ประวัติและวิวัฒนาการ การใช้เหล็กในงานสถาปัตยกรรม (History of Steel)

การเกิดขึ้น และการเปลี่ยนแปลงของยุคอุตสาหกรรมในช่วงศตวรรษที่ 18-19 ได้เปลี่ยนวิธีการใช้เหล็กในการก่อสร้างอย่างก้าวกระโดด ในศตวรรษที่ 18 เหล็กถูกนำมาประดิษฐ์เป็นชิ้นส่วนขนาดเล็กสำหรับการตกแต่งในงานก่อสร้าง ต่อมาในศตวรรษที่ 19 เหล็กถูกประยุกต์ให้มีบทบาทในงานโครงสร้างมากขึ้น ซึ่งเหล็กหล่อในยุคร้อยปีที่แล้วถือเป็นนวัตกรรมโครงสร้างเหล็กที่เก่าแก่ที่สุด (นิยมทำเป็นเสารับน้ำหนักอาคารเป็นส่วนใหญ่)

นับตั้งแต่ศตวรรษที่ 19 เป็นต้นมาเหล็กมีบทบาทมากขึ้นในการช่วยให้ศักยภาพของสถาปัตยกรรมพัฒนาขึ้นไปอีกขั้น การก่อสร้างตึกสูง และตึกขนาดใหญ่ด้วยการนำเหล็กมาใช้เป็นองค์ประกอบหลักของโครงสร้างเกิดขึ้น และพัฒนาแพร่หลายในอเมริกา และยุโรป ซึ่งนั่นคือจุดกำเนิดรากฐานที่สำคัญ ที่ช่วยให้โครงสร้างเหล็กมีการพัฒนาต่อยอดมาจนถึงปัจจุบัน

หากย้อนกลับไปศตวรรษที่ 18 จนมาถึงศตวรรษที่ 21 (ยุคปัจจุบัน) ประวัติ และวิวัฒนาการของเหล็กในงานสถาปัตยกรรมมีเหตุการณ์จุดเปลี่ยนสำคัญต่างๆเกิดขึ้นมากมาย (Steel Construction Highlights Timeline) เราจะมาไล่เรียงดูกันครับว่า มีเหตุการณ์อะไรเกิดขึ้นในแต่ละช่วงบ้าง

ปี 1800 ในยุควิคตอเรียนมีการใช้เหล็กหล่อ และเหล็กดัดเป็นของตกแต่ง และเริ่มใช้เป็นวัสดุก่อสร้างเพิ่มขึ้น แต่ก็ยังไม่แพร่หลายมากนัก เนื่องจากโลหะในยุคนั้นยังไม่ค่อยมีคุณภาพมากนัก ยังมีความเปราะ มีเศษสิ่งสกปรกเจือปนในเนื้อเหล็ก แถมยังมีราคาที่แพงมากจึงนิยมใช้ทำสิ่งของประดับตกแต่ง อุปกรณ์ทางการเกษตร และอาวุธมากกว่า

ในปี 1855 การเกิดขึ้นของเครื่อง Bessemer Method ที่สร้างโดย Sir Henry Bessemer ในอังกฤษทำให้การผลิตเหล็กมีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยเฉพาะการหลอมเหล็กเพื่อผลิตเหล็กกล้าที่ปราศจากสิ่งสกปรกเจือปนในเนื้อเหล็ก จึงทำให้เนื้อเหล็กมีคุณภาพ และเหนียวมากขึ้น 

ในยุค 1871 คุณภาพของเหล็กก็ยิ่งเป็นที่ประจักษ์มากขึ้น เมื่อเกิดไฟไหม้ครั้งใหญ่ในชิคาโก เปลวเพลิงได้ทำลายอาคารไม้นับพันจนไม่เหลือซาก มันกลายเป็นอัคคีภัยครั้งใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์ของเมืองชิคาโก

