۱۰ مورد از شاهکارهای مهندسی ساختمان!

به نظر شما وجوه اشتراک عجایب هفت گانه دنیا در چیست؟ اغلب این سازه‌ها که موجب حیرت جهانگردان و مسافران جهان شده‌اند صرفاً به خاطر ابعاد و اندازه‌شان در این لیست جای گرفته‌اند.

برای نمونه غول رودس ارتفاعی برابر با ۳۳٫۵ متر داشت و تا قبل از آنکه این سازه برنزی به واسطه وقوع زلزله به زانو درآید، با غرور بر فراز دریای مدیترانه قد علم کرده بود. بزرگ‌ترین سازه اهرام ثلاثه مصر نیز به نام خوفو برای مدت ۴۰۰۰ هزار سال، عنوان بلندترین ساختمان دنیا را در اختیار داشت.

اما وقتی صحبت از ساخت و ساز بناهای غول پیکر به میان می‌آید، مهندسی مدرن یک گام جلوتر از عجایب هفت گانه است. صرفاً کافی است نگاهی به سد سه دره بیاندازید که روی رود یانگ تسه در چین احداث شده است یا تصاویر مربوط به برج خلیفه در دبی را ببینید که عنوان بلندترین آسمان خراش دنیا را به خود اختصاص داده است تا این گفته را تأیید نمایید.

غرض از مطرح کردن این مسائل آن است که بگوییم این روزها، ملاک و معیار عجیب بودن سازه‌ها چیز دیگریست. در واقع طراحان و معمارانِ پیشتاز با احداث بناهایی اندک دست به خرق عادت می‌زنند و چشم‌های مشتاق بینندگان را به خود جلب می‌کنند.

شاید محصول نهایی این مهندسان به لحاظ ابعاد و اندازه نتواند موجب شگفتی شود، اما خصوصیات عجیب و غریبی که برایشان در نظر گرفته شده است، قطعاً زبان بیننده‌هایشان را به تحسین وادار می‌کند.

در ادامه قصد داریم نگاهی بیاندازیم بر ۱۰ مورد از معجزه‌های مهندسی عصر کنونی و در ابتدا نیز با یک برج شگفت انگیز آغاز خواهیم کرد.

10- کپیتال گیت

معماران و طراحان آسمان خراش‌ها معمولاً دوست ندارند که ساختمان‌هایشان شکلی خمیده و کج پیدا کند. در واقع اگر بنایی بعد از اتمام پروسه ساختش کج باشد این علامت را به دیگران می‌دهد که در فرایند طراحی‌اش نقصی وجود داشته است.

برای نمونه برج کج پیزا در ایتالیا روی خاکی ضعیف و سست بنا شده و به همین خاطر از یک طرف به سمت زمین منحرف گردیده است. در نتیجه این برج مشهور حدوداً چهار درجه از مرکز خود به سمت کناره انحراف دارد.

اما بعضاً پیش می‌آید که برخی از طراحان و معماران با قصد و غرض تصمیم می‌گیرند که برج‌های خود را به صورت کج طراحی کنند. بنایی که از آن سخن می‌گوییم کپیتال گیت نام دارد؛ آسمان خراشی ۳۵ طبقه‌ای که با انحراف ۱۸ درجه به کنار خم شده (بیش از ۴ برابر انحراف برج پیزا) و در ابوظبی امارات متحده عربی واقع شده است.

مهندسان برای حل این معضل بیش از ۴۹۰ ستون را در عمق ۳۰ متری زمین کار گذاشتند و فنداسیونی بسیار محکم با بهره گیری از یک سطح توری تقویت شده با فولاد ساختند.

آن‌ها در مرحله بعد، سازه‌ای به نام هسته پیش خمیده را روی این فنداسیون قرار دادند؛ نوعی ستون بتونی تقویت شده با فولاد که پوششی از اسکولیوز آن را در برگرفته. همانطور که گفته شد این سازه شکلی خمیده دارد و به همین خاطر، بنا نیز با آن خیمده شده است. کارگران این ساختمان مجبور بودند که در زمان ساخت و ساز، پنل‌های الماسی‌شکلی را با در نظر داشتن تغییر اندک زاویه بنا برش دهند و روی آن کار بگذارند.

