان وجود داشت (برای بلندتر شدن ساختمان، باید ابعاد پایه آن را به میزان غیرمنتظره‌ای افزایش داد)، برج خلیفه به دلیل پلان و شکل هسته آن بدون نیاز به پهن‌تر کردن فونداسیون بالاتر می‌رفت. طبقات برج با افزایش ارتفاع آن به صورت مارپیچ، به دور یک هسته شش ضلعی عقب‌نشینی می‌کردند. هسته برج توسط یکی از سه‌پایه آن که روی‌هم یک سه‌پایه پهن را تشکیل می‌دهند، نگه داشته می‌شود. سنگین‌تر شدن برج باعث استقامت آن می‌شود، فشار رو به پایین وزن برج آن را در جای خود حفظ می‌کند، و بتن مسلح پایداری سازه را تامین می‌کند. به دلیل شکل منحصر به فرد برج مهندسان مجبور نبودند که سازه را ضدباد بسازند. آنها مدل‌هایی از ساختمان را در یک تونل باد قرار دادند تا نوسانات آن را در اثر تندبادهای قدرتمندی که در اطراف طبقات بالای برج می‌وزید اندازه بگیرند. به این ترتیب آنها می‌توانستند با تغییر شکل ساختمان، نوسانات آن را در حد کنترل شده نگه دارند. این کار مدتی طول کشید، اما سرانجام به نتیجه رسید. بیکر در این باره می‌گوید: «شکل اولیه برج خیلی خوب نبود، اما ما همانطور که یک ساز موسیقی را کوک می‌کنند، شکل آن را اصلاح کردیم.» فرودگاه بین‌المللی سبیها گوکن، فرودگاه شکست‌ناپذیر زلزله سال 1378 کوکالی ترکیه باعث کشته شدن 17 هزار نفر شد، فاجعه‌ای که بخش اعظم آن به دلیل ضدزلزله نبودن ساختمان‌ها بود. امسال شرکت طراحی آروپ فرودگاه استانبول -دروازه اضطراری ترکیه در برابر زلزله‌های آینده- را ساخت که در مقابل زلزله‌هایی به قدرت 8.0 ریشتر مقاوم است (زلزله کوکالی 7.4 ریشتر بزرگی داشت).

حالت ارتجاعی ساختمان محصول 300 فنر فولادی-لاستیکی است که جداساز لرزه‌ای نامیده می‌شود. این جداسازها عموما 30 تا 150 سانتی‌متر طول دارند و امکان جابجایی افقی بین زمین و ساختمان را فراهم می‌کنند. هر جداساز شامل دارای دو صفحه خمیده و یک بلبرینگ در وسط آن است که بدون شکسته شدن، به ساختمان اجازه می‌دهد طی زلزله جابجا شود. در آزمایش‌های انجام شده، 14 سناریو مختلف برای زلزله در بازه یک صدم ثانیه‌ای به ساختمان اعمال شد که جداسازها توانستند به خوبی از عهده همه آنها برآیند. با اتمام این سازه در طی مدت باورنکردنی 18 ماه، این فرودگاه بزرگ‌ترین سازه ضدزلزله جهان محسوب می‌شود. بتن شفاف، نوری از جنس ایتالسمنت در نمایشگاه اکسپو شانگهای که امسال برگزار شد، غرفه ایتالیا از جنس بتن بود اما نور از دیوارهای آن عبور می‌کرد! مهندسان و معماران سال‌ها بود که در فکر ساخت بتن شفاف بودند، اما تا قبل از آن بهترین تلاش‌ها تنها توانسته بود نقاط نیمه‌شفافی را در سطح بتن ایجاد کند. با استفاده از مواد جدید که فعلا ایتالسمنت نامیده می‌شوند، سیمان و مواد افزودنی با اتصال در یک ساختار ماتریسی ترموپلاستیک شفاف، شفافیت سازگاری را ایجاد می‌کنند. ساختاری که نسبت به رقبای خود ارزان‌تر و قوی‌تر است، و زاویه دید گسترده‌تری را فراهم می‌کند. این فناوری نویدبخش این است که بتوان در آینده، ساختمان‌های بتنی بدون پنجره را با نور روز روشن کرد.