หลังเหตุการณ์เพลิงได้หน่วยงานของเมืองชิคาโกได้ตอบโต้ด้วยการสร้างกฎเกณฑ์การก่อสร้างที่เข้มงวดขึ้นโดยกำหนดให้วัสดุก่อสร้าง จะต้องเป็นวัสดุที่ไม่ติดไฟ ได้แก่ อิฐหิน หินอ่อน หินปูน และเหล็กก็กลายเป็นหนึ่งในตัวเลือกด้วยเช่นกัน

ในปี 1879 นักประดิษฐ์ Sidney Thomas ค้นพบวิธีการกำจัดฟอสฟอรัสออกจากเหล็กได้สำเร็จ มันทำให้การผลิตเหล็กพัฒนาขึ้นไปอีกขั้น และช่วยให้สามารถผลิตเหล็กได้ในราคาที่ถูกลง ดังนั้นการผลิตเหล็กจึงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และเริ่มได้รับความนิยมทั้งในยุโรป และอเมริกา

การใช้เหล็กครั้งใหญ่ที่สุดในงานก่อสร้างที่เคยถูกบันทึกไว้ เกิดขึ้นในช่วงยุค 1880 เมื่อเหล็กถูกนำมาใช้กับโครงสร้างทางวิศวกรรมที่ทรงพลังที่สุดในยุคนั้นอย่างสะพาน The Forth Bridge โดยเริ่มต้นก่อสร้างในปี 1882 และเสร็จสมบูรณ์ในปี 1890 ได้รับการออกแบบโดย Benjamin Baker และ John Fowler  ในยุคนั้นถือเป็นสะพานโครงสร้างเหล็กที่ยาวที่สุดในโลก เนื่องจากตัวสะพานมีความยาวถึง 1.5 ไมล์ (เกือบๆ 3 กิโลเมตร)  มันถูกสร้างขึ้นโดยมีลักษณะโครงสร้างเป็นคานเหล็กทรงตัวขนาดใหญ่ 3 ช่วง ซึ่งคอยยึดเชื่อมต่อแต่ละช่วงเข้าหากันตลอดแนวความยาวของสะพาน

หลังการเกิดขึ้นของสะพาน The Forth Bridge เหล็กได้รับความนิยมถูกนำมาใช้มากขึ้น เพื่อนำมาใช้ทำโครงสร้างของอาคารสูงในนิวยอร์ก และชิคาโก เนื่องจากเหล็กเป็นวัสดุใหม่ในยุคนั้นที่ให้ความแข็งแรง และช่วยให้การตกแต่งพื้นที่ภายในของอาคารเปิดโล่งมากขึ้น ซึ่งให้ผลที่ดีกว่าการใช้คอนกรีตที่เสา คานมักมีขนาดใหญ่ และทึบตัน

ในปี 1883 Brooklyn Bridge ในนิวยอร์กก่อสร้างเสร็จสมบูรณ์ สะพานแห่งนี้ได้รับการออกแบบโดยสถาปนิก John Augustus Roebling สะพานบรูคลินทำหน้าที่เชื่อมระหว่างเกาะแมนฮัตตันกับบรูคลิน ในยุคนั้นสะพานบรูคลินถูกบันทึกให้เป็นสะพานแขวนที่มีช่วงแขวนยาวที่สุดในโลก 486.3 เมตร อีกทั้งยังเป็นสะพานแห่งแรกที่ใช้เหล็กในการทำโครงสร้างช่วงแขวนที่มีความกว้าง (25.9 เมตร) และมีความยาวรวมมากที่สุด  (1,825.4 เมตร) 

Home Insurance Building ในชิคาโก ที่ออกแบบโดย William Le Baron Jenney ซึ่งสร้างเสร็จในปี 1885 เป็นอาคาร 10 ชั้น ที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางว่าเป็นอาคารแรกที่ใช้โครงสร้างเหล็ก ผสมผสานกับคอนกรีตเสริมเหล็กทนไฟ อาคารแห่งนี้จึงได้รับสมญานามว่าเป็นบิดาของตึกระฟ้า