در سال ۲۰۱۰ میلادی، کپیتال گیت نام خود را به عنوان کج‌ترین بنای دست ساز بشر در کتاب رکوردهای گینس به ثبت رساند. در نظر داشته باشید که نباید این بنا را با کج‌ترین برج دست ساز اشتباه بگیرید چراکه برج‌ها لزوماً طبقات قابل استفاده ندارند و ممکن است ساختاری یک دست بدون فضای مفید داشته باشند.

9- تونل Laerdal

مهندسان نروژی برای متصل کردن شهر Laerdal به بزرگراه Aurland مجبور بودند که مشکل کوچکی را از پیش پای خود بردارند: رشته کوه‌های Hornsnipa و Jeronnosi. اما آنها به جای آنکه این موانع را دور بزنند در اصل تصمیم گرفتند که به قلب آنها نفوذ نمایند.

نتیجه کار تونلی به نام Laerdal بود که در مسافتی بالغ بر ۲۴ کیلومتر در قلب صخره‌های سنگی کشیده شده است و به همین خاطر عنوان طولانی‌ترین تونل جاده‌ای تکمیل شده در دنیا را به خود اختصاص داده است.

اما در ساخت این تونل چالش‌های متعددی پیش روی مهندسان قرار داشت و نخستین آنها حفاری در داخل کوه‌ها بود. آن‌ها همچنین باید مطمئن می‌شدند که رانندگان حرکت در این مسیر طولانی و زیرزمینی را به استفاده از بزرگراه ترجیح می‌دهند.

برای حل این مشکل، اداره جاده‌های عمومی نروژ تیمی از روانشناسان را فراخواند تا مطمئن شود که مسیر تکمیلی تا حد ممکن برای رانندگان اغواکننده است و حرکت در آن برایشان جذابیت دارد.

تیم روانشناسان نیز در ادامه پیشنهاد دادند که در داخل تونل از لامپ‌های آبی رنگ و پیچ و خم های ملایم استفاده شود تا رانندگان به حرکت در مسیر ترغیب شوند. آن‌ها همچنین پیشنهاد دادند که تونل نهایی به چهار بخش تقسیم شود تا از یکنواختی مسیر کاسته شود.

احتمالاً رانندگانی که امروزه وارد این تونل می‌شوند هیچگاه به چنین ظرایفی پی نخواهند برد اما قطعاً بعد از آنکه سفر ۲۰ دقیقه‌ای‌شان در تونل به اتمام رسید و روشنایی روز را در میان رشته کوه‌ها دیدند قدردان مهندسانی هستند که چنین تونلی را احداث کرده‌اند.

8- Die Glaserne Manufaktur

اغلب مردم وقتی حرف از کارخانه به میان می‌آید به یاد یک جعبه بزرگ خاکستری رنگ می افتند که تعدادی دودکش روی آن قرار گرفته. در سال ۲۰۰۱ میلادی، فولکس واگن با گشایش Glaserne Manufaktur طرحی مفهومی از یک کارخانه خودروسازی را پیاده سازی کرد که تماماً از شیشه ساخته شده بود و قرار بود که در آن سدان لوکس Phaeton تولید گردد و با این کار، کلیه تخیلات ما را دگرگون نمود.

این بنا در قلب شهر درسن آلمان در شمال غربی باغ عظیم این شهر قرار گرفته تا برنامه ریزان شهری را متقاعد نماید که مجاورت کارخانجات تولیدی با مناطق مسکونی و فرهنگی هیچ تناقضی ندارد.

اما لازم است تاکید کنیم که این ابرسازه هیچ شباهتی با کارخانجات صنعتی متداول ندارد و برای نمونه در آن خبری از دودکش، صداهای ناهنجار یا فراورده‌های جانبی سمی نیست. دیوارهای این کارخانه دربرگیرنده ۲۶۹۴۲ متر مربع شیشه هستند و این یعنی عموم مردم به راحتی می‌توانند ببینند که چه اتفاقاتی در داخل کارخانه می افتد.

تردیدی نیست که دیدن سطوح ساخته شده از چوب افرا یا لابی بنا که بیشتر شبیه به سالن‌های اپرا به نظر می‌آید بینندگان را به ذوق می‌آورد. از طرفی، وقتی این افراد از نزدیک شاهد فرایندهای تولید خودروی Phaeton هستند دیگر پرسشی در مورد کیفیت قطعات یا فرایندهای تولیدی آن در ذهنشان شکل نمی‌گیرد.

