نمای برج گنگدو گرینلند
نمای برج گنگدو گرینلند

برج گنگدو گرینلند (THE CHENGDU GREENLAND) – که هم اکنون درحال ساخت است – برای فتح افق شهر گنگدو بالا می رود. زمان پیش بینی شده برای اتمام ساخت برج گنگدو که نوامبر گذشته ساختش آغاز شده است، سال 2018 ، مصادف با دهمین سالگرد زمین لرزه ای است که حدود 70 هزار نفر را کشت و زیرساخت این شهر واقع در جنوب غربی چین را ویران کرد. با ارتفاع 1535 پا، این آسمان خراش چهارمین ساختمان بلند در چین و همچنین جلوه‌ای عظیم از توانایی مهندسی برای سر پا نگاه داشتن اجسام مرتفع خواهد بود و مطمئنا در لیست آسمان خراش های مهم جهان قرار خواهد داشت.

برج گنگدو، به خاطر ترفندی جدید روی یک تکنیک قدیمی که طراحی و مهندسی را به هم پیوند می دهد استوار ایستاده است. علاوه بر هسته بتنی و سازه های فولادی که اسکلت داخلی بسیاری از آسمان خراش های امروزی را تشکیل می دهند، برج گنگدو از یک اسکلت بیرونی نیز بهره می برد، سازه متحمل وزن که در خارج ساختمان ساخته می شود.

تکنیک هایی مانند اسکلت بیرونی راه حل های خلاقی را برای یک چالش پیش روی مهندسین قرار می دهد: چگونه هزینه های ساخت و ساز را کاهش دهیم و در عین حال به دید یک مهندس وفادار بمانیم ؟ برای کاهش هزینه ها مهندسین همیشه سعی می کنند تا جایی که ممکن است ساختمان را با استفاده از کمترین مواد امن نگاه دارند. این موضوع باعث شده که طی سال ها دانشمندان مواد بهتری همچون فولاد و بتن محکم تر را توسعه دهند. اما طراحی یک اسکلت بیرونی مسئله ای است که معماران و مهندسان با هم به حل آن می پردازند، چگونه سازه ای بسازیم که هم اقتصادی باشد هم زیبا؟

در ساختنی بخوانید :
دانشمندان می گویند جهان ما پیر و در حال مرگ است

فی زو (Fei Xu)، یکی از معمارانی که در برج گنگدو کار کرده است می گوید:

هدف ایده آل در طراحی سازه بیرونی این است که شکل ساختمان را طوری بازتاب دهد که انگار به هم متصل هستند.

طرحی از برج گنگدو گرینلند
طرحی از برج گنگدو گرینلند

اصل اساسی مهندسی ساده است. اسکلت های بیرونی معمولا از مثلث تشکیل شده اند که از لحاظ ساختاری پایدارترین شکل دو بعدی است. دنیس پون (Dennis Poon)، مهندس سازه ای که طراحی مهندسی این ساختمان را رهبری کرد می گوید:

یک X بزرگ در ساختمان قرار می دهید. این یک سیستم سازه ای پربازده است زیرا تمام عرض ساختمان برای مقاومت در برابر باد استفاده می شود.

اما در عمل، اسکلت بیرونی آسمان خراش گنگدو بسیار پیچیده تر از یک X بزرگ ساده است. به دلیل این که آسمان چانگدو معمولا ابری است، معماران می خواستند که برج گنگدو رو به جهت های مختلفی باشد تا در نتیجه نور طبیعی بیشتری بازتاب دهد. برخلاف اسکلت های بیرونی قدیمی تر که به طور مسطح روی نمای ساختمان قرار می گیرند، مانند مثلث های عظیمی که برج بانک چین در هنگ کنگ را پشتیبانی می کنند، ، هر مثلث مجاور در اسکلت بیرونی برج گنگدو در یک سطح متفاوت قرار دارد. مثلث ها در راستای وجوه فراوان ساختمان در هم تنیده می شوند و به نظر می آید که برج در هوا در حال چرخش است.

اسکلت بیرونی سه بعدی علاوه بر تحمل وزن ساختمان، باعث زیباتر شدن محیط داخلی ساختمان در مقایسه با اسکلت های بیرونی دو بعدی نیز می شود. زو می گوید: ” با دادن دید بیشتری از داخل، ساختمان روشن تر دیده می شود.”

در ساختنی بخوانید :
ایفل ، استخوان و معماری اعجاب برانگیز

در واقع، یک اسکلت بیرونی لزوما بهتر از دیگر تکنیک های تحمل وزن نیست بلکه تنها روشی دیگر برای سر پا نگاه داشتن آسمان خراش است که همزمان باعث کاهش مصرف مواد اولیه و در ضمن نمای بهتر ساختمان می شود. پون می گوید: گاهی اوقات از اسکلت های بیرونی استفاده می شود و گاهی نمی شود. بستگی دارد که چه چیزی طراحی معماری را پیش می راند.

با وجود همه این نوآوری های تکنیکی، اصول سازه ای که این مهندسین استفاده می کنند همان اصولی است که در ساخت اولین آسمان خراش ها استفاده می شد. به منظور انجام وظیفه، مهندسین سازه همچون پون مکان هایی که تمام نیروها می روند را ردیابی می کنند؛ تخته بتنی طبقه بالایی چگونه وزن را به تیر فولادی که آن را نگه داشته است انتقال می دهد، چگونه این تیرها وزن را به تیرهای بزرگتر انتقال می دهند، و سرانجام چگونه تمامی وزن به پی کل ساختمان انتقال می یابد.

امروزه کامپیوتر ها فرآیند نقشه کشی را بسیار سریع تر کرده اند معماران می توانند طرح های مفهومی خود را پیاده سازی کنند و مهندسین می توانند مدل های کامپیوتری را برای بررسی استحکام ساختاری هندسه ابتکاری بسازند، همان کاری که ساختن طرح هایی مثل برج گنگدو را ممکن می سازد. برای مقایسه، به گفته جان اشمریکوفسکی (John Shmerykowsky)، یک مهندس سازه که طی 50 سال روی بسیاری از ساختمان های مرتفع شهر نیویورک کار کرده است، ساختمان امپایر استیت که حدود 100 پا کوتاه تر از برج گنگدو است، با استفاده از یک خط کش مهندسی طراحی و همه محاسبات نیز با دست انجام شده است.

در ساختنی بخوانید :
خانه های آزمایشی کمپانی S-AR : ارزان و شخصی سازی شده

پس چه چیزی مهندسین را از ساختن ساختمان های بلندتر از این باز می دارد؟ قطعا دلیل آن فیزیک نیست. به گفته شمریکوفسکی ما می توانیم ساختمان هایی با ارتفاع دوبرابر آن چه تاکنون ساخته شده است بسازیم اما همه چیز به عوامل اقتصادی بستگی دارد. به عبارت دیگر ساختمان های مرتفع تر در حال حاضر برای سازندگان ارزش هزینه کردن را ندارند.

به علاوه، اکثر شهرها قوانین مربوط به شهرداری دارند که محدودیت هایی برای ساخت ساختمان های مرتفع وضع می کند تا از تداخل آنها با حمل و نقل هوایی و همچنین خدشه دار کردن زیبایی کلی افق شهر جلوگیری شود. از نظر مهندسان اگر خاک اطراف پی ساختمان بتواند وزن را تحمل کند ساختن آسمان خراش های بلندتر هم ممکن است.

پون می گوید:  امیدوارم روزی یک ساختمان یک مایلی طراحی کنم.

خیالی واهی و زیبا برای زمان حال !

منبع