Rand McNally Building ในชิคาโก ที่ได้รับการออกแบบโดย Burnham และ Root ถูกสร้างขึ้นในปี 1889  จัดเป็นตึกระฟ้าที่ทำจากโครงสร้างเหล็กทั้งหมดแบบเพียวๆแห่งแรกของโลก 

ในช่วงต้นทศวรรษ 1900 ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี และการผลิตทำให้ผลิตภัณฑ์เหล็กมีความแข็งแกร่งอย่างต่อเนื่อง ประกอบกับภาคขนส่งอย่างทางรถไฟที่กำลังอยู่ในช่วงรุ่งเรืองสุดขีด และเหล็กโครงสร้างได้กลายเป็นวัสดุก่อสร้างโดยที่ได้รับความนิยมมากขึ้น ในระหว่างปี 1875 ถึง 1920 การผลิตเหล็กในอเมริกาจึงเพิ่มขึ้นจาก 380,000 ตัน เป็น 60 ล้านตันต่อปี ทำให้สหรัฐฯเป็นผู้นำโลกในด้านการผลิตเหล็กในยุคนั้น 

ในปี 1913 สถาปัตยกรรมในอเมริกาพร้อมที่จะพุ่งทยานขึ้นไปบนท้องฟ้า อาคาร Woolworth Building ซึ่งเป็นอาคารสูง 60 ชั้น ในนิวยอร์ก ที่ออกแบบโดยสถาปนิก Cass Gilbert ครั้งหนึ่งมันเป็นอาคารที่สูงที่สุดในโลก และถูกมองว่าเป็นแบบจำลองการก่อสร้างอาคารระฟ้าโครงสร้างเหล็กแบบสไตล์อเมริกัน

หลังจากนั้นก็เกิดตึกระฟ้าน้องใหม่ที่ใช้เหล็กเป็นองค์ประกอบหลักของโครงสร้างอาคารทยอยผุดขึ้นแข่งกันมาติดๆไล่ตั้งแต่ Chrysler Building (โครงสร้างแบบ Steel Frame) ที่สร้างเสร็จในปี 1931 ซึ่งมีรูปแบบสถาปัตยกรรมแบบ Art Deco ออกแบบโดยสถาปนิก William Van Alen หลังก่อสร้างแล้วเสร็จ Chrysler Building กลายเป็นอาคารที่สูงที่สุดในโลกนาน 11 เดือน ก่อนที่จะถูกล้มตำแหน่งโดยตึก Empire State 

เทคโนโลยีการก่อสร้างในอเมริกาที่ได้รับการปรับปรุงมาอย่างต่อเนื่อง ทำให้โครงสร้างแบบ Steel Frame มีขีดความสามารถในการก่อสร้างได้อย่างรวดเร็ว และมีประสิทธิภาพ อีกทั้งยังสามารถใช้ร่วมกับโครงสร้างแบบคอนกรีตเสริมเหล็กได้เป็นอย่างดีอีกด้วย

ในระหว่างปี 1930-1937 เหล็กกว่า 50,000 ตัน ถูกนำมาใช้ทำโครงสร้างร่วมกับคอนกรีตเสริมเหล็กคุณภาพสูง ในการก่อสร้างอาคาร Empire State Building ซึ่งเป็นอาคารที่มีความสูง 381 เมตร ในนิวยอร์ก ซึ่งออกแบบโดยสถาปนิก Shieve, Lamb และ Harmon อาคารแห่งนี้โดดเด่นด้วยสถาปัตยกรรมแบบ Art Deco ที่นิยมมากในสมัยนั้น อีกทั้งยังได้รับตำแหน่งอาคารที่สูงที่สุดในโลกนานกว่า 40 ปี ก่อนที่จะถูกโค่นตำแหน่งโดยตึกแฝดเวิลด์เทรดเซ็นเตอร์

