برج ویلیس شیکاگو، آسمان خراشی که نوسان می‌کند

برج ویلیس (The Willis Tower) از سال ۱۹۷۳ تا سال ۱۹۹۸ (که برج‌های پتروناس مالزی در این سال ساخته شده‌اند.) به‌عنوان بلندترین ساختمان جهان بوده است. این برج یک شاهکار بزرگ مهندسی بود، زیرا به‌علت ارتفاع زیاد احتمال واژگونی آن توسط نیروی باد آن هم در شهری مثل شیکاگو بسیار زیاد می‌باشد.

سرگردان در آسمان

چند رشته اسپاگتی پخته نشده را تصور کنید که به‌صورت عمودی روی زمین قرار داده شده‌اند و شما چند سانتی‌متر پایه زیر این اسپاگتی‌ها به‌‌عنوان پی قرار داده‌اید. اگر به آن چند ضربه وارد کنید، به‌احتمال زیاد خواهد شکست.  حالا تصور کنید چند رشته اسپاگتی پخته شده که از انگشتان شما آویزان هستند، در اختیار دارید؛ در این حالت هر‌چه به آن ضربه وارد کنید، نمی‌شکند.

نتیجه این است که برای جلوگیری از شکسته شدن باید انعطاف‌پذیر بود. این موضوع یکی از اصول طراحی برج‌های ویلیس است. با طراحی درست و خلاقانه می‌توان محدودیت‌های مهندسی را از بین برد، اما یک مشکلی راجع‌ به این برج‌های ویلیس وجود دارد؛ آن‌‌ هم باد‌های بسیار شدیدی هستند که از سمت دریاچه میشیگان (Michigan) می‌وزند. قدرت این بادها به ‌قدری است که اگر شما در بالای برج قرار بگیرید تا قبل از این که احساس خطر کنید، شما را به ارتفاع یک متر به بالا پرتاب خواهد کرد. حتی در یک روز آرام، برج حدود ۶ اینچ (۱۵ سانتی‌متر) در هر دو جهت می‌چرخد. برای مقایسه ساختمان امپایر‌ استیت (Empire State) در حدود یک اینچ در برابر باد تغییر می‌کند.

اگر شما در داخل ساختمان باشید، امکان دارد که متوجه این تکان‌های شدید ساختمان نشوید. کافی است که در اینترنت دنبال ویدیو‌های تکان خوردن این برج بگردید؛ خواهید دید که کارمندان آن زمانی متوجه می‌شوند که در حال حرکت به عقب و جلو هستند که اشیاء یا آب داخل لیوان آن‌ها در حال حرکت است.

ابتکاری جدید برای ساخت‌وساز

امکان ساخت ساختمان‌هایی با چنین ارتفاع‌هایی و انعطاف‌پذیری زیاد را مدیون روش بسیار خلاقانه لوله‌ای فضلور رحمان خان (Fazlur Rahman Khan) هستیم. او از مصالح بسیار سبک برای ساخت برج استفاده کرده است که آن را بسیار سبک‌تر از ساختمان‌های هم‌اندازه‌ی خود می‌کند. خان از لوله‌ی فولادی تو خالی به‌جای ستون‌های سنگین توپر استفاده کرد. این روش مبتکرانه‌‌ی او سال‌ها الهام‌بخش ساخت سایر برج‌ها شده است.

مشکل غلبه بر نیروی باد تنها علت ساخت این برج‌های انعطاف‌پذیر نیست، بلکه معماران در سراسر دنیا با الهام گرفتن از روش انعطاف‌پذیری خان بر بسیاری از مشکلات ساخت‌ و ساز از جمله مشکل زمین‌لرزه غلبه کرده‌اند. در حقیقت بسیاری از محققین ادعا می‌کنند برج‌های مدرن در هنگام وقوع زمین‌لرزه از امن‌ترین مکان‌ها هستند. همه‌ی این‌ها نشان‌دهنده‌ی این موضوع است که چه میزان تفکر خارج از جعبه می‌تواند منجر به چیز‌های بزرگی شود. شما می‌توانید در کانال اسمیتسونیان (Smithsonian) دیدی از معماری زیبای این برج را مشاهده کنید.