Các kiến trúc cao tầng chống động đất ra sao?

5 giờ 46 phút sáng ngày 17 tháng 1 năm 1995, tại thành phố Kobe, Nhật Bản, đã xảy ra một trận động đất mạnh 7,2 độ Richter. Hơn một vạn ngôi nhà bị sụp đổ, hầu như toàn thành phố bị cắt điện, cắt nước, đường ống hơi than bị vỡ, đồng thời gây ra hơn 300 vụ cháy lớn.

Tuy nhiên, trước tai họa động đất nghiêm trọng đó, người ta lại phát hiện một hiện tượng kinh ngạc: nhiều ngôi nhà thấp tầng cũ nếu không sụp đổ hoàn toàn thì cũng thành một đống gạch vụn, còn những kiến trúc cao tầng hiện đại hóa lại hiên ngang đứng sừng sững giữa đống hoang tàn. Lẽ nào đó là một kỳ tích?

Nhật Bản là một nước có nhiều động đất; nhiều trận động đất đã gây nên những tổn thất nặng nề về người và của. Từ các trận động đất, người ta rút ra những bài học sâu sắc: công trình kiến trúc không thể quá cao. Năm 1963, Chính phủ Nhật Bản đã ra văn bản quyết định rõ ràng rằng các công trình kiến trúc nói chung không được cao quá 31 m. Tuy nhiên, sau một thời gian dài phân tích và nghiên cứu, các chuyên gia xây dựng Nhật Bản phát hiện sóng xung kích theo chiều ngang của động đất chiếm vị trí chủ yếu. Đối phó với lực thiên nhiên to lớn đó không thể chống lại một cách “cứng rắn”, mà phải “tùy theo tình thế” để làm dịu bớt đi. Những tòa nhà chọc trời được xây dựng trên cơ sở lý luận mới về chống động đất có thể hấp thu năng lượng chấn động. Như vậy, khi sóng xung kích của động đất truyền từ dưới công trình kiến trúc lên trên cao, tuy có thể gây rung động, nhưng lại không thể làm cho kết cấu bê tông thép bị phá hỏng. Những luận đoán khoa học đó đã khiến Chính phủ Nhật Bản thay đổi quyết định ban đầu. Thế là gần 20 năm lại đây, các kiến trúc cao tầng ở Nhật Bản phát triển như măng mọc sau mưa xuân, sừng sững vươn đến tầng mây. Điểm mấu chốt về chống động đất của kiến trúc cao tầng nằm ở thiết kế. Quan niệm cũ cho rằng chỉ có xây tầng dưới cùng thật nặng, thật vững chắc thì mới có thể chịu được sóng xung kích mạnh mẽ của trận động đất. Nhưng trên thực tế, những tòa nhà kiểu cũ có nền bê tông cốt thép nặng nề, càng lên cao thể tích càng nhỏ, trong trận động đất mạnh sẽ bị “văng” ra, thậm chí bị gãy đứt ngang tận gốc. Còn các kiến trúc cao tầng hiện đại đã khắc phục nhược điểm trí mạng vừa “cứng” lại vừa “giòn” của các tòa nhà kiểu cũ. Kiến trúc hiện đại dùng vật liệu thép cường độ cao có rất ít vết rạn nhỏ li ti để chế tạo kết cấu xà dầm có mật độ tương đối lớn, nhờ đó làm tăng rất nhiều khả năng chống động đất của giá thép. Các tấm vách bê tông được chế tạo đặc biệt làm tăng ứng lực của giá thép sinh ra đồng thời với sóng xung kích; kỹ thuật hàn mới lại nâng cao thêm một bước khả năng chống động đất của cả khối kiến trúc cao tầng, khiến các tòa nhà chọc trời trở thành “trong cương có nhu”. Trong trận động đất ở Kobe, khi từng đợt sóng xung kích truyền lên tầng cao, tuy phần mái tòa nhà dao động với biên độ đạt đến 1 m, kết cấu của cả tòa nhà vẫn bình yên vô sự. Điều đó chứng tỏ rằng, về mặt cư trú thoải mái và độ an toàn chống động đất, kiến trúc cao tầng đều rất có triển vọng.