นอกจากนี้ Empire State ยังเป็นอาคารที่มีการพัฒนาเทคนิคในการเชื่อมต่อส่วนประกอบของโครงสร้างเหล็กด้วยวิธีการเชื่อม แล้วตามด้วยเทคนิคการยึดสลักเกลียว ซึ่งทำให้การติดตั้งเฟรมโครงสร้างเหล็กเป็นไปได้อย่างรวดเร็ว และต่อเนื่อง ซึ่งช่วยลดความซับซ้อนในการประกอบส่วนข้อต่อต่างๆให้เรียบง่าย และมีประสิทธิภาพมากขึ้น

ปี 1951 Festival of Britain Complex  ได้รับการออกแบบโดย Jacko Moya of Powell และ Moya กับวิศวกรโครงสร้าง Felix Samuely งานสถาปัตยกรรมชิ้นนี้ใช้เหล็กในการทำโครงสร้างหลักให้กลายเป็นแลนด์มาร์คที่มีความสูงโดดเด่น โดยใช้เหล็กท่อรูปทรงซิการ์ ซึ่งมีความสูง 76.2 เมตร แล้วยึดตรึงไว้ด้วยสายเคเบิลที่มีความเหนียวคงทนสูงเพื่อต่อต้านแรงโน้มถ่วง

ในทางกลับกันเสาเหล็กรอง 3 จุดที่อยู่ในบริเวณรอบๆ ก็เป็นตัวช่วยในการพยุงเหล็กท่อรูปทรงซิการ์ที่ตั้งตระหง่านให้มั่นคงมากขึ้น โดยเสาเหล็กรองทั้ง 3 เสานี้ ถูกยึดด้วยสายเคเบิลที่ถูกออกแบบมาให้สัมพันธ์ต่อการต้านแรงโน้มถ่วงในภาพรวมของโครงสร้างทั้งหมด

Smithdon High School ของ Peter and Alison Smithson ที่ Hunstanton, Norfolk ซึ่งสร้างขึ้นระหว่างปี 1950 - 1954 เป็นตัวอย่างที่โดดเด่นของงานสถาปัตยกรรมโครงสร้างเหล็ก ซึ่งสถาปนิกได้รับแรงบันดาลใจจากผลงานของ Mies van der Rohe ในสหรัฐอเมริกา

สถาปนิกจึงได้ออกแบบโครงสร้างเหล็กทั้งคาน เสา และกรอบอาคารภายนอกให้เชื่อมต่อกลายเป็นเฟรมเดียวกันทั้งในระนาบตั้ง และระนาบนอน เพื่ออรรถประโยชน์ในการใช้สอยพื้นที่ภายในได้อย่างเต็มศักยภาพ ซึ่งโครงสร้างเหล็กลักษณะนี้ในยุคนั้นถือว่าเป็นเรื่องใหม่ที่ฮือฮาอยู่ไม่น้อย

Centre Pompidou ในปารีส ก่อสร้างเสร็จสมบูรณ์ในปี 1977 ได้รับการออกแบบโดย Richard Rogers และ Renzo Piano อาคารแห่งนี้เป็นศูนย์ศิลปะที่มีแนวคิดการออกแบบทางสถาปัตยกรรมแบบ High-Tech Architecture's Inside-Out Landmark ที่ออกแบบให้ตัวอาคารมีเนื้อที่ใช้สอยแบบโปร่งโล่ง แล้วนำสาธารณูปโภคทั้งหมดภายในอาคารไม่ว่าจะเป็น บันไดเลื่อน ลิฟต์ ท่อน้ำ สายไฟ ช่องระบายอากาศฯลฯ ออกมาเปลือยอยู่ภายนอกอาคารทั้งหมด แล้วนำแม่สีอย่างแดง เหลือง น้ำเงิน มาทาอยู่ภายนอกสามารถสร้างความโด่ดเด่นให้กับตัวอาคารราวกับเป็นผลงานศิลปะที่น่าตื่นตาตื่นใจ

