Danh mục
Giới thiệu
Động đất là hiện tượng dịch chuyển của các mảng địa chất trên mặt đất, gây ra sự rung lắc và sụp đổ của các công trình xây dựng. Mỗi năm Nhật Bản phải gánh chịu khoảng hơn 126.000 các trận động đất lớn nhỏ. Các động đất tại Nhật Bản có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng, bao gồm đổ nát các công trình xây dựng, gây thiệt hại về tài sản và đời sống của người dân, và có thể gây nguy hiểm đến tính mạng con người.
Sự cải tiến công nghệ kiến trúc sau mỗi lần trải qua động đất
Kiến trúc Nhật Bản không ngừng được cải tiến sau mỗi trận động đất có cường độ cao. Sau thảm họa động đất Fukui năm 1948, “Đạo luật tiêu chuẩn xây dựng” đã được ban hành vào năm 1950 và sửa đổi vào năm 1971 sau trận động đất Tokachi năm 1968.
“Tiêu chuẩn chống động đất” cũng được ra đời vào năm 1981 sau trận động đất Miyagi năm 1978. Đạo luật này đã yêu cầu các tòa nhà chỉ được phép hao tổn nhỏ với động đất cường độ cấp 5 và tránh sụp đổ hoàn toàn trận động đất có cường độ 6 hoặc 7.
Chính quyền địa phương Kobe cũng cho biết tỷ lệ các tòa nhà xây dựng sau năm 1981 bị sụp đổ bởi trận động đất Hanshin, Awaji chỉ chiếm 1%. Công nghệ kiến trúc Nhật Bản đã được phát triển tỉ lệ thuận với cường độ xảy ra thảm họa, do người Nhật luôn rút ra bài học từ những trận động đất đã trải qua.
Kiến trúc Nhật Bản và sự thích ứng với động đất
Giải pháp chống động đất của kiến trúc Nhật có thể phân thành 3 loại như sau:
- Cấu trúc kháng địa chấn: là cấu trúc cố định hệ kết cấu chịu lực với nền đất. Cột và tường chịu lực được thiết kế và xây dựng chắc chắn đảm bảo các yêu cầu theo quy định, Mái sử dụng các vật liệu nhẹ để chống rung lắc.
- Cấu trúc giảm địa chấn: là cấu trúc kiểm soát chấn động bằng cách lắp đặt thêm các thiết bị hấp thụ chấn động, rung lắc do động đất gây ra.
- Cấu trúc cách ly địa chấn: Hệ kết cấu chịu lựu không được cố định với mặt đất mà sử dụng một thiết bị trung gian giữa kết cấu móng của công trình với mặt đất. Thiết bị này có thể dịch chuyển qua lại theo sự rung chuyển của động đất. Ý tưởng của việc này là giảm thiểu ảnh hưởng của lực rung chấn với tòa nhà.
Yếu tố quan trọng nhất trong các biện pháp chống động đất là cường độ rung lắc. Cách ly địa chấn được cho là giải pháp tốt nhất để triệt tiêu rung lắc do động đất gây ra, giảm thiểu các tác động làm phá hủy công trình. Cấu trúc cách ly địa chấn hoạt động tốt nhất với các rung lắc theo phương ngang, nhưng nó không thực sự hiệu quả đối với rung lắc theo phương dọc.
Đối với nhà cao tầng, người ta thưởng sử dụng các thiết bị gia cố theo cấu trúc giảm địa chấn để chống lại chuyển vị của công trình do gió gây nên và rung lắc khi có động đất xảy ra.
Kháng địa chấn thường là yếu tố đi liên với cách ly địa chấn và giảm chấn, Vì hệ kết cấu chính của công trình vẫn đóng một vai trò cực kỳ quan trọng, các biện pháp cách ly địa chấn và giảm chấn là những yếu tố giúp gia tăng khả năng chống động đất của công trình. Nếu Kết cấu của tòa nhà đã xuống cấp hoặc không đảm bảo thì chỉ cần một chấn động nhỏ cũng có thể khiến tòa nhà sụp đổ. vì vậy cần có sự tổng hòa của các biện pháp mới đảm bảo được độ ổn định của công trình khi đối mặt với động đất.
Các công trình kiến trúc thích ứng với động đất ở Nhật Bản
Tháp Gojū-no-tō (Ngũ Trùng Tháp) là một tòa tháp nằm tại phía Tây của sân chùa Horyuji. Tháp cao 32,55m; mặt bằng tháp hình vuông, giữa tháp có một cột gỗ được chôn sâu 3m và cao tới đỉnh mái có vai trò giảm rung lắc khi xảy ra động đất.
Bệnh viện Chữ thập đỏ Ishinomaki (quần đảo Miyagi), 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 (seismic isolation).
Tháp Tokyo Skytree áp dụng cấu trúc thiết kế của các ngôi đền cổ, một cấu trúc cột bê tông cốt thép cao 375m đặt ở trung tâm kết nối với hệ khung thép bao quanh bằng giảm chấn thủy lực, tạo độ trễ và giảm 50% rung chấn của toàn bộ công trình khi có động đất.
