Kuidas märgata hoonetes peidetud tehnikanippe

Tala õrn kõver. Savitellise eriline kuju. Sõrestike seeria teravad nurgad. Võite vaadata neid hoonete, sildade ja rajatiste elemente esteetilise ja kunstilise kujunduse osana või võib-olla olete need täielikult kahe silma vahele jätnud. Kuid Londonis asuva ehitusinsener Roma Agrawali jaoks ei mängi need visuaalsed võlud olulist rolli mitte ainult hoone ilus, vaid ka füüsikas, mis takistab konstruktsiooni lagunemist.

Tema uues raamatus Ehitatud: varjatud lood meie struktuuride taga , Agrawal uurib ehitusinseneri arengut – iidsetest massiivsetest kuplitest, mis ei kuku kokku oma raskuse mõjul, kuni tänapäevaste pilvelõhkujateni, mis eiravad gravitatsiooniseadusi. Nagu Agrawal selgitab, kui eemaldate hoone kihid – kuni selle sisikonnani välja – leiate infrastruktuuriga seotud insenerinippe. Ta ühineb Iraga, et paljastada mõned varjatud inseneriteadused, materjaliteadused, keemia ja füüsika, mis aitavad struktuuretoetavad oma kaalu.

[ Lugege katkendit Roma Agrawali raamatust Ehitatud. ]

Võite proovida neid elemente ise märgata! Vaadake mõningaid nutikaid, silmapaistmatuid ehituskomponente, mis on aidanud inseneridel teha hämmastavaid ehituslikke saavutusi.

John Hancocki torn

Pime 100-korruseline John Hancocki torn kõrgub Chicago siluetis – risttahukas pilvelõhkuja, mis on tuntud oma julge musta X-võrega välisilme poolest. Kuid ikooniline disain toimib ka eksoskeleti rollis, mis kinnitab torni ja vähendab külgkoormust, kandes selle välissammastesse. Selle kujundas arhitekt Fazlur Rahman Khan 1965. aastal.

Golden Gate'i sild

San Francisco kuulsa rippsilla kõige äratuntavam joon on ilmselt kaks torni, mis piiluvad lahe udu kohal. Kui aga vaatate tähelepanelikult silla külgedel olevat mustrit, märkate kogu silla pikkuses geomeetrilist järjestust. See sõrestike võrgustik aitab jõudu jaotada. Peegeldatud N-kujuline muster võimaldab kasutada vähem materjali, muutes selle kergemaks – see on ülioluline pikkade vahemaadega sildade ehitamisel.

Burj Khalifa

Burj Khalifa on maailma kõrgeim kunstlik ehitis, mille kõrgus on 2700 jalga. Kuidas ehitasid insenerid Dubai megatalli pilvelõhkuja? Torude seeria – ja ei, mitte Internet. Täpselt nagu see, kuidas mitmed kokku koondunud plastikkõrred on palju tugevamad kui üksi seisev kõrs, koosneb Burj Khalifa torude seeriast, millest igaühel on oma eksoskelett, selgitab Agrawal. Konstruktsiooni allosas on rohkem lühemaid torusid, mis tugevdavad torusid, mis eskaleeruvad kõrgeima punktini. Ülalt vaadates võtab torukujuline struktuur õitseva lille kuju, tagades samal ajal ka kõrge hoone võimalikult stabiilse püsimise.

Kornišon

Sarnaselt Hancocki torniga on ka hapukurgikujulisel 30 St Mary Axel Londonis, rahvasuus tuntud kui Gherkin, ainulaadne eksoskelett. Sinakasroheline toonitud klaas on põimitud teemantide seeriaga, suured ristuvad terastalad moodustavad diaruudustiku. Gherkini eksoskelett on 'nagu kilpkonna kest', kirjutab Agrawal oma raamatus. See peab vastu ja jaotab jõud kuni vundamendini, samuti aitab kaasa hoone kõikumistele.

Panteon

Roomlased olid tõesed betooni meistrid , ja Pantheon on selle meisterlikkuse eeskujuks. Pantheoni betoonkupli sisemus, mille oculus heidab marmorpõrandale eeterlikku päikesekiirt, on hingemattev vaatepilt. Aga üks oluline nipp, mis kupli terviklikkust säilitab, on tegelikult näha vaid hoone väljast. Lisaks kupli aluse paksemaks muutmisele lisasid roomlased ka seitse betooni astet, mis tiirlevad ümber aluse. Need sammud, mis ulatuvad umbes poole kuplini, aitavad mõningatele pingejõududele vastu seista, selgitab Agrawal oma raamatus. Kontsentrilisi astmeid on näha ka teistes kuppelhoonetes, näiteks Columbia ülikooli madala mälestusraamatukogus.