کاخ 2800 ساله‌ای که احتمالا «16 طبقه» داشته است
کاخ باستانی گرات بِئال گیبری در منطقه یِها در شمال اتیوپی، سازه‌ای بسیار نیرومندتر از آن چیزی بوده که بقایای امروزی آن نشان می‌دهد. یک مطالعه جدید با استفاده از مدل‌سازی سه‌بعدی رایانه‌ای نشان می‌دهد دیوارهای این کاخ ۲۸۰۰ ساله ظرفیت تحمل وزن ساختمانی بسیار بلندتر از بازسازی‌های پیشین را داشته‌اند.
فرادید| پژوهشگران با بررسی دقیق دو بخش از دیوارهای کاخ، از جمله یک گوشه و یک ورودی، دریافتند که حتی در سناریوهای محافظه‌کارانه و با فرض مصالح ضعیف‌تر، این سازه می‌توانسته بار ساختمانی معادل ۱۶ طبقه را تحمل کند. این یافته شواهد تازه‌ای درباره معماری چندطبقه و توان مهندسی سازندگان این کاخ در آغاز هزاره نخست پیش از میلاد ارائه می‌دهد.
به گزارش فرادید؛ گرات بِئال گیبری یکی از بناهای مهم محوطه باستانی یِهاست و بقایای یک کاخ بزرگ از اوایل هزاره نخست پیش از میلاد را در خود جای داده است. امروزه تنها بخش‌هایی از طبقه همکف باقی مانده و همین موضوع باعث شده باستان‌شناسان درباره ارتفاع واقعی بنا اختلاف نظر داشته باشند. بازسازی‌های رایانه‌ای پیشین، ساختمانی با پنج طبقه کامل و سه طبقه کوچک‌تر در بخش بالایی را پیشنهاد کرده بودند؛ یعنی در مجموع حدود هشت طبقه.
تصویر فرضی بازسازی شده از کاخ
اما ضخامت دیوارها نشان می‌دهد سازندگان برای تحمل بار بسیار زیادی آماده شده بودند. دیوارهای سکوی اصلی حدود ۲٫۲ متر و دیوارهای طبقه همکف حدود ۱٫۹ متر ضخامت داشتند. یک راه‌پله نیز در گوشه جنوب شرقی بنا باقی مانده و ورودی اصلی کاخ با ستون‌های سنگی عظیمی به ارتفاع حدود ۱۰ متر طراحی شده بود.
آزمایش مقاومت کاخ با مدل سه‌بعدی
مارتین دریِشنر و مایک شنله برای بررسی اینکه چنین سازه‌ای از نظر مهندسی تا چه اندازه امکان‌پذیر بوده، دو بخش از دیوارها را به صورت سه‌بعدی بازسازی و با مدل‌های رایانه‌ای آزمایش کردند. یکی از مدل‌ها یک گوشه دیوار و دیگری یک ورودی را نشان می‌داد. در این مدل‌ها ویژگی‌های مختلفی برای مقاومت و انعطاف‌پذیری سنگ، ملات و تیرهای چوبی در نظر گرفته شد.
این احتیاط ضروری بود، زیرا ویژگی‌های دقیق مصالحی که ۲۸۰۰ سال پیش استفاده شده‌اند، دیگر قابل اندازه‌گیری مستقیم نیستند. دیوارهای کاخ از سنگ‌های استخراج‌شده از معدن، ملات رسی و تیرهای چوبی ساخته شده بودند. تیرهای چوبی نیز به صورت لایه‌های افقی در میان دیوارهای سنگی قرار گرفته بودند؛ روشی که با برخی شیوه‌های ساختمانی مشابه در جنوب عربستان تفاوت داشت.
ظرفیت تحمل بار بسیار بیشتر از انتظار
نتایج مدل‌سازی اولیه شگفت‌انگیز بود. در شرایطی که ویژگی‌های مصالح بر اساس مقادیر مشخصی تعیین شده بود، مدل گوشه دیوار توانست باری معادل وزن حدود ۴۸ طبقه را پیش از شکست تحمل کند و مدل مربوط به ورودی نیز به ظرفیت معادل حدود ۵۶ طبقه رسید.
