Tại sao có thể “treo” toà nhà mấy chục tầng lên?

Nghe thật khó tin: một kiến trúc cao mấy chục tầng lại có thể “treo” lên không trung như treo lồng chim sao? Nhưng tòa nhà của Công ty động lực Bavalia ở Munich, Đức đúng là như vậy. Một tòa lầu tháp cao 23 tầng đứng sừng sững ở trung tâm, trên đỉnh nhô ra bốn giá đỡ tay đòn treo, tương tự bốn cành cây mạnh mẽ, vững chắc vươn ra từ một cây đại thụ; bên trên treo lơ lửng bốn tòa nhà 22 tầng.

Đó là một kiến trúc cao tầng được gọi là “kiến trúc treo”. Vậy tại sao phải treo những tòa nhà cao như vậy lên?

Thực ra, xây dựng loại kiến trúc treo như thế có nhiều ưu điểm.

Trước hết, các cột và vật liệu thép của kết cấu thép hay kết cấu bê tông cốt thép bên trong tòa nhà đều ở trạng thái chịu lực nén; tòa nhà càng cao, tầng dưới chịu lực nén càng lớn. Sau khi tòa nhà được treo lên, lực nén mà vật liệu thép phải chịu sẽ trở thành lực kéo, như vậy có thể phát huy khả năng chịu kéo của vật liệu thép, tiết kiệm được nhiều thép. Lấy ví dụ đơn giản: muốn “đội” một thùng nước lớn lên, cần dùng gậy sắt tương đối to, hơn nữa ít nhất phải dùng ba chiếc gậy sắt mới có thể làm cho thùng nước ổn định. Nhưng nếu treo thùng nước lên thì dễ dàng hơn nhiều, một sợi dây thép bình thường cũng có thể làm được.

Thứ hai, quá trình xây dựng kiến trúc treo có thể tránh được tác nghiệp trên không. Bao nhiêu năm nay, việc làm nhà truyền thống luôn là xây từ mặt đất lên; tầng lầu càng cao thì càng nhiều khó khăn. Nhưng kiến trúc treo lại khác: có thể xây tầng cao nhất trước, sau đó treo một tầng lên, rồi xây tiếp tầng phía dưới, cứ xây dần xuống từng tầng một. Địa điểm thi công trước sau vẫn có thể tiến hành trên mặt đất. Dĩ nhiên, tòa lầu tháp ở giữa vẫn phải xây từ dưới lên, nhưng lượng công việc có thể giảm đi rất nhiều.

Sau khi treo bốn kiến trúc cao tầng lên tòa lầu tháp ở giữa, phần mặt đất bên dưới có thể lấy ra nhiều chỗ để làm các việc khác. Điều đó đối với những thành phố lớn, nơi đất đai đắt đỏ, có ý nghĩa thực tế rất lớn. Đây là một lợi ích nữa của kiến trúc treo.

Ngoài ra, ở kiến trúc treo, chỉ có tòa lầu tháp trung tâm mới cần xây nền móng, khiến phạm vi nền móng và khối lượng thi công giảm đi rất nhiều. Tòa nhà Ngân hàng Hối Phong ở Hồng Kông cao 47 tầng cũng là một kiến trúc treo. Nó dùng tám nhóm cột thép làm giá thép đỡ, mỗi nhóm do bốn cột hình ống tròn có đường kính 1,4 m hợp thành; cứ năm tầng hoặc bảy tầng thì mặt sàn được treo trên tám khung xà chịu lực nằm ngang.

Tòa nhà Ngân hàng Dự trữ Liên bang của bang Minnesota, Mỹ, có phương thức treo khi xây dựng tương tự như cầu cáp treo. Ở giữa hai tòa lầu tháp hình chữ nhật, người ta treo kết cấu thép có đường cong hình dây xích rũ xuống; trên đỉnh tháp có khung xà thép nằm ngang, tòa nhà 16 tầng được treo trên kết cấu thép. Khẩu độ giữa các tòa lầu tháp hình chữ nhật đạt đến 100 m, khoảng không gian phía dưới tòa nhà treo và đất trống bên ngoài hợp thành một quảng trường rất lớn.