น้ำหนัก ตามข้อมูลการก่อสร้างเซี่ยงไฮ้ทาวเวอร์ เริ่มเมื่อวันที่ 29 พฤศจิกายน 2551 และแล้วเสร็จเมื่อวันที่ 12 มีนาคม 2559 อาคารมีความสูง 127 ชั้นเหนือพื้นดิน และ 5 ชั้นใต้ดิน มีความสูงรวม 632 เมตร ณ เดือนธันวาคม 2021 ก่อนการปรากฏตัวของตึกระฟ้าที่สูงเป็นอันดับสองของโลกแห่งใหม่ นั่นคือเมอร์เดกา 118 เซี่ยงไฮ้ทาวเวอร์ ได้รับการจัดแสดงต่อหน้าชาวโลกในฐานะอาคารที่สูงเป็นอันดับสองของโลก

สำหรับคนจีน ในฐานะอาคารสูงพิเศษที่มีประสิทธิภาพและสิ่งอำนวยความสะดวกครบครัน การเกิดขึ้นของเซี่ยงไฮ้ทาวเวอร์จึงเป็นเรื่องที่น่ายินดี แต่ในเวลาเดียวกัน หลายๆคนคงรู้สึกฉงนอย่างเลี่ยงไม่ได้ว่าเสารับน้ำหนักจะรับแรงกดได้แค่ไหนเมื่อสร้างตึกสูงๆแบบนี้ เพื่อตอบคำถามแรกก่อนเซี่ยงไฮ้ทาวเวอร์ ตั้งอยู่ในเขตผู่ตง เซี่ยงไฮ้ตั้งอยู่ในเขตลุ่มน้ำและดินอ่อนและมีดินเหนียวจำนวนมาก เพื่อให้สามารถรองรับ น้ำหนัก ของอาคารทั้งหมดได้ วิศวกรได้สร้าง เสาเข็มทั้งหมด 980 ต้น และมีความลึกถึง 282 ฟุต หรือประมาณ 86 เมตร

ไม่เพียงเท่านั้น ภายใต้เงื่อนไขที่เสาเข็มสามารถรับน้ำหนักได้ระดับหนึ่งวิศวกร ยังได้เทคอนกรีตเสริมแรงจำนวน 2.15 ล้านลูกบาศก์ฟุต ก่อเป็นพื้นฐานรากที่มีความหนา 6 เมตร ภายใต้สถานการณ์ดังกล่าวเสารับน้ำหนัก แต่ละต้นสามารถทนแรงดันได้อย่างน้อย 1,000 ตัน ในเรื่องนี้บางคนอาจสงสัยว่างานรับน้ำหนักของอาคารทั้งหลังจะแล้วเสร็จได้เมื่อจำนวนถึงระดับหนึ่ง หรือหลังจากความหนาของเสารับน้ำหนักถึงระดับหนึ่งแล้ว

ในความเป็นจริง คำตอบคือไม่เป็นเช่นนั้นเซี่ยงไฮ้ทาวเวอร์ ยังคงเผชิญกับปัญหาที่สำคัญมาก เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดการรับน้ำหนักของอาคารทั้งหลัง ในระหว่างการก่อสร้าง วิศวกรค้นพบว่าหลุมฐานรากลึกของอาคารหลักพบว่าเป็นหลุมฐานรากอาคารเดียวที่ลึกมาก ใหญ่เป็นพิเศษ โดยไม่มีคานรองรับซึ่งไม่ค่อยพบเห็นในโลกระหว่างการเทฐานรากขนาดใหญ่ แผ่นฐานรากของเซี่ยงไฮ้ทาวเวอร์ ภายใต้พื้นที่ 11,200 ตารางเมตร แทบไม่เคยได้ยินมาก่อนว่าต้องการจัดหาและเทคอนกรีตให้เสร็จ

เพื่อแก้ปัญหานี้ วิศวกรได้สร้าง เสาเข็มอาคารหลัก 955 เสาที่ฐานเพื่อรับภาระของอาคารหลักของเซี่ยงไฮ้ทาวเวอร์ 121 ภายใต้เทคนิคการก่อสร้างดังกล่าว ความดันแบริ่งของเซี่ยงไฮ้ทาวเวอร์ ได้รับการแก้ไขอย่างสมบูรณ์แบบ แน่นอนว่าในบทนำที่เกี่ยวข้องนี้หลายคน อาจไม่เข้าใจความแตกต่างระหว่างเสารับน้ำหนักและเสาเข็มฐานราก

เสาหลักรับแรงกดตามแนวแกนและใช้ เพื่อรองรับโครงสร้างส่วนบนและถ่ายน้ำหนักไปยังแถบแนวตั้งตรงของฐานราก ในขณะที่เสาเข็มเป็นโครงสร้างที่รับน้ำหนักด้านบนของเสาเข็ม โดยอาศัยแรงเสียดทานและปลาย ต้านทานและมีหน้าที่พิเศษในการถ่ายเทน้ำหนักของเสาเข็มที่ถ่ายโอนไปยังดินฐานราก