بقایای امروزی کاخ
البته این اعداد به این معنا نیستند که کاخ واقعاً می‌توانسته ۴۸ یا ۵۶ طبقه ارتفاع داشته باشد. این ارقام فقط ظرفیت اضافی دیوارهای آزمایش‌شده را در شرایط مدل‌سازی نشان می‌دهند. در واقع پژوهشگران می‌خواستند بدانند دیوارها تا چه اندازه بیش از بار موردنیاز یک ساختمان معمولی از همان طرح، توان تحمل دارند.
حتی با فرض مصالح ضعیف‌تر، ۱۶ طبقه ممکن بود
پژوهشگران سپس ویژگی مصالح را تغییر دادند تا ببینند اگر سنگ و ملات عملکرد ضعیف‌تری داشته باشند، نتیجه چه خواهد شد. مشخص شد تغییر ویژگی‌های چوب تأثیر چندانی بر نتیجه ندارد، در حالی که کیفیت سنگ‌کاری و ملات رسی نقش بسیار مهم‌تری در مقاومت سازه دارد.
در ضعیف‌ترین سناریوی بررسی‌شده، یعنی زمانی که هم بارهای سنگین و هم مصالح ضعیف در نظر گرفته شدند، ضریب بار برای گوشه دیوار به ۱۹ و برای بخش ورودی به ۲۳ رسید. حتی پس از اعمال ضریب ایمنی پژوهش، هر دو مدل همچنان توان تحمل بار ساختمانی معادل ۱۶ طبقه را داشتند. این نتیجه دو برابر ارتفاع هشت‌طبقه‌ای است که در بازسازی رایانه‌ای پیشین پیشنهاد شده بود.
نکته جالب این است که مدل رایانه‌ای برای احتیاط، ضخامت دیوار طبقات بالایی را همانند بخش‌های پایینی در نظر گرفته بود. اما در یک ساختمان واقعی، احتمالاً دیوارها هرچه به سمت بالا می‌رفتند، نازک‌تر می‌شدند.
این مسئله می‌توانست ظرفیت واقعی سازه را حتی بیشتر کند؛ زیرا دیوارهای نازک‌تر در طبقات بالایی وزن کمتری به طبقات پایین وارد می‌کردند. بنابراین یافته جدید نه‌تنها امکان وجود ساختمانی چندطبقه در گرات بِئال گیبری را تقویت می‌کند، بلکه نشان می‌دهد بازسازی کنونی شاید هنوز ارتفاع واقعی یا شکل کامل کاخ را دست‌کم گرفته باشد.
کاخی که احتمالاً در آتش از بین رفت
مدل‌های رایانه‌ای همچنین نشان دادند که دو بخش متفاوت دیوار، یعنی گوشه و ورودی، رفتار سازه‌ای مشابهی داشتند. این موضوع از وجود یک سیستم نسبتاً کارآمد برای انتقال و توزیع بار در سراسر بنا پشتیبانی می‌کند.
کاخ گرات بِئال گیبری بعدها در آتش‌سوزی بزرگی ویران شد. نتایج مطالعه جدید نشان می‌دهد که وزن عادی ساختمان احتمالاً برای فروریختن چنین دیوارهای نیرومندی کافی نبوده و برای غلبه بر مقاومت محاسبه‌شده آن‌ها، رویدادی خارجی و شدید مانند همان آتش‌سوزی بزرگ لازم بوده است. به این ترتیب، بقایای این کاخ نه‌تنها از معماری باشکوه یک مرکز باستانی در اتیوپی خبر می‌دهند، بلکه توان مهندسی سازندگان آفریقایی در حدود ۲۸۰۰ سال پیش را نیز به شکل قابل توجهی آشکار می‌کنند.