นี่เป็นอาคารโครงสร้างเหล็กขนาดใหญ่ โดยแบ่ง Space ออกเป็น 2 ชั้น คือ Space ภายนอกซึ่งเป็นพื้นที่สำหรับงานสาธารณูปโภคไม่ว่าจะเป็น บันไดเลื่อน ลิฟต์ ท่อน้ำ สายไฟ ช่องระบายอากาศฯลฯและ Space ภายในซึ่งเป็นโครงสร้างเหล็กช่วงพาดยาวสำหรับใช้จัดนิทรรศการต่างๆ ซึ่งให้อรรถประโยชน์ในการใช้สอยพื้นที่ภายในได้อย่างคุ้มค่า และให้ความรู้สึกโปร่งโล่ง

ในยุคนั้นด้วยอัตลักษณ์ที่ไม่เหมือนใครอาคารแห่งนี้เปรียบดั่งเครื่องจักรทางสถาปัตยกรรม ที่มีการนำเหล็กหลากหลายรูปแบบมาใช้ในการก่อสร้าง ไม่ว่าจะเป็นเหล็กกล่อง เหล็กท่อกลม เหล็กรูปพรรณสำหรับโครงสร้าง เหล็กหล่อสำหรับชิ้นส่วนโครงสร้าง และจุดยึดที่ต้องทำขึ้นแบบพิเศษ รวมไปถึงเหล็กชนิดอื่นๆอีกหลากหลายขนาดที่นำมาใช้ในการตกแต่ง ซึ่งว่ากันว่าอาคารแห่งนี้เป็นอาคารที่มีแบบ Shop Drawing Steel Structure Detail สำหรับงานก่อสร้างที่โหด และอลังการมากที่สุดในยุคนั้น 

ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา Centre Pompidou ยังคงเป็นอนุสาวรีย์แห่งความงามทางสถาปัตยกรรมแบบ High-Tech Architecture's Inside-Out และแสดงถึงศักยภาพของการก่อสร้างด้วยเหล็กอย่างไม่เสื่อมคลาย

สำนักงานสถาปนิก เอสโอเอ็ม (SOM - สคิดมอร์ โอวิงส์ แอนด์ เมอร์ริลล์) ได้ออกแบบพัฒนา Broadgate Building ในช่วงปลายทศวรรษ 1980 ซึ่งเป็นตัวอย่างที่น่าสนใจของการแก้ปัญหาทางสถาปัตยกรรมที่ก่อสร้างด้วยเหล็ก ปัญหาที่ว่าก็คือการขยายพื้นที่อาคารซึ่งมีความยาวราวๆ 70 เมตร และตัวอาคารมีความสูง 12 ชั้น ซึ่งมีข้อจำกัดในเรื่องเสารับน้ำหนักระหว่างกึ่งกลางอาคาร

วิธีแก้ปัญหาคือการออกแบบโครงสร้างเหล็กรับน้ำหนักรูปทรงโค้งขนาดใหญ่ 4 ตัว (4 ด้านของอาคาร) โดยวางอยู่บนตอม่อรับน้ำหนักขนาดใหญ่ (คล้ายตอม่อสะพาน) ซึ่งพื้นของอาคารแต่ละชั้นจะถูกแขวนแล้วยึดเข้ากับโครงเหล็กโค้งขนาดใหญ่ในรูปแบบคานผูก

Waterloo Station ก่อสร้างแล้วเสร็จในปี 1994 ออกแบบโดยสถาปนิก Nicholas Grimshaw และวิศวกร YRM / Anthony Hunt Associates อาคารแห่งนี้เป็นสถาปัตยกรรมที่มีความโดดเด่นในด้านการใช้โครงสร้างเหล็กช่วงพาดกว้างร่วมกับงานกระจกได้อย่างน่าสนใจ

