Và với việc nằm ngay trên Vành đai lửa Thái Bình Dương nên mỗi thế
kỷ, Nhật Bản đều phải hứng chịu một vài trận động đất mạnh có sức
tàn phá kinh hoàng. Trong lịch sử của mình, đất nước mặt trời mọc
đã phải trải qua khoảng 200 trận động đất kèm theo sóng thần diễn
ra bên dưới hoặc ngay sát Thái Bình Dương.Nhưng những khối nhà cao ốc ở Nhật Bản không phải tòa nhà thông
thường. Tất cả các tòa nhà – thậm chí dù nhỏ hay chỉ là công trình
tạm thời – đều phải có khả năng chống động đất ở quốc gia này –
Jun Sato, kỹ sư kết cấu và là phó giáo sư tại Đại học Tokyo nói.
Tháp Tokyo Skytree – công trình cao nhất Nhật Bản
Các tòa cao ốc có thể chuyển động
Những tòa cao ốc ở Tokyo, Osaka và Yokohama chiếm phần lớn cảnh
quan thành phố quanh chúng. Những tòa tháp tạo cho ta ấn tượng
chúng là những cấu trúc vững chắc và bất di bất dịch do con người
xây dựng nên.Nó là ảnh nền cố định trong đời sống đô thị hàng ngày ở Nhật Bản,
giống như bất cứ thành phố phát triển lớn nào trên thế giới.Khi con người và hệ thống giao thông hối hả đi vòng quanh, các tòa
nhà tĩnh lặng và đứng yên – chúng là điểm chốt gắn kết cả thành
phố sôi động lại gần nhau. Mãi đến khi có động đất, người ta mới
nhận ra góc nhìn này là ảo giác.Bởi vì ở Nhật Bản, các tòa cao ốc có thể chuyển động.
Trận động đất năm 2011 ở Nhật Bản được cho là tàn khốc nhất trong
thời gian gần đây. Trận động đất kinh hoàng gần 9 độ richter ở
Nhật Bản ngày 11-3-2011 là kết quả của những đợt dịch chuyển
địa chất khổng lồ xung quanh "Vành đai lửa" Thái Bình Dương.Sức mạnh tổng lực phát ra từ trận động đất mạnh gần 9 độ richter
ở Nhật Bản ngày 11-3-2011 tương đương với sức nổ của 6,7 nghìn
tỉ khối lượng chất nổ TNT và gấp khoảng 1.000 lần sức hủy diệt
của tất cả vũ khí hạt nhân trên thế giới cộng lại.Trận động đất này một lần nữa cho thấy "Vành đai lửa" Thái Bình
Dương luôn tiềm ẩn những thảm họa khó lường. Nhưng đó chỉ là
một trong rất nhiều địa chấn xảy ra ở Nhật Bản mỗi năm.Vào năm 2011, khi xảy ra động đất 9,0 độ tại miền tây- bắc Nhật Bản
thì Thủ đô Tokyo cách đó gần 400km đã bị rung chuyển mạnh, song
nhiều tòa nhà tại đây, kể cả tháp Tokyo Skytree cao 634m, lúc đó
đang xây dựng chưa xong, vẫn không hề hấn gì.Sau đây là một vài kỹ thuật được áp dụng trong thiết kế xây dựng tại
Nhật Bản để phòng tránh động đất:
Công nghệ “Con lắc thép khổng lồ” cho công trình Shinjuku Mitsui
Nhật Bản có rất nhiều công nghệ chống động đất, trong đó công nghệ
lắp đặt con lắc trên đỉnh tòa nhà cao tầng, hiện đang là công nghệ mới
nhất hiện nay.Công nghệ “Con lắc thép khổng lồ” cho công trình Shinjuku Mitsui.
Nhằm bảo đảm an toàn cho các tòa nhà cao tầng trước các cơn rung
chấn.