7- پارکینگ کتابخانه کانزاس سیتی

در محوطه بیرونی کتابخانه عمومی کانزاس سیتی کتابی به نام «کشتن مرغ مقلد» قرار دارد که ابعادش به ترتیب برابر با ۷٫۶ در ۲٫۷ متر است. این کتاب همراه با ۲۱ جلد دیگر که در مجاورتش قرار گرفته‌اند ورودی پارکینگ کتابخانه را می‌سازند.

در واقع طراحان این بنا به جای پنهان کردن گاراژ آن پشت ساختمان اصلی یا احداث یک بنای بتونی برای این منظور تصمیم گرفتند که پارکینگ را در مرکزی‌ترین قسمت کتابخانه (احداث شده به سال ۲۰۰۴ میلادی) قرار دهند و آن را به بخشی از تجربه حضور در کتابخانه برای مراجعین بدل نمایند.

تیم طراح همچنین در ساخت بنا از ایده‌های جامعه شهری کانزاس سیتی نیز بهره گرفت. ساکنان این منطقه در ادامه پیشنهادات خود را در مورد کتاب‌هایی که بهتر است در این قفسه کتاب عظیم الجثه قرار بگیرند مطرح ساختند که درنهایت لیستی متشکل از ۲۲ کتاب تخیلی و شعر تهیه گردید. گفتنی است که تمامی این کتب واقعی هستند و می‌توان آنها را مقیاس بزرگ‌تری از نمونه‌های اصلی‌شان دانست.

6- تلسکوپ عظیم زنیت

تلسکوپ‌های اپتیکالی که نمایی فوق العاده از ستارگان، توده‌های سحابی و اگزوپلنت ها به دست می‌دهند، درست مانند تونل‌ها، پل‌ها و دیگر سازه‌ها نیازمند نبوغ و محاسبات دقیق هستند.

برای نمونه، آینه‌های اصلی تلسکوپ سوبارو که در قله موناکی واقع در هاوایی قرار گرفته است قطری برابر با ۸٫۲ متر دارد و وزنش به ۲۵ تن می‌رسد. سازه پشتیبانی کننده از قطعات اپتیک و بدنه‌ای که کل سیستم را در بر گرفته به لحاظ پیچیدگی می‌تواند رقیبی جدی برای هر بنای دیگری در دنیا باشد.

یکی از بزرگ‌ترین چالش‌ها در زمان ساخت یک تلسکوپ سنتی انتقال آینه‌های غول پیکر آنها به بالای قله بدون شکسته شدن یا ترک برداشتنشان است. تازه بعد از آنکه آینه در جای خود قرار گرفت، ستاره شناسان باید مرتباً سیستم را بهینه سازی کنند تا تغییراتی که به واسطه گرانش، رطوبت و دیگر شرایط جوی در این آینه‌ها ایجاد می‌گردد را جبران نمایند.

تلسکوپ آینه مایع (Liquid Mirror Telescope) نظیر تلسکوپ عظیم دانشگاه بریتیش کلمبیا (LZT) فاقد چنین مشکلاتی است. در LZT از نوعی جیوه مایع به عنوان آینه اصلی استفاده شده است که در همان منطقه احداث تلسکوپ روی سطح مورد نظر ریخته می‌شود و مادامی که با سرعت یکنواخت گردانده شود، شکلی سهمی وار به خود می‌گیرد.

این آینه می‌تواند تا ۷۵ درصد از نور ورودی از ستارگان را منعکس کرده و این کار را با هزینه‌ای در حدود یک پنجم تلسکوپ‌های اپتیکال به انجام برساند. گفتنی است که تا به امروز LZT عنوان بزرگ‌ترین تلسکوب جیوه مایع را به خود اختصاص داده است اما اخیراً هند، بلژیک و کانادا با یکدیگر وارد همکاری شده‌اند تا مدلی بزرگ‌تر از این را با نام تلسکوپ بین المللی آینه مایع بسازند که قرار است در شمال هند برافراشته شود.

5- نخل جمیرا

در یک دهه اخیر، شهر دبی رشدی در حد یک پدیده را تجربه کرده است و بخش اعظمی از سازه‌های آن در ۶۰ کیلومتری نوار ساحلی‌اش با خلیج فارس متمرکز گشته‌اند. تمامی آپارتمان‌های لوکس، آسمان خراش‌ها و هتل‌های این منطقه شانه به شانه هم در منطقه ساحلی احداث شده‌اند و در نتیجه فضای اندکی برای ساخت و ساز های جدید در آن باقی مانده است.

