Piramid Mesir adalah bangunan pencakar langit pada zaman mereka - dan telah berdiri selama 5.000 tahun. Adakah pencakar langit moden dapat mengulangi prestasi seperti itu? Retakan pertama muncul pada bulan April. Menjelang 29 Jun 1995, jaringan retakan besar telah tersebar di siling lantai lima salah satu pasar raya paling sibuk di Seoul. Beberapa jam kemudian, bangs kuat keluar dari bumbung. Retakan tumbuh.
Mesyuarat dewan tergempar dipanggil, tetapi ketua dengan tegas menolak untuk mengosongkan, dengan alasan kehilangan keuntungan. Kemudian dia meninggalkan bangunan.
Pukul lima petang, siling lantai lima mula runtuh. Belanja berterusan seperti biasa sehingga penggera dibunyikan hampir sejam kemudian. Tetapi sudah terlambat. Pertama, bumbungnya runtuh, dan kemudian tiang penyangga utama bangunan dibawa ke atas, akibatnya seluruh sayap selatan bangunan runtuh ke ruang bawah tanah. 1,500 orang terperangkap - termasuk anak tiri ketua - dan 502 tidak pernah keluar dari situ.
Keruntuhan kedai serbaneka Samsung adalah contoh betapa rapuhnya struktur moden. Walaupun dengan bahan, peralatan dan pemahaman terkini mengenai fizik, bangunan ini tidak bertahan lima tahun, apalagi 5000.
Sementara itu, piramid Mesir mengumpulkan banyak penonton selama ribuan tahun. Gempa bumi, hakisan, vandalisme - piramid telah bertahan walaupun kejatuhan peradaban dan transformasi Sahara dari padang rumput yang subur ke padang pasir yang luas hari ini.
Piramid Besar Giza - dibina pada tahun 2540 SM - tidak ada tandingannya dengan bahan, reka bentuk, dan kejuruteraan, baik sebelum dan sesudah bangunan. Pelancong Yunani kuno berjalan beribu-ribu kilometer untuk melihat bloknya, digilap ke titik di mana mereka digambarkan bersinar; nama-nama pengembara boleh dipahat di dinding piramid hingga ke hari ini.
Cleopatra tinggal lebih dekat ke bangunan tertinggi di dunia hari ini - Burj Khalifa - daripada makam monumental ini. Ketika raksasa terakhir mati, dia sudah berusia 1000 tahun.
Video promosi:
Piramid Giza adalah pencakar langit pada zamannya, melampaui bangunan mana pun di dunia, hingga akhirnya, sekitar 700 tahun yang lalu, Katedral Lincoln dibina. "Orang Mesir kuno mencipta - saya benci mengatakannya - tempat pelancaran bagi orang mati untuk pergi ke matahari dan bintang," kata Donald Redford, yang telah mempelajari piramid selama empat puluh tahun.
Melangkah pantas ke 2016, di mana kita telah menutup langit dengan pencakar langit, menara jam dan robot 20 tingkat, dan kita merancang untuk membina sebuah bangunan setinggi setengah kilometer. Walaupun belum diketahui sama ada ia boleh dibina sama sekali. Kita memasuki era pencakar langit kerana semakin banyak orang melakukan perjalanan dari kampung ke bandar yang sesak.
Bangunan-bangunan ini mesti menahan kekuatan yang luar biasa agar tetap tegak, termasuk sambaran kilat berterusan dan angin bertiup dengan kecepatan 150 km / jam - belum lagi kesan graviti yang berterusan. Di beberapa kawasan, gempa bumi kuat dapat ditambahkan ke senarai ini. Apakah rahsia piramid? Bolehkah bangunan pencakar langit moden bertahan?
Sebenarnya, usia piramid yang mengagumkan itu bukan kebetulan. Orang Mesir kuno percaya bahawa kehidupan setelah kematian akan kekal, dan berusaha keras untuk menjaga kubur mereka juga. Reka bentuk piramid berubah selama ribuan tahun ketika pembangunnya bereksperimen dengan bahan dan seni bina agar sesuai dengan cita-cita mereka.