ส่วนประกอบโครงสร้างที่สำคัญของ Waterloo Station เป็นโครงสร้างแบบโครงถักโค้งที่ทำมาจากเหล็กกลม โดยยึดไว้กับโครงสร้างฐานรากหลักของอาคารอย่างแข็งแรง จึงทำให้โครงถักโค้งสามารถกินพื้นที่ปกคลุมได้เกินครึ่งของพื้นที่อาคาร โดยอีกฟากถูกออกแบบให้เป็นเฟรมผนังกระจกโค้งที่ค่อยๆโค้งมาบรรจบกับโครงถักโค้งในจุดสูงสุดของอาคาร ซึ่งลักษณะโครงสร้างช่วงพาดกว้างแบบนี้ทำให้อาคารแห่งนี้ไม่มีเสามาบดบังทัศนียภาพเลยแม้แต่น้อย จึงทำให้สามารถใช้งานพื้นที่ภายในได้อย่างเต็มศักยภาพ อีกทั้งแสงสว่างยังสามารถส่องเข้ามาได้อย่างเหมาะสม และให้ความรู้สึกปลอดโปร่ง

ปี 2009 ก้าวเข้าสู่ยุคใหม่ของสถาปัตยกรรมระฟ้า การเปิดตัวของ Burj Khalifa Building ทำให้เป็นข่าวสั่นสะเทือนไปทั่วโลก เพราะนี่คือตึกระฟ้าที่สูงที่สุดในโลกด้วยความสูงกว่า 828 เมตร (162 ชั้น) ได้รับการออกแบบโดยสถาปนิก เอเดรียน สมิธ สถาปนิกจากชิคาโก จากสำนักงานสถาปนิก เอสโอเอ็ม (SOM - สคิดมอร์ โอวิงส์ แอนด์ เมอร์ริลล์) เหล็กน้ำหนักเกือบแสนตันถูกนำมาใช้เป็นส่วนประกอบของโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กที่แข็งแกร่ง และสูงที่สุดในโลก

Burj Khalifa เป็นอาคารที่ใช้ระบบ Shear wall เป็นแกนกลางอาคาร แล้วใช้โครงสร้างหลักเป็นคอนกรีตเสริมเหล็กระบบ Bundled tube ที่มีการกระจายแรงไปตามขอบอาคาร ซึ่งความสูงในระดับต่างๆของอาคารจะมีลักษณะหน้าตัดที่แตกต่างกันออกไปทำให้มีพฤติกรรมการรับแรงที่แตกต่างกันออกไป 

รูปทรงอาคารตั้งแต่บริเวณฐานเป็นรูปทรงสามเหลี่ยมสามแฉก แล้วขาที่แยกออกเป็นสามแฉกทำให้เกิดเป็นพื้นที่รับแรงลม แต่ในชั้นความสูงที่มากขึ้นขาที่แยกออกได้มีการปรับแต่งให้มีขนาดเล็กลงจนกลายเป็นรูปทรงสามเหลี่ยมแบบมน ทั้งนี้เป็นเพราะต้องการความสวยงามของอาคารและส่งผลให้ลดผลกระทบจากแรงกระทำทางด้านข้างเนื่องจากพื้นที่ที่รับแรงลมน้อยลง ทั้งหมดทุกชั้นของอาคารได้มีการลบมุมของอาคารเพื่อทำให้การสั่นตัวเนื่องจากกระแสวอร์เท็กซ์นั้นลดลง

ปี 2011 ในขณะที่รัฐเพื่อนบ้านอย่างดูไบ มีอาคารระฟ้าที่สูงที่สุดในโลกอย่าง Burj Khalifa แต่นั่นไม่ได้เป็นข้อจำกัดที่อาบู ดาบีจะต้องด้อยกว่า ท่านชีค เจ้าครองนครรัฐอาบู ดาบีได้เซ็ญสัญญากับทีมสถาปนิก และได้ให้คำแนะนำว่า "ไม่จำเป็นต้องสูง และใหญ่กว่า แต่มันต้องท้าทายทุกกฏของสถาปัตยกรรม"

