Kemiklere Dayanıklılık Kazandıran Yapı

Mimari tasarımlar yapılırken doğadaki örneklerden yararlanmak günümüzde son derece yaygın olan bir yöntemdir. Çünkü doğadaki tasarımlar her yönden kusursuzdur. Enerji tasarrufu, estetik, kusursuz işlevsellik, sağlamlık gibi mimari bir tasarımda olması gereken bütün özellikler doğadaki örneklerinde eksiksiz olarak mevcuttur. Her ne kadar insanların karşısında örnek almaları için çok üstün sistemler bulunsa da bunların taklitleri hiçbir zaman asılları kadar iyi ve pratik olamamaktadır.

Doğada var olan tasarımın taklit edilebilmesi ve mimari yapılarda uygulanabilir hale gelmesi için yüksek derecede mühendislik bilgisi gerekmektedir. Oysa doğadaki canlılar ne yapı statiği, ne de mimari tasarım bilgisine sahiptir. Böyle bir eğitim alma imkanları da yoktur.

Bir mühendislik harikası olarak kabul edilen Eiffel Kulesi'nin tasarımına neden olan olay, kulenin inşaasından 40 yıl öncesine dayanır. Bu olay, o yıllarda İsviçre'nin Zürih şehrinde "uyluk kemiğinin anatomik yapısı"nı ortaya çıkarmayı amaçlayan çalışmadır.

1850'li yılların başında, anatomist Hermann Von Meyer, uyluk kemiğini kalça eklemine bağlayan parçayı inceliyordu. Uyluk kemiğinin leğen kemiğine oturduğu yer kendi ekseni dışındaki bir kıvrım üzerinde bulunmaktaydı. Von Meyer, dikey konumdayken 1 ton ağırlığı kaldırabilecek bir kapasiteye sahip uyluk kemiğinin içinin tek parça halinde değil, birbiri içine geçmiş kafes şeklindeki minik çubuklardan (trabeculae) oluştuğunu gördü.

1866 yılında İsviçreli mühendis Karl Cullman, Von Meyer'in laboratuvarını ziyaret etti. Anatomist Meyer, Cullman'a incelediği kemiğin bir bölümünü gösterdi. Cullman kemiğin, üzerinde oluşacak yük ve basınç etkisini azaltacak bir tasarıma sahip olduğunu fark etti. Bu tasarım kemiğin içindeki uzantıların, insan ayakta durduğunda kemiklere etki eden kuvvet hatları boyunca düzenlenmiş olmasıydı. Bir mühendis olan Cullman aynı özelliğin bir dizi çivi ve destek sistemi ile sağlanabileceğini düşündü. Daha sonra Eiffel Kulesi'nin inşası sırasında bu düşüncelerini uygulama fırsatı buldu.

Eiffel Kulesi de uyluk kemiğindeki gibi, demir kıvrımları, metal çivi ve desteklerden oluşan karışık bir kafes örgü ile inşa edilmiştir. Bu örgü sayesinde kule, rüzgarın eğme ve makaslama kuvvetleri ile oluşan basınca rahatlıkla dayanabilmektedir.

Kemiklerdeki kafes yapı bugün inşaat alanında kullanılan temel tekniklerden biri haline gelmiştir. Bu tekniğin kullanıldığı yapılarda hem malzeme tasarrufu sağlanmakta hem de yapının iskeleti kemikteki gibi sağlamlık ve esneklik kazanmaktadır. Birçok mimar ve inşaat mühendisi çatı tasarımı yaparken kemiğin iç yapısından faydalanmıştır. Kafes yapı, kemiğin kaldırabildiği yük kapasitesini artırır ve büyük bir sağlamlık kazandırır. Kemiktekine benzer iğli yapılar sayesinde büyük alanları kaplayabilen sağlam çatılar yapılabilmektedir.

Eiffel Kulesi, uyluk kemiğinin başındaki yapıya benzer şekilde inşa edilmiştir. Bu tasarım sayesinde kule hem sarsılmaz bir özellik kazanmış hem de havalandırma problemini ortadan kaldırmıştır.