ما به‌وسیلۀ ساختمان‌های بلند و کوتاه، دودکش کارخانه‌ها، پل‌ها و تونل‌ها، پلّه‌های برقی، سدّهای پیشرفته و نیز چرخ‌های آبی قدیمی و حتی به‌وسیلۀ شهربازی‌ها و تأسیسات مختلف احاطه شده‌ایم.
پی‌ریزی‌های محکم
مهندسین هنگام طراحی ساختمان‌های عظیم، با مسائل خاصی روبه‌رو می‌شوند. آنها باید اطمینان حاصل کنند که زمین مورد نظر، وزن ساختمان مربوطه را تحمل خواهد کرد. آنها مجبورند زمین را آنقدر حفر کنند تا برای پی‌ریزی مناسب شود. به این‌ترتیب، پایۀ ساختمان به قدر کافی در زمین فرو می‌رود.
در جاهایی که زمین به اندازۀ کافی وجود دارد، پایه‌های ساختمان یا پی‌ریزی‌ها را گسترده می‌کنند تا وزن ساختمان در سطح بیشتری تقسیم گردد. برج ایفل و اکثر دکل‌های برق در قسمت پایین، پهن‌تر از قسمت بالایی هستند. این امر باعث ثبات بیشتر آنها می‌شود.
سازندگان ساختمان همچنین باید اطمینان حاصل کنند که زمین موردنظر برای ساختمان سازی مناسب است. بعضی لایه‌های زمین زیر فشار زیاد، خم می‌شوند. بعضی دیگر در صورت رسیدن آب به آنها منبسط شده و پس از خشک شدن، منقبض می‌شوند. این خاصیت، اغلب باعث نشست کردن ساختمان می‌شود. اگر یک قسمت ساختمان بیشتر ازقسمت‌های دیگر نشست کند، دیوارها ترک می‌خورند و ممکن است ساختمان فرو ریزد.
در برخورد با زمین‌های نرم، ممکن است لازم شود آنقدر زمین را حفر کنند تا به لایۀ محکم‌تر زیرزمین برسند؛ یا از پی‌ریزی مخصوصی به‌نام شناور استفاده کنند. در بعضی مناطق جهان، ساختمان‌های ضد زلزله را روی سکوهایی که در سطح زمین شناورند، بنا می‌کنند. به این ترتیب، امواج زلزله از زیر آن رد می‌شود.
ساختمان‌های بلند
مسأله مهم در مورد ساختمان‌های بسیار بلند، مشکل باد است. هرچه به طبقات بالاتر یک ساختمان بلند بروید، سرعت باد بیشتر می‌شود.اگر در هنگام وزش باد شدید، به ردیف تیرهای برق در یک اتوبان نگاه کنید، می‌بینید که چطور تکان می‌خورند.
بسیاری از ساختمان‌های بلند و برج‌ها را طوری طراحی می‌کنند که قابلیت نوسان داشته باشند. زیرا اگر بتوانند در مقابل باد نوسان پیدا کنند، احتمال شکستن آنها کمتر می‌شود. اگر باد بتواند مستقیماً از ساختمان رد شود، مسألۀ چندانی ایجاد نمی‌کند. بسیاری از برج‌ها، چرخ فلک‌های شهربازی و جرثقیل‌های بلند، از اسکلت‌های آهنی یا فولادی ساخته می‌شوند. اغلب شبکه‌های فلزی را به‌صورت مثلث می‌سازند. این امر باعث استحکام بیشتر آنها می‌شود. ساختمان‌های بلند، صاعقه را جذب می‌کنند. بلندترین برج جهان، یعنی برج «CN» در تورونتوی کانادا، هر ساله حدود 200 بار مورد اصابت صاعقه قرار می‌گیرد. ساختمان‌های بلند، دارای برق‌گیر می‌باشند. برق‌گیرها، نوارهای فلزی‌ای هستند که جریان الکتریکی صاعقه را بدون خطر، به زمین هدایت می‌کنند.
قدیمی‌ترین ساختمان‌هایی که بدون تکیه‌گاه پا برجا مانده‌اند،معبدهای خَرسنگی در «مِگار» و «اِسکوربا» در جزیرۀ مالت می‌باشند که تاریخ آنها به حدود 3250 سال قبل از میلاد می‌رسد.
بلندترین برج متّکی به خود در جهان، برج CN در تورونتوی کانادا می‌باشد که34/553 متر (1815 فوت و 5 اینچ) ارتفاع دارد.
برای ساختن کانال مانش، 7/6 میلیون متر مکعب (246 میلیون فوت مکعب) خاک‌برداری و سنگ‌برداری شده است.
هرم بزرگ مصر بیش از 4500 سال قبل ساخته شده است. ارتفاع آن5/146 متر (480 فوت) می‌باشد. این‌هرم از 2300000 بلوک سنگ آهک که هرکدام 15 تُن وزن دارد، تشکیل شده است. این هرم را 4000 کارگر، ظرف مدت 30 سال ساخته‌اند. برای ساختن چنین هرمی امروزه باید 405 کارگر به‌مدت 6 سال کار کنند و 1130 میلیارد دلار هزینه در بر خواهد داشت.