"Mereka selalu mengatakan itu adalah bangunan 'untuk selama-lamanya', 'selamanya dan selamanya' - ungkapan-ungkapan ini selalu ada dalam perbendaharaan kata mereka," kata Redford, yang kini berada di Penn State University. Mereka begitu yakin dengan kemampuan mereka sehingga "berjuta-juta dan berjuta-juta tahun" termasuk dalam nama banyak piramid.
Di sebalik semua percubaan dan keterlaluan mereka, orang Mesir tidak tahu dengan tepat apa yang mereka lakukan, dan ini lebih banyak kelebihan mereka daripada kerugian. Untuk mengisi jurang dalam memahami undang-undang fizik, piramid pertama dibina dengan mempertimbangkan semua kemungkinan kubu. Mereka tahu mengenai tiang, tetapi tidak tahu bahawa mereka boleh menyokong atap. Oleh itu, dinding tambahan ditambahkan untuk berjaga-jaga.
Penjelasan lain adalah ukurannya yang besar. Ambil Piramid Besar, yang lebih merupakan gunung buatan manusia daripada bangunan yang terbuat dari hampir enam juta tan batu padat. Lima ribu tahun tidak masuk akal, memandangkan batu kapur yang membentuk blok piramid telah berada di tanah selama 50 juta tahun atau lebih.
Pencakar langit moden, secara perbandingan, ringan dan pintar. Hanya memerlukan 110,000 tan konkrit dan 39,000 tan keluli untuk membina Burj, yang merupakan enam kali ketinggian Piramid Besar. Mereka merancang bangunan yang akan kekal selamanya - bukan keutamaan hari ini. Kami merancang bangunan praktikal untuk didiami,”kata Roma Agrawal, jurutera awam yang bekerja di bangunan Shard di London.
Seperti piramid pertama, generasi pencakar langit paling awal mungkin yang paling dipercayai. Ketika pesawat B-52 menabrak Bangunan Empire State pada tahun 1945, bangunan itu dibuka semula beberapa hari kemudian. "Pada awal abad ke-20, semuanya dikira dengan tangan, jadi jurutera menambahkan keluli tambahan sekiranya berlaku," kata Agrawal. Walaupun Empire State Building adalah separuh dari ukuran Burj, beratnya lebih tinggi dua pertiga.
Sebagai tambahan kepada semua risiko biasa, bangunan di awan menanggung beratnya sendiri. Untuk bertahan hingga tahun 7000 Masihi - iaitu hidup selagi piramid hidup - pencakar langit harus melawan hujan, angin dan ribut petir selama ribuan tahun.
"Angin adalah masalah khusus untuk bangunan tinggi," kata Bill Baker, jurutera reka bentuk Burj. Apabila angin bergegas melewati objek yang diperkemas, seperti pohon atau tiang lampu, ia berpusing menjadi satu hembusan teratur yang mengelilingi objek terlebih dahulu ke kiri, kemudian kembali ke kanan, kemudian kembali ke kiri, dan kerana perubahan arah angin, objek itu bergoyang. Dalam angin kencang, Burj dapat berayun hingga satu setengah meter di setiap arah.
Masalahnya, semakin tinggi, semakin cepat angin. Untuk mengelakkan bangunan pencakar langit - dan orang-orang di atas untuk menghilangkan mabuk laut - jurutera merancang bangunan berbentuk tidak teratur yang menghalang angin dan menghancurkan organisasinya. Dari sudut pandang seni bina, bangunan itu mungkin kelihatan terlalu mewah, tetapi profil Burj dan Shard yang bergerigi khas lebih untuk keselamatan daripada keindahan.
Bahkan taufan tidak akan menggegarkan mereka. "Jika itu adalah bangunan biasa, ia harus tahan terhadap taufan yang terjadi setiap 700 tahun sekali," kata Baker. Bangunan-bangunan penting seperti Burj Khalifa akan dapat mengatasi peristiwa yang berlaku setiap beberapa milenium.
