Kỹ thuật chống động đất mới của người Nhật

Gần đây, họ đề ra những sáng kiến xây dựng nhà chống động đất mới

Theo quan điểm của các nhà kiến trúc Nhật, có thể làm giảm nhẹ sức mạnh của những cơn địa chấn bằng cách đặt vào giữa kiến trúc và mặt đất những ống hình trụ làm bằng chất nhựa đàn hồi lắp xen kẽ với các lớp cao su và những tấm kim loại. Hệ thống này có tác dụng làm giảm nhẹ sức tàn phá của một trận động đất và kể từ trận động đất ở Kobe năm 1995, nó được áp dụng rộng rãi trong việc xây dựng nhà ở, văn phòng làm việc, bệnh viện, trường học... Đến nay, trên 2.000 kiến trúc đã được xây dựng theo kỹ thuật trên.

Tuy nhiên, chuyên gia Mitsuru Kageyama, Trưởng Ban Nghiên cứu Trung tâm Nghiên cứu kỹ thuật Obayashi, kỹ thuật chống động đất hiện nay chỉ có thể giúp làm giảm khoảng ba phần tư những chấn động lan truyền theo chiều ngang và gần như bất lực trước những chấn động theo chiều thẳng đứng. Theo ông, cần triển khai những kỹ thuật cho phép ngăn ngừa những tổn hại gây ra bởi các chấn động mạnh theo chiều thẳng đứng mà nguyên nhân là sự dịch chuyển đột ngột của một vết nứt, khi tâm ngoài của trận động đất nằm ngay bên dưới thành phố. Gần đây, nhóm BTP Obayashi và Công ty Năng lượng nguyên tử Nhật Bản vừa triển khai một kỹ thuật mới có thể làm giảm thiểu mức tác hại của những cơn địa chấn theo chiều thẳng đứng. Họ làm rỗng bên trong những cột chống bằng cao su (có cáp gia cố) rồi bơm khí nén vào, biến chúng thành những gối đệm bằng hơi có tác dụng giảm thiểu những chấn động dữ dội đi từ dưới lên trên. Để chứng minh tính hiệu quả của kỹ thuật này, họ thực hiện mô hình một tòa nhà cao khoảng 4 m, nặng 40 tấn đặt trên một bệ đỡ bằng cao su đường kính 2 m rồi đưa tất cả vào một bộ phận tạo chấn động giống như một trận động đất; kết quả là những chấn động theo chiều rộng và chiều thẳng đứng đều được giảm đến ba phần tư và tòa nhà vẫn đứng vững.

Tuy nhiên, một vấn nạn đặt ra cho Kageyama và các đồng nghiệp: Trong trường hợp đất nện không vững chắc như ở vùng vịnh Tokyo , khó áp dụng kỹ thuật này. Các chuyên gia lại tính đến giải pháp “tòa nhà nổi"" do Công ty BTP Shimizu thực hiện. Các chuyên gia ở đây quan niệm rằng nếu hạn chế sự tương tác giữa kiến trúc và nền đất, những chấn động do cơn địa chấn tạo ra sẽ tác động rất ít lên tòa nhà. Theo ông Takumi Oyama, Trưởng Ban Nghiên cứu của Shimizu, bằng kỹ thuật ""tòa nhà nổi”, có thể giảm được cường độ cơn địa chấn tác động lên tòa nhà từ 7 độ Richter xuống còn 4 độ Richter. Hiện nay, Shimizu đang xây dựng trong phòng thí nghiệm một kiến trúc áp dụng kỹ thuật vừa mô tả. Tòa nhà thử nghiệm có độ cao 17 m thì 2 m chìm trong nước; giữa kiến trúc và mặt đất, họ đặt một lớp nhựa đàn hồi (élastomère) để tác động địa chấn bị hóa giải bớt.

Thời gian kéo dài cơn địa chấn cũng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến những tổn hại do chúng gây ra. Theo các chuyên gia chống động đất, khi những chấn động diễn ra quá 5 hay 6 giây, những tầng trên cùng của kiến trúc cao tầng sẽ dao động đến hơn 2 m và kỹ thuật hiện nay gần như bất lực trước những cơn động đất kéo dài như thế. Một công ty khác là Taisei đang nghiên cứu phương thức khắc phục điểm yếu này. Họ dự tính đặt bên dưới kiến trúc, giữa nền đất và lớp nhựa đàn hồi, một thiết bị trượt nằm giữa hai tấm thép không gỉ, sử dụng kết hợp với một bộ phận cách ly chấn động bằng cao su đóng đai sắt. Nhờ giao diện trượt, khi trận động đất xảy ra trong một thời gian tương đối dài, kiến trúc sẽ trượt nhẹ trên nền đất, lớp cao su hấp thu các chấn động và phân bổ lực ma sát vào hai tấm thép. Các thử nghiệm qua máy tính điện tử cho thấy trong trường hợp một trận động đất 8 độ Richter, những dao động ở phần trên cùng của một tòa nhà 40 tầng có thể giảm còn 0,8 m, thay vì 2,4 m như trong những điều kiện hiện nay.

Tất cả những giải pháp kỹ thuật trên chỉ mới ở trong giai đoạn thử nghiệm ban đầu, chúng cần được kiểm nghiệm trong thực tế, cho dù không ai muốn rằng thiên tai sẽ sớm xảy ra cho mình... kiểm nghiệm.

Nguồn: nld.com.vn 5/11/2005