👇 برج ایفل در پاریس، بین سال‌های 89 1887 از آهن ساخته شد. وزن آن 7340 تن و ارتفاع آن 51/300 متر می‌باشد و 1792 پله دارد. قسمت انتهایی برج در بادهای شدید 7/12 سانتی‌متر نوسان پیدا می‌کند.
ساختمان‌های زیر آب
ساختمان‌های بزرگ زیر آب، همچون ساختمان‌های بلند با مسائل زیادی روبه‌رو هستند؛ زیرا بسیار سنگین‌اند و احتیاج به پی‌ریزی‌های محکم دارند. آنها همچنین در معرض امواج و جریان‌های شدید آب که چیزی شبیه طوفان اما در زیر آب می‌باشد، قرار دارند. هنگام طوفان‌های زمستانی، این ساختمان‌ها ممکن است در مقابل امواجی به ارتفاع 25 متر (82 فوت) قرار بگیرند.
دو طرح اصلی برای سکوهای نفتی وجود دارد. در نزدیکی ساحل، از سکوهای نفتی نیمه غوطه‌ور استفاده می‌شود (دکل‌هایی‌که تقریباً زیر آب قرار دارند). این سکوها ساختمان‌های شناوری هستند که در زیر خود، دارای مخزن‌های بزرگی از هوا می‌باشند که آنها را ثابت نگه می‌دارد. زنجیرهای محکمی که آنها را به کف دریا بسته است، به آنها این امکان را می‌دهد که از مکانی به مکان دیگر انتقال داده شوند.
سکوهای نفتی ثابت، دارای پایه‌های فولادی بلندی می‌باشند که عمیقاً در بستر دریا فرو رفته‌اند. این پایه‌ها وزن بسیاری را تحمل می‌کنند. یک سکوی نفتی دارای دستگاههای سنگین حفاری، خوابگاه برای کارکنان، جرثقیل‌هایی برای تخلیه کشتی‌های تدارکاتی، یک سکو برای فرود هلی‌کوپتر، و چند قایق نجات می‌باشند. سنگین‌ترین سکوی نفتی در جهان، سکوی «گلفکس سی» در دریای شمال می‌باشد که وزن آن 846 تُن و ارتفاع‌آن از بستر دریا، 380 متر (1150 فوت) می‌باشد.
👇از این سکوی نفتی نیمه غوطه‌ور، در آب‌های عمیق استفاده می‌شود. این‌سکو می‌تواند به محل مورد نظر کشیده شود و سپس در آن محل توسط کابل‌هایی محکم که به پایه‌هایی وصل شده است، تثبیت گردد.
تــونل مـــانش
تونل‌ها باعث می‌شوند تا مسافرانی که از طریق جاده، راه‌اهن و دریا سفر می‌کنند، مقدار زیادی وقت صرفه‌جویی کنند. تونل‌ها پیچ‌ها را بریده، دره‌ها را به هم وصل کرده، در کنار پرتگاه‌ها، جاده‌های مطمئن ایجاد می‌کنند. تونل‌ها همچنین جاده‌ها و خطوط راه‌آهن را از صحنه‌های زیبای طبیعت، حذف کرده و از صدمه زدن به آنها جلوگیری می‌کنند.
ایجاد تونل در میان صخره‌ها مشکل است. حفر کنندگان تونل باید از مته‌های مختلف برای سوراخ کردن صخره‌های گوناگون استفاده کنند. آنها باید همچنان که تونل‌ها را حفر می‌کنند، زیر سقف آنها پایه بزنند. همچنین باید تونل را ترازبندی کنند تا از نفوذ آب و ایجاد سیلاب در آنها جلوگیری شود. در تونل‌ها باید مقدارکافی هوا برای تنفس مسافران وجود داشته باشد.
یکی از بزرگترین نمونه‌های پیروزی بشر بر طبیعت، تونل مانش است که انگلستان را به فرانسه متصل می‌کند. طول این تونل 50 کیلومتر (31 مایل) می‌باشد که 37 کیلومتر (23 مایل) آن زیر دریا قرار دارد. از این تونل، قطارها رفت و آمد می‌کنند. در واقع سه تونل متصل به هم و موازی با هم قرار دارند. یکی برای قطارهایی که از انگلستان به فرانسه می‌روند، دیگری برای قطارهایی که از فرانسه به انگلستان می‌روند و تونل سوم که از آن برای خدمات رسانی مانند کارهای برقی، تهویه هوا و نیز برای تخلیه و خشک کردن آب‌های درون تونل‌ها استفاده می‌شود.
ایمنی مسألۀ مهمی است، مسافران قطار بایستی در مقابل آتش‌سوزی احتمالی در تونل وبمب‌گذاری توسط تروریست‌ها، محافظت شوند. بنابراین هر تونل می‌تواند در مواقع لزوم، کاملاً بسته شود و در مواقع اضطراری، مسافران به تونل خدمات هدایت شوند. سازندگان تونل، حفاری را از دو انتهای هر تونل شروع کردند و سرانجام در تاریخ اول دسامبر 1990 در اواسط تونل‌ها به یکدیگر رسیدند.
بخشی از کتاب دانشنامه آکسفورد، علم و تکنولوژی از انتشارات پیام بهاران
صفحه 122-123