برای حل این مساله، املاک نخیل (یک شرکت ساختمان سازی با حمایت دولت امارات) تصمیم گرفته که سواحل دبی را با ساخت یک خشکی درختی شکل در این منطقه به نام جزایر پالم (نخل) وسعت بدهد.

می‌خواهید بدانید که ساخت این خشکی چطور ممکن است؟ با انباشتن حجم عظیمی خاک و شن تا زمانی که یک جزیره مصنوعی در آب ساخته شود. برای ایجاد این جزیره، کارگران بالغ بر ۸۵٫۰۰۰٫۰۰۰ متر مکعب شن را در این آب‌ها ریختند تا نخل جمیرا (یکی از سه درختی که قرار است ساخته شود) سر از آب بیرون آورد.

اما این جزیره صرفاً با روی هم انباشه شدن خاک و شن شکل نگرفته است و همانطور که در تصاویر دیده‌اید، این مجمع الجزایر شکلی شبیه به نخل دارد که تنه آن به طول ۲ کیلومتر در آب کشیده شده، ۱۶ برگ دارد و یک سازه هلالی نیز دورتادور آن را احاطه کرده است.

گفتنی است که مهندسان و طراحان این جزیره مصنوعی در زمان ساخت آن از داده‌های جی پی اس استفاده کردند تا مطمئن شوند که نخل نهایی تقارن خود را حفظ می‌کند.

در سال ۲۰۱۳ میلادی، نخل جمیرا عنوان بزرگ‌ترین جزیره دست‌ساز دنیا را به دست آورد و دست کم تا زمانی که دو نخل دیگر مشابه به آن سر از آب درآورند این رکورد را حفظ می‌کند. نخل دیره اما حتی از این هم بزرگ‌تر خواهد بود و حدوداً ۴۹ کیلومتر مربع از خلیج فارس را دربر خواهد گرفت.

4- استادیوم مستطیلی ملبورن

نام این استادیوم ناخودآگاه تصور بنایی با ظاهری خسته کننده را در ذهن به وجود می‌آورد. سؤال اینجاست که در یک بنای مستطیلی شکل، چه چیزی ممکن است عجیب باشد؟ اگر نگاهی دقیق‌تر به پارک AAMI بیاندازید متوجه می‌شوید که چرا این استادیوم نام خود را به عنوان نسل جدید از استادیوم‌های ورزشی به ثبت رسانده است.

بارزترین ویژگی این بنا سقف آن است که در ساخت آنها از گنبدهای ژئودزیک مهندس آمریکایی، باکمینیستر فولر، الهام گرفته شده است. برای ساخت این سیستم، لازم است که تعداد زیادی چند ضلعیِ به هم پیوسته ساخته شوند تا در نهایت نوعی کره را بسازند. به این ترتیب، سازه نهایی بسیار قوی خواهد بود و نسبت به بناهای سنتی، از مواد و مصالح کمتری در آن استفاده خواهد شد.

سقف این بنا، همانطور که در تصویر می‌بینید متشکل از تعدادی گنبد است که همچون یک سطح حبابی شکل به یکدیگر متصل شده‌اند و نسبت به بناهای معمولی ۵۰ درصد فولاد کمتری در آن مورد استفاده قرار گرفته است.

این بنا همچنین تا حد ممکن از مواد بازیافتی بهره می‌گیرد؛ برای نمونه آب ناشی از بارندگی که در سقف آن جمع می‌شود میزان مصرف انرژی‌اش را همراه با یک سیستم اتوماسیون به میزان قابل ملاحظه‌ای پایین می‌آورد.

این بنا بعد از افتتاحش در سال ۲۰۱۰ میلادی، جوایز متعددی را به خاطر نوآوری‌های معماری، برتری‌های مهندسی و تکنیک‌های سازگار با محیط زیستش دریافت کرد (ظرفیت این استادیوم برابر با ۳۰ هزار نفر اعلام شده است).

3- اریکسون گلوب

بحث از اماکن ویژه سرگرمی و اوقات فراغت به میان آمد، بهتر است یادی کنیم از اریکسون گلوب؛ ورزشگاهی در استکهلم که رکوردهای مختلفی را به ثبت رسانده است. قطر این بنا برابر با ۱۱۰ متر است و ارتفاع داخلی‌اش به ۸۵ متر و حجمش به ۶۰۰ هزار متر مکعب می‌رسد.