Dan ada juga kilat. Emiriah Arab Bersatu, di mana Burj berada, mengalami sekitar 10 ribut petir setahun. Serangan kilat berbilion volt sekuat reaktor nuklear. "Saya berada di Dubai semasa ribut petir dan Burj seperti tongkat kilat untuk seluruh kota - kilat menyerang setiap minit," kata Baker.
Nasib baik, ada jalan penyelesaiannya. Semasa pembinaan, cangkang keluli bangunan diikat bersama - setiap batang keluli, setiap bingkai tingkap - hingga ke pangkal. Ia berfungsi sebagai sangkar Faraday raksasa, penutup pelindung yang serupa dengan dawai pada ketuhar gelombang mikro yang memastikan kandungannya selamat dengan menyekatnya dari elektrik. "Saya telah bercakap dengan kru kerja setelah ribut petir yang sangat kuat dan mereka tidak mengalami kerosakan," kata Baker.
Walaupun semasa gempa bumi, bangunan pencakar langit berdiri dengan baik. Semakin cepat dia mengecut, semakin baik. Ini semua mengenai perkara seperti resonans. Sekiranya tanah bergetar pada frekuensi yang sepadan dengan kelajuan ayunan bangunan, ia akan berayun lebih cepat dan lebih cepat sehingga runtuh, mungkin. "Bangunan sempit akan memakan waktu lebih lama untuk bergoyang-goyang - 11 saat untuk Burj - jadi mereka akan bergerak, tetapi tidak runtuh," kata Baker.
Tetapi ia tidak boleh dipercayai sepenuhnya: sama seperti kita memecahkan klip kertas, membongkok dan membengkokkannya berulang kali, jika keluli terganggu terlalu kerap, ia akan pecah.
Jauh lebih berbahaya adalah air.
Pada tahun 1930-an, 96 dari 100 bangunan tertinggi di dunia terbuat dari besi. Pada masa ini, kebanyakan bangunan bandar dibina daripada konkrit bertetulang keluli (konkrit bertetulang), yang menggabungkan kekuatan tegangan (keupayaan menahan peregangan) logam dan kekuatan mampatan (kemampuan menahan penghancuran) batu.
Apabila disimpan di tempat yang kering, konkrit bertetulang adalah bahan luar biasa yang dapat bertahan selama-lamanya. Tetapi di kawasan dengan tahap sedimen yang tinggi, asid lemah di dalam air perlahan-lahan bertindak balas dengan batu kapur di simen dan membawanya keluar - karat dan lubang keluli muncul di bangunan.
"Bahwa piramid berada di lingkungan kering sangat penting," kata Michelle Barsum, seorang saintis bahan di Drexel University di Philadelphia. Walaupun di Sahara yang dijemur, piramid pertama jatuh di bawah air.
Selama bertahun-tahun dipercayai bahawa orang Mesir akhirnya mengetahuinya dan belajar bagaimana memotong blok dengan lebih ketat, tetapi bagaimana sebenarnya tetap menjadi misteri. Kemudian, pada awal tahun 2000-an, seseorang akhirnya mendapat idea untuk mengkaji batuan di bawah mikroskop beresolusi tinggi. Itu adalah Michel Barsum, dan dia melihat batu-batu ini bukan batu kapur semula jadi, melainkan dibentuk dari bentuk simen awal.
Sebagai pakar dalam bidang seramik - Barsum tidak pernah mempelajari piramid - dia tidak dapat menolak prospek menggoda untuk mengetahui dengan pasti. Jauh di dalam blok kuno, dia menemukan petunjuk yang fasih: alga mikroskopik, diatom, yang cangkang kerasnya sebagian terhakis oleh simen alkali. "Kira-kira 90% piramid terbuat dari batu berukir, sisanya dilemparkan," kata Barsum.
