Nhắc tới Nhật, chúng ta biết tới quốc gia có tỉ lệ động đất cao nhất thế giới. Động đất như một chuyện bình thường đối với người dân nơi đây. Vậy đâu là lý do khiến đất nước này vẫn phát triển mạnh mẽ dù trải qua hàng loạt thiên tai, động đất? Cùng Western Homes tìm hiểu kỹ thuật đặc trưng của kiến trúc kiểu Nhật – một trong những lý do giúp đất nước này đứng vững qua hàng ngàn cơn động đất và phát triển mạnh mẽ.

Xây dựng với 2 mức độ chống động đất

Các kỹ sư tại Nhật Bản đều phải xây các tòa nhà có 2 mức độ chống động đất. Ở mức độ đầu tiên, tòa nhà chịu được các trận động đất nhỏ xuất hiện khoảng 3-4 lần ở Nhật Bản. Với các trận động đất này, tòa nhà phải được thiết kế tốt đến mức tòa nhà trải qua động đất mà không hề hấn gì và việc để xảy ra hư hại khiến phải sửa chữa là điều không thể chấp nhận được. Ở mức độ thứ hai, tòa nhà phải chịu được các trận đọng đất cực mạnh, hiếm khi xảy ra hơn. Chuẩn mực này được thiết lập dựa trên trận động đất lớn Kanto năm 1923 7.9 độ richter đã phá hủy Tokyo, Yokoham với hơn 140.000 người thiệt mạng. Với những trận động đất mạnh hơn mức này thì mục tiêu không còn là bảo tồn các tòa nhà nữa, chấp nhận bất kỳ hư hại nào, miễn sao nó không gây thương vọng cho con người.

Các kỹ thuật giảm chấn và hấp thu năng lượng trong xây dựng tại Nhật Bản

Để chịu được các lực rất mạnh từ trận động đất, tòa nhà cần được xây với cấu trúc hấp thu toàn bộ năng lượng từ trận động đất hay còn gọi là “cô lập địa chấn” để tòa nhà không bị sập.

Cấu trúc hay tòa nhà được xây dựng trên một hình thức như vòng bi hoặc thiết bị giảm chấn – đôi khi chỉ đơn giản như các khối cao su dày 30-50cm để chống lại các dịch chuyển do động đất gây ra. Các cột tòa nhà dù được đóng móng ở đâu thì chúng cũng nằm trên các tấm cao su đó. Kiểu nền móng này là một trong những cách cơ bản giúp các tòa nhà đứng vững trong động đất. Ngoài ra, bộ giảm dao động suốt chiều cao tòa nhà cũng có thể tăng cường khả năng chịu đựng được các trận động đất.

Jun Sato, Kỹ sư kết cấu, Giáo sư tại Đại học Tokyo – người nghiên cứu phát triển giải pháp kỹ thuật địa chấn phân tích: “Khi thảo luận thiết kế cấu trúc với kiến trúc sư, tôi luôn tìm cách phối hợp hài hòa các yếu tố địa chấn vào thiết kế tổng thể của tòa nhà. Đôi khi, tôi có thể tìm cách nhúng các yếu tố đó vào thiết kế bản vẽ mặt sàn tầng lầu, đôi khi tạo ra các yếu tố trong suốt hoặc mờ. Hoặc tôi có thể nhìn bản vẽ phác thảo cấu trúc sinh học của kiến trúc sư và từ đó phát triển các yếu tố địa chấn.

Sử dụng cấu trúc lưới để tránh tình trạng oằn khung hỗ trợ tòa nhà cũng là cách phổ biến hiện nay. Nếu một phần bị oằn thì phần kế bên sẽ giúp chặn tình trạng bị uốn cong và việc hấp thụ năng lượng sẽ được phân ra các phần khác. Cấu trúc lưới cũng đạt yêu cầu thẩm mỹ và giúp gia cố các tòa nhà.

Mục tiêu của các kỹ sư tại Nhật Bản là xây dựng các tòa nhà có khả năng chịu được các trận động đất càng ngày càng tốt hơn. Tuy nhiên, độ mạnh của các trận động đất ngày càng tăng gây không ít khó khăn trong việc xây dựng, Ejiri chia sẻ.

Câu trả lời nằm ở việc thường xuyên thử nghiệm các công nghệ đã biết để ổn định tòa nhà và đồng thời, tiếp tục thử nghiệm thêm nhiều thiết kế sáng tạo như cấu trúc lưới. Những cấu trúc thử nghiệm nhỏ như lưới đa diện phức hợp được thiết kế giúp tránh tình trạng uốn cong như ở công trình Naoshima Pavillion, Kagawa do Sou Fujimoto thiết kế có thể góp thêm vào kho tư liệu cho các kỹ sư.

Ngày nay, công nghệ xây dựng phát triển vượt bậc cho phép Nhật Bản có một hệ thống cơ sở hạ tầng hiện dại bậc nhất thế giới kèm theo khả năng chịu động đất lớn. Tuy nhiên thảm họa tự nhiên là không thể lường trước. Người ta không thể biết liệu một thiết kế có chịu đựng được trận động đất kết tiếp hay không cho đến khi trận động đất xảy ra do vậy người dân Nhật luôn đề cao tinh thần sẵn sàng ứng phó.

Tổng hợp đưa tin