این بنا عنوان بزرگ‌ترین سازه کروی دنیا را در اختیار دارد و جالب است بدانید که برای رسیدن به این عنوان زمان زیادی هم صرف نشد؛ اولین کلنگ این سازه در دهم سپتامبر سال ۱۹۸۶ میلادی بر زمین زده شده و خود بنا نیز با کاربری تجاری در ۱۹ فوریه سال ۱۹۸۹ میلادی گشایش یافت و این یعنی کل پروسه ساخت و ساز آن در حدود ۲.۵ سال به طول انجامید.

اریکسون گلوب به اندازه‌ای بزرگ هست که برای انجام مسابقات هاکی مناسب باشد. این مرکز همچنین بزرگترین الگوی آموزشی جهان نیز به شمار می‌رود. بله درست شنیدید. دپارتمان نجوم دانشگاه استکهلم چندی پیش تصمیم گرفت که کل منظومه شمسی را با استفاده از سازه‌هایی که در سرتاسر سوئد پراکنده شده‌اند به تصویر بکشد.

در این تصویر سازی، اریکسون گلوب نقش خورشید را ایفا کرد و مدلی با نسبت یک به ۲۰ میلیون تهیه شد. گفتنی است که تمامی سیارات داخل منظومه نیز در داخل محدوده استکهلم قرار داشتند اما سیارات بیرونی به آنطرف مرزهای این شهر کشیده شدند.

برای نمونه نپتون در Söderhamn قرار داشت که در ۲۴۶ کیلومتری گلوب بود و پلوتو نیز در Delsbo در ۳۰۰ کیلومتر آن طرف‌تر واقع شده بود.

2- دفتر مرکزی تلویزیون چین

در نگاه نخست دفتر مرکزی تلویزیون چین بیشتر شبیه به یک نقاشی به نظر می‌آید که گویی از حلقه‌های بی پایان و راه پله‌هایی ساخته شده که هیچگاه تمام نمی‌شوند.

این ساختمان در سال ۲۰۱۲ میلادی و بعد از اتمام پروسه ۱۰ ساله طراحی‌اش افتتاح شد. امروز این سازه عجیب و غریب از تمامی نقاط پکن قابل رویت است و در کنار «آشیانه پرنده» و «مکعب آبی» که از نمادهای المپیک سال ۲۰۰۸ محسوب می‌شوند، به نمادی از آینده چین به عنوان یک ابرقدرت بین المللی بدل شده.

گفتنی است که طراحی این بنا را شرکت هلندی OMA برعهده داشته و آن را به عنوان رقیبی برای آسمان خراش‌های تکراری و خسته کننده طراحی کرده است.

حلقه‌ای که در تصویر می‌بینید با اتصال دو برج کج به یکدیگر (از بالا و پایین) ایجاد شده است. یکی از این دو برج ۵۴ طبقه دارد و در زمینی به مساحت ۲۳۴ متر بنا شده است. برج دوم نیز ۴۴ طبقه است و در یک زمین ۲۱۰ متری احداث شده است.

1- پل غلتان

ساختن بناهای بزرگ شاید یکی از آسان‌ترین روش پیش روی معماران برای اثرگذاری بر مخاطبانشان باشد. اما این راهکار همیشه هم جواب نمی‌دهد و بعضاً طراحان و معماران دست به کارهای خارق العاده دیگری برای این منظور می‌زنند. پل غلتان عنوان سازه ایست در لندن که به عابران اجازه می‌دهد روی کانال آبی گرند یونیون راه بروند.

این پل که طولش به ۱۱٫۸ متر می‌رسد دربرگیرنده هشت بخش چوبی-فولادی است که با مهارت به هم متصل شده‌اند و شکلی کاملاً مسطح دارند.

توسط پیستون‌های هیدرولیکی این پل، بخش‌های یاد شده از جای خود بلند شده و شروع به چرخیدن می‌کنند و به این ترتیب کل بنا شروع به حرکت می‌کند. حرکت این پل مانعی را برای عبور و مرور قایق‌ها در داخل کانال آب ایجاد نمی‌کند و خود بنا نیز بیشتر شبیه به یک مجسمه است که در کناره مسیر آب واقع شده است.

پل غلتان حاصل ذهن Thomas Heatherwick است که دیگر عجایب معماری از جمله مشعل بزرگ بازی‌های المپیک ۲۰۱۲ در لندن را در کارنامه حرفه‌ای خود دارد.