در سال ۱۹۵۶،
معمار فرانک لوید رایت
طرح آسمانخراشی با ارتفاع بیش از ۱/۶ کیلومتر را مطرح کرد.
که قراربود بلندترین ساختمان دنیا شود،
با اختلاف بسیار زیاد --
پنج برابر ارتفاع برج ایفل.
اما منتقدان بسیاری به این معمار خندیدند،
و بر سر اینکه مردم باید مدت زیادی برای آسانسور صبر کنند بحث کردند،
یا حتی بدتر، ممکن است برج با وزن خودش فرو بریزد.
اکثر مهندسان موافقت کردند،
و با وجود تبلیغات حول این طرح،
برج تایتانیک هیچگاه ساخته نشد.
اما امروز،
ساختمانهای بزرگ و بزرگتر در جای جای جهان ساخته شدهاند.
شرکتها حتی آسمانخراشهایی که بیش از یک کیلومتر ارتفاع دارند را طراحی میکنند،
مانند برج جده در عربستان سعودی،
سه برابر اندازه برج ایفل.
خیلی زود،
ارتفاع ۱/۶ کیلومتری شگفت انگيز رایت ممکن است به واقعیت بپیوندد.
پس دقیقا چه چیزی جلوی ما را
از ساختن این ابرسازهها در ۷۰ سال پیش میگرفت،
و چگونه امروز ما چیزی با ارتفاع ۱/۶ کیلومتر میسازیم؟
در هر پروژه ساختمانی،
هر اشکوب از سازه باید قادر به نگهداری اشکوب بالای خود باشد.
هر چه بلندتر ساختهایم،
فشار گرانش بیشتری از اشکوبهای بالاتر به اشکوب پایینتر وارد میشود.
این اصل مدتهای زیادی شکل ساختمانها را به ما تحمیل کرده است،
و باعث شده معماران برجسته باستان برای اهرام پیهای عریضی تعبیه کنند
که سطوح کوچک بالایی را تحمل کند.
اما این راهحل برای خط آسمان شهری کاملاً بی معنی است -
هرمی با آن ارتفاع تقریباً ۲ کیلومتر پهنا خواهد داشت،
که به سختی میشود در مرکز شهر آن را جای داد.
خوشبختانه ،با مصالحی سخت مانند بتن میتوان از فرمهای غیرکاربردی دوری کرد.
و ترکیب بتن مدرن با فیبرهای-فولادی استحکام آن را تقویت میکند
و پلیمرهای کاهنده آب از ترک خوردگی جلوگیری میکند.
بتن موجود در بلندترین برج دنیا، برج خلیفه دبی،
میتواند فشاری حدود ۸٫۰۰۰ تن بر هر مترمربع را تحمل کند --
وزن بیش از ۱٫۲۰۰ فیل آفریقایی!
البته، حتی اگر ساختمان بار خود را تحمل کند
هنوز به تکیهگاه زمین نیاز دارد.
بدون پی،
ساختمانهایی با بار اینچنینی فروریخته، ویران شده، یا خم خواهند شد.
برای جلوگیری از فرورفتن تقریباً نیمی از برج میلیون تنی،
۱۹۲ نگهدارنده بتن و فولاد که شمع نامیده میشوند در عمق بیش از ۵۰ متری دفن شدهاند.
اصطکاک بین شمع و زمین
این سازه عظیم را حفظ میکند.
گذشته از شکستدادن گرانش،
که ساختمان را پایین میکشد،
یک آسمانخراش همچنین باید برباد پرفشار غلبه کند،
که فشار جانبی وارد میکند.
به طور متوسط در روز،
باد قادربه وارد کردن نیرویی بالغ بر ۷ کیلوگرم بر متر مربع در ساختمانهای بلندمرتبه است-
به قدرت تندبادی از توپ بولینگ.
طراحی آیرودینامیک سازهها،
مانند برج صیقلی شانگهای درچین،
میتواند این نیرو را تا یک چهارم کاهش دهد.
قاب خمشی داخل یا خارج از ساختمان
میتواند باقی نیروی باد را جذب کند.
به مانند برج لاتی در سئول.
اما با تمامی این اقدامات،
شما هنوز هم میتوانید حرکت نوسانی رو به عقب و جلو را حس کنید
بیش از یک متر در طبقات فوقانی در طی طوفان.
برای جلوگیری از تکان بواسطه باد در بالای برج،
بسیاری از آسمانخراشها یک وزنه صد تنی تعادل به کار گرفتهاند
به نام «میراگر جرمی تنظیمشونده.»
برای مثال، در تایپه ۱۰۱
یک گوی فلزی عظیم بالای طبقه ۸۷ آویزان است.
هنگامیکه باد ساختمان را تکان میدهد،
این گوی کارش را آغاز میکند،
و نیروی جنبشی ساختمان را جذب میکند.
همانطور که حرکاتش برج را دنبال میکند،
سیلندرهای هیدرولیکی بین گوی و ساختمان
انرژی جنبشی را به گرما تبدیل میکند،
و سازهٔ درحال نوسان را پایدار میکند.
با تمام این فنآوریها موجود،
سازههای عظیم ما میتوانند ایستا و پایدار باشند.
اما حرکت درون ساختمانهایی با این عظمت به خودی خود چالش برانگیز است.
در دوره رایت،
سریعترین آسانسورها ۲۲ کیلومتر در ساعت حرکت میکردند.خوشبختانه،
آسانسورها امروز بسیارسریعترند و با سرعت بیش از ۷۰ کیلومتر درساعت حرکت میکنند
با استفاده از نیروی بالقوه ریلهای مغناطیسی بدون اصطکاک در کابینهای آینده
برای سرعتی به مراتب بیشتر.
و الگوریتمهای مدیریت عبورومرور مسافران را بر اساس مقصد گروهبندی میکنند
تا مسافران و کابین خالی را به جایی که باید باشند برسانند.
آسمانخراشها از زمانیکه رایت طرح برج ۱/۶ کیلومتریاش را مطرح کرد راه طولانی آمدهاند.
جایی که فکر میکردند ایدهای غیرممکن است
به فرصتی معمارانه تبدیل شده است.
امروز تنها مسئله باقیمانده زمان است
تا یک ساختمان از ۱/۶ کیلومتر بلندتر شود.