เสารับน้ำหนักยิ่งมากและหนาเท่าไหร่ก็ยิ่งดีเท่านั้น ในความเป็นจริงคำตอบไม่ได้เป็นเช่นนั้น ประการแรก ในแง่ของปริมาณ อันที่จริงยิ่งมากยิ่งดีอาคารใดๆในกระบวนการก่อสร้างจะไม่จงใจไล่ตามจำนวนเสารับน้ำหนัก ท้ายที่สุดแล้ว ไม่ว่าจะมีกี่ตัวก็ตาม หากไม่สามารถบรรทุกได้เพียงพอ ในที่สุดก็จะเสียแรงเปล่าไปเปล่าๆ ในแง่ของความหนาก็เช่นเดียวกันหากวัดความกว้างอย่างเดียว หรือกว้างพอที่จะรับน้ำหนักอาคารทั้งหลังได้คนก็ต้องสร้างให้หนาที่สุดเท่านั้น แต่ข้อเท็จจริงบอกเราว่าคำตอบไม่ได้เป็นเช่นนั้น

ในอาคารสมัยใหม่ เมื่อสร้างเสารับน้ำหนักโดยทั่วไปจะทำกรงเหล็กไว้ล่วงหน้า จากนั้นคนงานก่อสร้างจะเทคอนกรีตลงในกรงเหล็กในปริมาณที่พอเหมาะ เพื่อให้คอนกรีตเซ็ตตัวตามธรรมชาติ แต่ถ้าเสารับน้ำหนักหนาเกินไป นั่นคือพื้นที่หน้าตัดใหญ่เกินไป จากนั้นในขั้นตอนการเทคอนกรีตย่อมมีอุณหภูมิที่ไม่สม่ำเสมอ

ในกรณีนี้ ความเร็วในการเซ็ตตัวของ คอนกรีตจะแตกต่างกันไปตามอุณหภูมิ ในหลายกรณีชั้นผิวด้านนอกค่อยๆแข็งตัว แต่คอนกรีตภายในยังไม่แข็งตัว และเสารับน้ำหนักขั้นสุดท้ายจะเป็นอันตรายอย่างยิ่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งอาคารสูงระฟ้าอย่างเซี่ยงไฮ้ทาวเวอร์ จำเป็นต้องมีเสารับน้ำหนักจำนวนมากเพียงพอในการแบ่งปันแรงกด ภายใต้สถานการณ์ดังกล่าว แม้ว่าคอลัมน์รับน้ำหนักจำนวนหนึ่งจะลดลงและปรับปรุงความหนาแล้ว ก็ไม่สามารถปรับปรุงได้มาก แม้ว่าจะมีการตั้งคอนกรีตที่ไม่สมบูรณ์ในเสารับน้ำหนักบางส่วน ผลกระทบต่อการก่อสร้างที่ตามมาจะเลวร้ายมาก

ดังนั้นภายใต้สถานการณ์เช่นนี้ เมื่อมีข้อจำกัดที่เกี่ยวข้องเกี่ยวกับความหนา และปริมาณผู้คนควรสร้างอาคารสูงพิเศษที่คล้ายกับเซี่ยงไฮ้ทาวเวอร์อย่างไร อันที่จริงคำตอบนั้นง่ายมากนั่นคือการหาวิธีบนวัสดุ ตามข้อมูลของ GB50010-2010 รหัสสำหรับการออกแบบโครงสร้างคอนกรีต ความแข็งแรงของคอนกรีตโดยทั่วไปแบ่งออกเป็น 14 เกรดจาก C15 ถึง C80 ยิ่งเกรดสูงความสามารถในการรับแรงกดก็ยิ่งแข็งแกร่ง

ดังนั้นเมื่อสร้างอาคารสูงพิเศษเช่นเซี่ยงไฮ้ทาวเวอร์ ฝ่ายก่อสร้างมักจะเลือกคอนกรีตที่มีความแข็งแรงเพียงพอในการก่อสร้าง ภายใต้สถานการณ์เช่นนี้ ผู้คนย่อมไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับปัญหาใดๆในการก่อสร้าง ในประเด็นนี้มันเป็นเรื่องง่ายมากที่จะเข้าใจ เช่นเดียวกับก้อนเต้าหู้ที่เราเห็นอยู่ทุกวัน ไม่ว่าเราจะพยายามวางซ้อนกันหนักแค่ไหน ก็ไม่สามารถกองให้สูงได้ เพราะก้อนเต้าหู้เองเป็นวัสดุที่เปราะบางมาก แต่ถ้ามันถูกแทนที่ด้วยวัสดุเช่นไม้ หรืออิฐก็ไม่มีปัญหากับความสูงที่สอดคล้องกัน