Cty phát triển bất động sản Mitsui Fudosan và nhà thầu xây dựng
Kajima Corp đã hợp tác thiết kế và khai triển lắp đặt hệ thống chống
động đất bằng cách đặt sáu con lắc thép khổng lồ,
mỗi con lắc nặng 300 tấn trên nóc một tòa nhà cao 55 tầng tại Tokyo,
với tổng chi phí 5 tỷ Yên Nhật tương đương khoảng (51 triệu USD).Theo thiết kế, những con lắc này không những làm giảm chấn động
tới 60%, mà còn rút ngắn thời gian chịu tác động từ dư chấn của tòa
nhà. Ngoài ra, công nghệ mới này còn cho phép thi công mà không
hề ảnh hưởng tới cấu trúc.
Bệnh viện Hồng Thập Tự Ishinomaki
Công nghệ “Con nhún” cho công trình Bệnh viện Hồng Thập Tự Ishinomaki
Toàn bộ tòa nhà chính của bệnh viện được đặt trên một hệ thống
gồm 126 thiết bị chống động đất gọi là thiết bị cách ly động đất do
Tập đoàn Nikkei Seikei xây dựng.Thiết bị này giống như những “con nhún” đặt dưới móng của tòa nhà.
Khi động đất xảy ra, toàn bộ tòa nhà cao 7 tầng, rộng 9.455m2 này
sẽ được 126 “con nhún” đẩy đưa “nhún” lên xuống và qua lại trên nền
móng vững chãi của tòa nhà. Chính nhờ có thiết bị chống động đất
như vậy, trong khi những tòa nhà lớn nhỏ xung quanh ngả nghiêng
theo trận động đất 9 độ Richter ngoài khơi vùng Tohoku và đo được tại Ishinomaki 6 độ Richter ngày 11/3/2011, tòa nhà chính của bệnh viện
vẫn không hề hư hại gì.
Thiết bị cách ly động đất nằm dưới móng Bệnh viện Hồng Thập Tự
Ishinomaki.Bệnh viện Chữ thập đỏ Ishinomaki cũng được xem là mô hình kiểu
mẫu về thiết kế chống động đất với hệ thống điện nước được bảo
đảm dự trữ đủ cho ba ngày bị cúp điện, cúp nước.Với thiết kế của Nikkei Seikei, trong trường hợp bị cúp cả điện lẫn
nước do động đất xảy ra, hệ thống điện tự sạc sẽ tự động cũng
như hệ thống nước dự trữ có thể sử dụng ngay khi có động đất.Vào thời điểm trận động đất ngày 11/3 xảy ra là lúc bệnh viện đang
có hai ca mổ, việc phẫu thuật chỉ bị tạm ngưng trong 10 giây là
thời gian điện cúp và hệ thống điện dự trữ hoạt động trở lại.Ba ngày sau, hoạt động trong tình trạng bị cô lập hoàn toàn, bệnh
viện vẫn đủ điện và nước để đóng vai trò “tiền tuyến” chữa trị nạn
nhân sóng thần.Những ngày đó tuyết rơi dày ở Miyagi, bệnh viện không chỉ là nơi
chữa trị mà còn là một “lò sưởi” ấm áp cho nhiều người dân ở đây
tránh cái lạnh của tuyết giá.
Ở tòa nhà Shinjuku Mitsui (Tokyo), vài con lắc 300 tấn được trang bị trên
nóc. Chúng lắc qua lắc lại trong lúc động đất, giúp "trung hòa" chuyển
động từ bên này sang bên kia của tòa nhà. Ảnh: Plan Radar.
Là một trong những tòa nhà cao nhất thế giới, tháp Tokyo Skytree (634m) được cho là hoàn toàn không "sợ" động đất. Ảnh: Plan Radar.