Orang Mesir membuat batu mereka dari empat komponen utama: batu kapur, kapur, air dan lumpur. Mereka bertindak balas antara satu sama lain untuk membentuk pelekat kimia. Yang paling penting, apabila pelekat bertambah, ia kembali ke keadaan semula jadi komponen, mengubah simen kembali menjadi batu. "Baunya dan terlihat seperti batu kapur semula jadi," kata Barsum.
Tetapi jika cangkang konkrit utama pencakar langit relatif kuat, nasib tingkap di dalamnya kurang telus. Berat kaca seperti granit dan mempunyai kekakuan aluminium; ia akan memerlukan 10 tan tekanan untuk menghancurkan satu sentimeter padu. Bahkan laut akan memerlukan 50 tahun penggilingan untuk mengubah kaca menjadi kerikil halus berwarna di pantai. Namun gelasnya tidak sempurna. Ia boleh retak secara spontan. Tidak ada yang tahu mengapa.
Walaupun dengan lapisan kaca berganda, jika tidak dijaga, kebanyakan tingkap tidak akan bertahan lama. "Kaca tidak terlalu dipengaruhi oleh persekitaran, tetapi disebabkan oleh getaran angin, ribut petir dan pengaruh lain, akhirnya pecah," kata Konstantinos Tsavdaridis, seorang saintis bahan di University of Leeds.
Akhirnya, adakah kaca akhirnya akan mengalir ke bahagian bawah bingkai? Idea ini didasarkan pada fakta bahawa tingkap abad pertengahan biasanya lebih tebal di bahagian bawah dan kaca itu, sebenarnya, adalah cairan yang sangat likat: dan selama beratus-ratus tahun kaca dapat mengalir ke bahagian bawah bingkai.
Pada tahun 1998, idea popular ini dibantah dengan kuat oleh sekumpulan ahli fizik, yang mengira bahawa akan memakan masa "jauh lebih lama daripada usia alam semesta" untuk setiap perubahan ketara pada kaca terjadi pada suhu bilik. Ketebalan kaca kuno yang tidak rata sama sekali rawak - pembuatan gelas walaupun beberapa ratus tahun yang lalu tidak begitu mudah.
Oleh itu, bolehkah bangunan pencakar langit moden membuat mereka takut?
Bill Baker berpendapat demikian. "Bahan binaan cukup baik hari ini. Kecuali saat-saat ketika mereka gagal, dan jika disokong."
Agrawal bersetuju. "Sekiranya anda menjaga mereka, mengapa tidak."
Menurut Konstantinos, struktur konkrit akan bertahan lebih lama, kerana karat yang terbentuk pada konkrit bertetulang membunuhnya. Tetapi Redford ragu bahawa bangunan kami akan bertahan lama. Bagaimanapun, ini adalah struktur fungsional yang hanya menjalankan tugas mereka. Lebih mudah membuangnya. Sebahagian besar bangunan pencakar langit akan dirobohkan sebelum jatuh. Lagipun, Piramid Besar bukanlah satu-satunya bangunan yang menakjubkan 4,500 tahun yang lalu.
Labirin yang disebut itu dikatakan lebih luar biasa. “Ketika sejarawan Yunani, Herodotus melihatnya, dia tersentak. Dia tidak dapat menggambarkan ukuran dan berat blok terbesar yang masuk ke dalam bangunan,”kata Redford. Anda tidak akan menemui bangunan seperti ini hari ini. Labirin itu dijarah, dan batu bata digunakan untuk membina bangunan lain. Sekiranya anda berjalan di jalan-jalan lama Kaherah dan mempelajari asas-asas bangunan lama, kadang-kadang anda dapat menemui prasasti hieroglif dari bangunan itu.
Sekiranya kita tidak merobohkan bangunan pencakar langit, misalnya, di New York, dan mereka tidak jatuh, maka pada tahap pembinaan pada tahun 7000 akan ada 10,000 bangunan setinggi 160 meter. Mungkin kita akan mempunyai sesuatu yang boleh dibanggakan. Mengapa kita lebih teruk daripada orang Mesir kuno?
ILYA KHEL