จากข้อมูล ในระหว่างการก่อสร้างเซี่ยงไฮ้ทาวเวอร์ วัสดุเกือบทั้งหมดที่ใช้นั้นสูงกว่า C30 เพื่อความมั่นคงแข็งแรงของอาคารก่อสร้าง แม้ในระดับความสูงต่างๆกัน เกรดของคอนกรีตที่ใช้จะไม่เหมือนกัน สาเหตุที่สถานการณ์ดังกล่าวเกิดขึ้นส่วนใหญ่เกิดจากแรงดันลมแรงมากที่โครงสร้างส่วนบนของอาคารสูงพิเศษมักเผชิญ เพื่อที่จะต้านทานแรงกดดันนี้ เป็นเรื่องธรรมดาที่ยิ่งแข็งแกร่งยิ่งดี

แล้วถ้าเสารับน้ำหนักเพียงพอหรือเหมาะสม จะรับประกันว่าตัวอาคารตั้งตรงได้หรือไม่ ในความเป็นจริงคำตอบไม่ได้เป็นเช่นนั้น ทำไมหอคอยเซี่ยงไฮ้ถึงไม่ถูกบดขยี้ นอกจากความสามารถในการรับน้ำหนักของเสารับน้ำหนักและฐานคอนกรีตที่มากถึง 61,000 ลูกบาศก์เมตรแล้ว เหตุผลสำคัญประการหนึ่งคือทักษะการก่อสร้างที่ยอดเยี่ยม

เซี่ยงไฮ้ทาวเวอร์พึ่งพาระบบที่เชื่อมต่อถึงกันสามระบบเสมอมา เพื่อรักษาสถานะตั้งตรง ระบบแรกคือแกนคอนกรีตเสริมเหล็กขนาด 27×27 ซึ่งรองรับแนวตั้ง หากเปรียบกับเรือ ระบบนี้ถือได้ว่าเป็นส่วนกระดูกงูของเรือ เป็นเพราะการดำรงอยู่ของหอคอยเซี่ยงไฮ้ทั้งหมดจึงแข็งแกร่งมาก

ระบบที่สองคือวงแหวนที่ประกอบด้วยวัสดุเสริมเสาหลัก หน้าที่หลักของวงแหวนนี้คือการล้อมรอบเสาแกนกลางคอนกรีตเสริมเหล็ก และเชื่อมต่อกับเสาแกนกลางคอนกรีตเสริมเหล็กผ่านตัวยึดเหล็ก ภายใต้สถานการณ์เช่นนี้ เสาเหล็กเหล่านี้สามารถต้านทานแรงกดจากด้านข้างในขณะที่รองรับเซี่ยงไฮ้ทาวเวอร์

ระบบสุดท้ายอยู่ในเซี่ยงไฮ้ทาวเวอร์ ซึ่งใช้โครงสายพาน 2 ชั้นทุกๆ 14 ชั้น เพื่อป้องกันทั้งอาคาร ในสายตาของนักท่องเที่ยวโครงถักรูปเข็มขัดที่ปรากฏทุกๆ 14 ชั้น นี้เป็นเพียงขอบเขตของแต่ละพื้นที่ของหอคอยเซี่ยงไฮ้ แต่ในความเป็นจริง ความมั่นคงของเซี่ยงไฮ้ทาวเวอร์ ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นภายใต้การป้องกันของโครงสายพาน

จะเห็นได้ว่าสำหรับอาคารสูงพิเศษเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถตั้งตรงได้ ระดับความยากนั้นไกลเกินจินตนาการของคนทั่วไปอย่างแน่นอน เท่าที่เกี่ยวข้องกับโลกปัจจุบัน มีไม่กี่ประเทศที่สามารถสร้างอาคารระดับสูงเช่นนี้ได้ แต่แน่นอนว่าหายากมาก หลายร้อยปีก่อน จีนเคยล้าหลังกว่าประเทศอื่นๆในโลกทุกด้านเมื่อโครงสร้างพื้นฐานทางอุตสาหกรรมของสหรัฐแข็งแกร่งขึ้นจนเป็นที่ 1 ของโลก จีนก็ยังอยู่ในราชวงศ์ศักดินา

แต่แม้ภายใต้สถานการณ์เช่นนี้ จีนก็ค่อยๆก้าวทันการก่อสร้างของประเทศอื่นๆในโลก และกระทั่งกลายเป็นประเทศที่มีโครงสร้างพื้นฐานอันดับหนึ่งของโลก สิ่งนี้สมควรแก่ความภาคภูมิใจและความภาคภูมิของชาวจีนทุกคนอย่างแน่นอน ในการพัฒนาในอนาคต เรายังคงคาดหวังได้ว่าจีนยังสามารถสร้างอาคารสูงได้ ไม่ว่าจะเป็นการพัฒนาวัสดุที่จำเป็นสำหรับเสารับน้ำหนัก การวางคอนกรีตเสริมเหล็ก หรือในแง่ของทักษะทางสถาปัตยกรรม เรายังมีช่องว่างอีกมากสำหรับการปรับปรุง เมื่อข้อกำหนดอาคารเหล่านี้ได้รับการปรับปรุงและปรับปรุง บางทีอาคารที่สูงที่สุดในโลกอาจปรากฏขึ้นในประเทศจีนในอนาคต

บทความที่น่าสนใจ : Ascot tie คืออะไรและจะผูกอย่างไร วิธีการเลือกและสิ่งที่จะรวมเข้าด้วยกัน