Công nghệ Piston cho các tòa nhà tháp
Mục đích là để hấp thụ lực tác động và giảm thiểu tối đa những
chuyển động rung lắc giữa các tầng lầu. Khi có động đất cường
độ mạnh, tòa nhà có thể đung đưa qua lại với biên độ lớn như
một đồng hồ quả lắc và chúng ta có thể nhìn thấy bằng mắt
thường nhưng những rung lắc nội tại của tòa nhà đã bị triệt tiêu.Một kỹ thuật khác rất phổ biến tại Tokyo là triệt tiêu lực tác động
bằng chất lỏng – một dạng cấu trúc công nghệ như những piston
lớn được ứng dụng.Một dẫn chứng là tòa tháp Mori cao 238m với 53 tầng và 6 tầng hầm
của khu phức hợp Roppongi Hills tại Tokyo đã ứng dụng công nghệ này.Vì sao tòa nhà chọc trời của Mỹ, Nhật Bản có thể
đứng vững trong động đất?Mối đe dọa từ thảm họa động đất tàn phá là thứ mà nhiều quốc gia
trên thế giới phải đương đầu. Trong đó, các quốc gia như Nhật Bản,
Mỹ chịu ảnh hưởng đặc biệt mạnh khi trải qua nhiều trận động đất
mỗi năm vì vị trí địa lý.Khi phải đứng trước mối đe dọa quá lớn, công tác chuẩn bị được coi
là cần thiết để ngăn chặn thảm họa. Tuy nhiên, một số khu vực lại
liên tục thất bại trong việc đề phòng thảm họa sắp đến.Thực tế vẫn có một số cách để giảm bớt ảnh hưởng của động đất.
Đó là áp dụng những kỹ thuật xây dựng đặc biệt. Mỗi quốc gia lại
giải quyết mối đe dọa về động đất theo những cách riêng biệt mà
chúng ta có thể học hỏi.Thứ nhất, tòa tháp Tokyo Skytree
Nằm ngay trên Vành đai lửa Thái Bình Dương, khu vực có những hoạt
động địa chấn mạnh, khiến Nhật Bản là một trong những quốc gia
ghi nhận nhiều trận động đất nhất thế giới.Vì động đất xảy ra qua phổ biến nên chính phủ Nhật Bản đã tiến hành
các biện pháp cần thiết để ngăn chặn thiệt hại, bằng cách xây dựng
những công trình được thiết kế đặc biệt để chịu động đất và xây lại
các tòa nhà khi cần. Thậm chí Nhật Bản còn ban hành điều luật về
hạn chế chiều cao của nhà chọc trời.Thực tế là các kỹ sư, kiến trúc sư Nhật Bản đã không ngừng nghiên
cứu về các công nghệ, thiết kế mới để làm giảm chấn cho công trình,
giúp cho các tòa nhà có thể trụ vững được trong những trận động đất.
Tháp Tokyo Skytree được thiết kế đặc biệt để giảm rung chấn khi xảy ra
động đất. Ảnh: BloombergCông trình cao nhất ở Nhật Bản hiện nay là tháp Tokyo Skytree. Đây là
một ví dụ điển hình về cách các kiến trúc sư Nhật Bản giải quyết mối
đe dọa thường xuyên từ động đất bằng cách áp dụng những giải pháp
sáng tạo nhất.Tokyo Skytree là tòa tháp được khởi công vào năm 2008 và đến tháng
5/2012 thì được khánh thành và đi vào hoạt động.
Với chiều cao 634m, Tokyo Skytree trở thành tòa tháp truyền hình cao
nhất thế giới.Tokyo Skytree có chất lượng tiêu chuẩn giúp một tòa tháp chịu động
đất như có ống thép đặc biệt ở đế. Tuy nhiên, điều khiến tòa tháp đặc
biệt lại nằm ở trung tâm. Cụ thể, các kỹ sư đã xây dựng một cột
trung tâm trong tháp.
Tokyo Skytree là tháp truyền hình cao nhất thế giới. Ảnh: Japan Travel
Ông Atsuo Konishi, kỹ sư kết cấu cấp cao tại Nikken Sekkei, đơn vị xây
dựng Tokyo Skytree, cho biết công trình này sở hữu hệ thống kiểm soát
rung chấn độc đáo. Ở tâm tháp có một cột lõi bê tông cao 375 mét.Cột lõi bê tông được kết nối với khung tháp bằng bộ giảm chấn thủy lực
nhằm tạo độ trễ và giảm 50% rung chấn của toàn bộ tòa tháp khi có
động đất.Cây cột này không gắn liền với phần còn lại của tháp. Nó đóng vai trò
như đối trọng trong động đất, rung lắc độc lập với tháp, triệt tiêu tác
động của sóng địa chấn.
Menu