زمین تنیس ویمبلدون، وضعیت هوا: ایده‌آل برای تنیس سقف جمع‌شدنی 5500 مترمربعی زمین جدید تنیس ویمبلدون که توسط شرکت طراحی پوپولوس ساخته شده، به معنای پایانی برای تعطیلی مسابقات تنیس به دلیل بارش باران است. سقف پارچه‌ای آکاردئونی که توسط 9 سازه خرپایی 76 متری باز و بسته می‌شود، زمین سرباز مجموعه را در مدت 7 دقیقه می‌پوشاند. جنس این پارچه که تنارا نام دارد، 40 درصد شفافیت دارد و به اندازه کافی محکم است تا هزاران بار خم شود. با استفاده از این سقف در عین حالی‌که زمین بازی خشک باقی می‌ماند، نور طبیعی احساس بازی کردن در فضای باز را حفظ می‌کند.

برج‌های کج لاس‌وگاس، زوایای مهیج انحراف شدید برج‌های کج لاس‌وگاس که توسط شرکت طراحی مورفی-جان شیکاگو طراحی شده، ممکن است عابران را در نگاه اول به وحشت بیندازد. این برج‌ها به میزان باورنکردنی 5 درجه کج هستند، اما برج مشهور پیزا تنها 3.9 درجه کج است. در عین حالی‌که کف طبقات مختلف بیش از 10 متر در طول ارتفاع 37 طبقه ساختمان نسبت به هم تغییر مکان می‌دهند، هسته‌ای با ستون‌های اریب وزن ساختمان را بر روی طبقات ششم، نوزدهم و سی‌ودوم پخش می‌کند. نتیجه کار برجی با شکلی باورنکردنی است و به دلیل اینکه برج‌ها در خلاف جهت یکدیگر کج شده‌اند، چشم‌انداز کج برج از تمام اتاق‌ها قابل مشاهده است. این برج شجاعانه‌ترین نمونه سال در زمینه همکاری صحیح بین مهندسان و معماران است.

آفتاب‌گردان، هوشمندترین سایبان دنیا طراحان ساختمان اغلب تلاش می‌کنند تا با استفاده از نور روز، زمان استفاده از نور مصنوعی؛ و با استفاده از جریان هوای طبیعی، استفاده از تهویه مطبوع را کاهش دهند. اما این کارها مستلزم مواجه شدن با گرمای ناخواسته نور مستقیم خورشید است. آفتابگردان، سیستم سایبانی که توسط شرکت اسکیدمور اووینگز و مریل طراحی شده، تعادل بین سایه و آفتاب را تضمین می‌کند. سایبان‌های متحرک خارجی پرتوهای نور را در صورت لزوم سد می‌کنند، قاب پنجره‌ها در مقابل تغییرات حرارتی مقاوم است، و پانل‌های سقفی سرد با به گردش درآوردن آب، خنکی محیط را بدون نیاز به سیستم تهویه مطبوع فراهم می‌کنند. معماران می‌توانند این سیستم را بر اساس شرایط اقلیمی، جهت نور خورشید و برنامه کاری ساختمان تنظیم کنند.

گهواره آرنا استیج، دیواری در برابر سر و صدا وقتی‌که سالن تئاتر آرنا استیج در سال 1961 / 1340 افتتاح شد، پروازهای اندکی که در فرودگاه بین‌المللی ریگان در نزدیکی آن انجام می‌شد مشکل چندان بزرگی به شمار نمی‌رفت. امروزه یک غرش تقریبا دائمی در بالای سالن شنیده می‌شود، اما سر و صدای خارجی تنها چالش پیش روی این سالن نبود. بینگ تام، مهندس معماری که برای طراحی مجدد فضای داخلی استخدام شده بود، یک سن گهواره‌ای را (برای نمایش‌های رو به افزایش آینده) به مجموعه اضافه کرد. وی با این کار یک فضای کاملا گرد خلق کرده بود که شنوندگان را در خود غرق می‌کرد. نتیجه کار، یک خرابکاری صوتی بزرگ بود. برای حل مشکل، تام با کمک یک متخصص آکوستیک به نام ریچارد تالاسک، تئاتر را با یک ساختار بافتنی شکل پوشاندند که صدا را جذب می‌کرد. با این کار تالار حلزونی‌شکل اطراف سن گهواره‌ای کاملا عایق صدا شد. آنها مشابه این کار را با استفاده از یک لایه شیشه و الوار برای نمای خارجی ساختمان انجام دادند. اکنون حضار تنها صداهایی را می‌شنوند که برای لذت بردن از تئاتر لازم است بشنوند.