Capital Gate Building เป็นอาคารระฟ้าที่ออกแบบโดย RMJM architects โดยมีความสูงเพียง 162 เมตร แต่ความพิเศษไม่อยู่ที่ความสูง เพราะนี่คืออาคารระฟ้าที่ท้าทายแรงดึงดูดของโลก มากกว่าหอเอนปิซ่าในอิตาลี ถึง 5 เท่า โดยเป็นอาคารที่น่าทึ่งแห่งหนึ่งที่โลกเคยมีมา

ความท้าทายทางวิศวกรรม ที่ต้องการเอาชนะแรงโน้มถ่วงของโลก จึงจำเป็นต้องใช้ฐานราก ,ตอม่อ และเสาเข็มที่หล่อปูนแบบพิเศษ ฝังลงใต้ดินในระดับความสูงที่ไม่เท่ากัน เพื่อเฉลี่ยแรงดันในแต่ละด้านของตึกให้เกิดความสมดุล เนื่องจากตึกนี้มีความเอียงมาก จึงต้องใช้วิธีก่อสร้างที่แตกต่างจากตึกระฟ้าทั่วไป

เพราะความเอียง และแรงดันที่มีมหาศาล Capital Gate จึงต้องใช้แกนอาคารที่ออกแบบมาเป็นพิเศษที่โค้งงอในทิศทางต้านกับการเอียงของอาคาร หรือที่เรียกว่า "แกนทรงกระดูก Pre-cambered" ซึ่งถูกเสริมด้วยเส้นเหล็กอัดแรงดันในแนวดิ่งเข้าไปในแกนด้วย เพื่อยึดไม่ให้แกนอาคารแตกออกจากกัน ซึ่งประกอบด้วยคอนกรีตเสริมเหล็กมากกว่า 15,000 คิวบิกเมตร เหล็กอีก 10,000 ตัน และเสาเข็ม 490 ต้นโดยเจาะลึกลงไปในดินถึง 30 เมตร

โครงสร้างแบบ Diagrid structures ที่เป็นกรอบผนังอาคารภายนอก มีรูปแบบที่ซับซ้อนซึ่งใช้แนวความคิดทางเรขาคณิตโดยใช้ซอฟต์แวร์ Tekla BIM ซึ่งเป็นการสร้างแบบจำลอง 3 มิติ ที่ช่วยในการออกแบบสถาปัตยกรรมที่ท้าทายแรงโน้มถ่วงให้เป็นจริง ด้วยวิธีที่ง่าย และรวดเร็วที่สุด โดยออกแบบชิ้นส่วนโครงสร้างในลักษณะคล้ายผลึกเพชรรูปทรงสามเหลี่ยมแล้วนำมาประกอบเข้าด้วยกันเป็น Pattern ขนาดใหญ่ คล้ายเหล็กสาน ซึ่งเป็นการประกอบชิ้นส่วนเหล็กรูปพรรณที่สั่งผลิตเป็นพิเศษกว่า 728 ชิ้น ที่มีน้ำหนักรวมมากกว่า 13,000 ตัน โดยประกอบทุกชิ้นเข้าด้วยกันรอบตัวแกนอาคาร เพื่อกระจายน้ำหนักจากด้านนอกอาคารในอัตราเท่าๆกัน และกระจายแรงดึงให้ขยายออกไปรอบทิศทางนั่นเอง

จากแนวคิดทั้งหมดทั้งมวลส่งเสริมให้ "Capital Gate" กลายเป็นอาคารที่ท้าทายทุกกฏของสถาปัตยกรรมมากที่สุดในโลก และกลายเป็นสัญลักษณ์ แลนมาร์คสำคัญของนครรัฐอาบู ดาบี 

ข้อมูลวัสดุศาสตร์อื่นๆที่น่าสนใจ  

ข้อมูลอ้างอิงโดย

- https://www.architectmagazine.com/technology/products/throwback-thursday-looking-back-at-the-rise-of-metal-in-construction_o

- https://www.steelincga.com/a-brief-history-of-steel-construction/

- https://www.architectsjournal.co.uk/news/culture/from-the-archive-100-years-of-steel-in-architecture/10004902.article