Tòa tháp cao nhất Đài Loan đứng vững sau động đất, có bí quyết

Theo ước tính của Cơ quan Cứu hỏa Đài Loan, trận động đất mạnh 7,4 độ richter xảy ra ở Đài Loan (Trung Quốc) hôm 3-4 đã làm 9 người thiệt mạng, hơn 1.000 người bị thương và làm hư hại 770 tòa nhà.

Tại TP Đài Bắc – cách tâm chấn trận động đất hơn 128 km, các tòa nhà cũng rung lắc dữ dội. Tuy nhiên, nhờ vào việc xây dựng dựa trên kỹ thuật hiện đại, tòa tháp Đài Bắc 101 – tòa nhà cao nhất Đài Loan (101 tầng, cao 507 m) – vẫn đứng vững sau trận động đất mà không bị hư hại gì.

Đài Bắc 101 được công ty C.Y. Lee & Partners tại Đài Loan thiết kế. Đây là tòa tháp cao nhất thế giới từ năm 2004 đến năm 2007, sau đó nhường danh hiệu này cho tòa tháp Burj Khalifa ở Dubai.

Đoạn phim ghi lại cho thấy trong trận động đất, tòa tháp Đài Bắc 101 hơi lắc lư nhưng không bị thiệt hại gì. Theo đài CNN, tính linh hoạt trong cấu trúc của tòa tháp giúp chống lại các rung chấn mạnh của trận động đất.

Tòa tháp Đài Bắc 101 – Tòa nhà cao nhất Đài Loan (Trung Quốc). Ảnh: GETTY IMAGES

Theo đó, vật liệu bê tông cốt thép có lẽ chính là lớp phòng thủ vững chắc giúp tòa tháp đứng vững. Sự kết hợp giữa bê tông và thép đủ linh hoạt giúp tòa tháp chuyển động theo rung chấn nhưng cũng đủ cứng để chống lại rung chấn, gió lớn và các cơn bão thường xuyên đổ bộ vào Đài Loan.

Theo CNN, kinh nghiệm cho thấy các tòa nhà có thể đứng vững sau động đất một phần là nhờ lắc lư theo rung chấn. Nhiều công trình kiến trúc ở Đông Á cũng áp dụng nguyên tắc này trong xây dựng, trong đó có nhiều ngôi chùa ở Nhật và cung điện tại Trung Quốc.

Ngoài ra, ở phía các tầng trên của tòa tháp Đài Bắc 101, một thiết bị khổng lồ giống quả cầu cũng đã góp phần giúp tòa tháp đứng vững sau cơn địa chấn. Thiết bị này được gọi là bộ giảm chấn.

Quả cầu khổng lồ

Bộ giảm chấn được 92 sợi cáp dày treo lơ lửng giữa tầng 87 và tầng 92. Thiết bị này làm bằng thép, có thể di chuyển khoảng 1,5 m theo bất kỳ hướng nào. Nhờ đó, nó hoạt động giống như một con lắc giúp làm giảm chuyển động lắc lư của tòa tháp.

Trả lời CNN, ông Stefan Al – chuyên gia về các tòa nhà cao tầng – giải thích: “Về cơ bản, nó là một đối trọng rất lớn. Trong trường hợp của Đài Bắc 101, quả cầu này nặng 660 tấn. Điều đó nghe qua có vẻ rất nặng nhưng nếu so với trọng lượng tổng thể của tòa tháp thì nó chỉ là một phần nhỏ”.

“Khi một tòa nhà bắt đầu rung chuyển, [bộ giảm chấn] sẽ di chuyển theo hướng ngược lại. Trong trường hợp của Đài Bắc 101, nó bị treo lơ lửng nên khi tòa tháp lắc lư, bộ giảm chấn sẽ hấp thụ động năng bằng cách di chuyển theo hướng ngược lại” – ông Al nói.

Ông Al cũng giải thích rằng các xi lanh thủy lực giữa quả cầu và tòa nhà sẽ chuyển đổi động năng thành nhiệt năng, sau đó phân tán chúng.

Ông Al cho biết bộ giảm chấn chủ yếu chống lại chuyển động mạnh do “rung động điều hòa” gây ra. Các rung động này vốn có thể gây ra hư hỏng cấu trúc tòa nhà trong trận động đất.

Ngoài ra, bộ giảm chấn còn giúp giảm sự khó chịu, thậm chí buồn nôn đối với những người bị lắc lư khi ở trong các tòa nhà lúc trời nổi gió lớn.

Bộ giảm chấn tại tòa tháp Đài Bắc 101. Ảnh: REUTERS

Các bộ giảm chấn được sử dụng trong các tòa nhà chọc trời trên khắp thế giới, bao gồm tháp Steinway ở New York (Mỹ) và tòa nhà Burj al-Arab ở Dubai (Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất).

Các yếu tố khác

Tuy nhiên, bộ giảm chấn không phải là đặc điểm thiết kế duy nhất giúp ổn định tòa tháp khi có rung chấn.

Trước hết, Đài Bắc 101 nằm trên nền móng đặc biệt sâu, cụ thể là 380 cọc bê tông và thép được khoan xuống nền đá bên dưới. Phía trên các cọc này, phần lõi tòa tháp được kết nối với những cây “cột lớn” thông qua các giàn thép khổng lồ.

Do Đài Loan nằm dọc theo “Vành đai lửa Thái Bình Dương” – khu vực thường xảy ra hoạt động địa chấn và núi lửa, tòa tháp cũng tuân thủ các quy tắc xây dựng chống địa chấn nghiêm ngặt.

Một tòa nhà ở Đài Loan bị nghiêng sau trận động đất hôm 3-4. Ảnh: AP

Ngoài ra, trước khi Đài Bắc 101 được xây dựng, mô hình thiết kế của tòa tháp này đã được thử nghiệm khả năng đứng vững trước địa chấn và rung lắc.

KHOA ĐIỀM