عجائب الهندسة المعمارية
إن فهم طريقة عمل القوى قد مكّن الإنسان من بناء بعض الأبنية المدهشة. وكان المهندسون في الماضي يستخدمون المواد الطبيعية مثل الحجر والخشب والتربة. أما أبنية اليوم الضخمة فيتمّ بناؤُها من مواد أكثر قوة من صنع الإنسان، مثل الخرسانة والصلب.
الطوب عبارة عن كتل من الطين الذي جرى حرقه في الأفران، في حين أن الخرسانة هي خليط من الرمل والماء ومسحوق الإسمنت. عندما تجف الخرسانة في الهواء، يلتصق الأسمنت بالرمل لخلق مادة شديدة الصلابة كالصخر. تكون الخرسانة في البداية في صورة سائل لزج، ولهذا يمكن صبها في أي قالب قبل أن تجمد. يمكن أن يحمل الطوب والخرسانة أوزانًا ثقيلة جداً، إلا أن المهندسين قد استخدموا الصلب في بناء الأبنية الأكبر حجماً، حيث أنه سبيكة معدنية أقوى وأكثر مرونة. ويتكون الصلب في الغالب من الحديد مع كميات صغيرة من الكربون وغيرها من المواد المختلطة معه، وهذه الإضافات تجعل من المعدن مادة قوية جداً ويمكنه أن ينحني دون أن ينكسر، وهذا يعطي الأبنية الكبيرة كالجسور وناطحات السحاب القوة التي تحتاج إليها لتحمل الأوزان الثقيلة.
ملاحظة:-
السبيكة هي معدن مصنوع من خلال خلط معدنين أو أكثر، فالصلب مثلاً هو سبيكة من الحديد والكربون، وكذلك فالنحاس الأصفر هو سبيكة من النحاس والزنك، والبرونز هو سبيكة من النحاس والقصدير.
أهرامات الجيزة
أهرامات الجيزة واحدة من أعجب البنايات التي شيدت منذ حوالي خمسة آلاف عام. وهي الوحيدة الباقية حتي اليوم من عجائب الدنيا السبع القديمة، التي تضم منَارة الاسكندرية ومعبد أرتميس وضريح مسلولوس في مدينة هليكارناسوس وغيرها.
هل تعرف لم بقيت الأهرامات؟ ربما لأن الشكل الهرمي واحد من أكثر المنشآت استقرارًا. وقد شيد الهرم الأكبر "خوفو" عام 2589 ق.م ويتكون في أغلبه من الصخر المصمت، ويضم 2,6 مليون كتلة حجرية، وبداخله فقط ثلاث حجرات صغيرة ظاهرة للعيان. ولأن ارتفاعه يبلغ 147 مترًا، فقد ظل أطول بناء على وجه الأرض لمدة 3800 عام!
سور الصين العظيم
يمتد سور الصين العظيم على الحدود الشمالية بالصين، وقد تم تشييده لحماية مملَكتم من المغول والترك. يعتبر سور الصين العظيم مشْروعًا دفاعيًّا قديمًا ونادرًا في التّاريخ المعْمارِي البشري. بدأ تشييد سور الصين العظيم قبل أكثر من 2000 عام، وقد تسارعت وتِيرة بناء السور بعد توحيد الصين عام 221 ق.م، وانتهت الأعمْال عام 204 ق.م، وقد شارك في بنائه أكثر من 300000 شخْص. واصلت أسرة "سوي" أعمال البناء من عام 589 - 618 م. وقامت أسرة "منغ"(1368 - 1644) بمد السور وتدعيمه، واستبدال الأجزاء التي بنيت بالطين بالحجارة، وقد وصل طول السور إلى 6400 كم ليصبح أطول بناء في التاريخ.
تم بناء السور من الحجارة والطين، ويبلغ ارتفاعه 7,6 تقريبًا، ويوجد على كل 150 م برج مراقبة ارتفاعه 12م، كما يمر السور على تضاريس مختلفة مثل الجبال والأجرف وغيرها.
قامت اليونسكو عام 1987 بإضافة سور الصين العظيم إلى قائمة التراث العالمي، كما تم تصنيفه من ضمن عجائب الدنيا السبع الجديدة.
بناء الجسور
لا شك أن الحجر والخرسانة وحدهما ليسا مرنين بما فيه الكفاية لبناء جسر طويل. فوزن الجسر سيكون أثقل من اللازم ولن يتمكن من دعم نفسه بنفسه. وهناك طريقة واحدة لحل هذه المشكلة وهي دعم الهيكل بأقواس، مثلما فعل الرومان القدماء عندما بنوا القناطر المتعددة الركائز. فبدلًا من أن يكون وزن الجسر متجهًا نحو الأسفل مباشرة، فإن منحنى القوس يوزع هذا الوزن على ضلعي أو جانبي القوس، وبالتالي فإن الجسر يمكنه أن يمتد عبر مساحات أطول. أما في حالة الجسور الحديثة الضخمة فيتم ذلك بطريقة أخرى؛ حيث يتم تعليق الطريق بكابلات فولاذية سميكة تدعمها أعمدة متينة. ويمكن للجسور المعلقة مثل جسر "كليفتون" في المملكة المتحدة، أن تعبر الأنهار العميقة وتترك مكانًا للسفن لتمر من تحتها.
المنازل القبابية
في الأربعينيات من القرن الماضي، كان هناك أزمة في الإسكان في الولايات المتحدة، فكان يجب تصميم المنازل اللازمة وبناؤها بسرعة. فابتكر المهندس المعماري باكسمينستر فولر فكرة ذكية لبناء منازل قبابية من أشكال مثلثة؛ لأن المثلثات قوتها تعادل ضعف قوة المستطيلات. وكان نصف الكرات الكبيرة هذه أقوى وأخف وزنًا، وأسرع في البناء من معظم المباني. وكانت تعرف باسم القباب الجيوديسية؛ لأن كلمة جيوديسي تعني أقصر خط بين نقطتين على سطح منحن. والآن يتم استخدامها في الغالب في المنشآت الصناعية والملاعب والمشاتل. وتوجد هذه القباب أيضًا في ملاعب الأطفال، لأن تسلقها ممتع.