Liên hiệp các hội và khoa học kỹ thuật Việt Nam
Thứ sáu, 21/01/2005 22:56 (GMT+7)

Người say mê nghiên cứu nhà chống động đất ở Việt Nam

Đầu năm 1994, một cây cầu áp lực đất “thuần Việt” gọn nhẹ mang tên Tây Ninh có tính năng chống các chấn động từ nền đất không bền vững đã được đưa vào sử dụng tại Thạch Thất, Hà Tây. Cây cầu gồm bốn khổ, khẩu độ 14 m, mặt làm bằng bê tông liên hợp có tải trọng đủ cho đoàn xe 10 tấn và từng chiếc xe nặng 60 tấn đi qua.

Trông đơn giản nhưng phải mất 4 năm nghiên cứu, kỹ sư Nguyễn Văn Mẫn mới biến ý tưởng một cây cầu chống động đất của mình trở thành hiện thực. Cây cầu áp lực đất không đòi hỏi vật liệu cũng như thiết bị thi công mới, được làm bằng xi măng cốt thép bình thường nhưng thiết kế với một số cấu trúc đặc biệt nhằm giảm sự tác động của những cơn địa chấn (nếu có) như: không cố định vĩnh cửu phần móng cầu với nền đất mà dùng các khớp nối và những thanh kèo xiên đặc dụng để truyền áp lực tải trọng từ trên xuống móng cầu; vẫn giữ cố định những điểm kết nối đảm bảo cầu không bị cuốn trôi trong điều kiện bão lũ...

Điểm quan trọng nhất là tính toán, định dạng hai bên mố cầu sao cho tương ứng với các chấn động và đảm bảo sự cân bằng hai đầu để không làm biến dạng cây cầu khi bị lực nhiều phương từ các phương tiện vận tải truyền xuống.

Ưu điểm của sáng chế loại cầu áp lực đất là khả năng thiết kế cầu ngay cả trên các nền địa chất yếu, đất bị lún với tải trọng tùy mức độ yêu cầu.

Do khai thác được áp lực ngang của nền đất nên công đoạn xử lý móng cầu không mất nhiều công sức như các loại cầu khác, thời gian thi công giảm một nửa và chi phí giảm 35 - 40%. Bộ Giao thông - Vận tải đã đồng ý cho kỹ sư Mẫn áp dụng nghiên cứu của mình vào việc xây dựng một số cầu từ năm 1993, đến nay, cầu áp lực đất đã chứng minh được tính ưu việt và vẫn đang được sử dụng. Cục Sở hữu công nghiệp sau quá trình xem xét đã cấp bằng bảo hộ độc quyền sáng chế cầu áp lực đất cho ông Nguyễn Văn Mẫn.

Ngay sau khi áp dụng thành công loại cầu chống các chấn động từ nền đất, kỹ sư Mẫn đã nảy ra ý tưởng tạo một ngôi nhà an toàn không chỉ trong các cơn địa chấn mà còn có khả năng chống lại một số thiên tai hay xảy ra tại VN như lũ quét, gió bão, đất lở... Và cuối cùng, sau hơn bảy năm tìm tòi, nghiên cứu, ông đã thành công...

Công nghệ mới dễ thực hiện

Hiện nay, trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu thiết kế các công trình chống động đất. Tại Nhật Bản, khi làm móng cao ốc, các kỹ sư đã tạo một hệ thống giảm chấn, theo đó nền nhà trước khi nối xuống đất sẽ đi qua một lớp tấm đệm lò xo dày tùy theo độ cao của tòa nhà. Còn tại Pháp, nguyên lý cũng tương tự nhưng người ta thay lớp lò xo đặc dụng bằng các loại cao su, lốp ôtô nhồi đất để chống động đất.

Tuy nhiên, theo kỹ sư Mẫn, các công trình kiến trúc theo các phương pháp trên sẽ chỉ được giảm chấn ở phần nền, còn phần khung, tường phía trên sẽ phải chịu toàn bộ lực nghiêng, kéo theo chiều của lò xo nên rất có thể gây các vết nứt nguy hiểm, thậm chí gãy đôi nhà.

Theo phương pháp của ông, nhà cứu nạn cũng được thiết kế giảm chấn dựa theo lực đàn hồi của các vật liệu co giãn. Tuy nhiên, nhà cứu nạn không dùng vật liệu đàn hồi trên toàn bộ mặt bằng công trình mà chỉ dựa trên phần khung nhà. Ông Chấn nói: “Phương Tây chống chấn động cho nhà bằng cách dàn vật liệu đàn hồi trên toàn diện tích, còn tôi chỉ cần làm trên chu vi. Nền đàn hồi sẽ gồm hai phần chính: hệ trục giảm chấn (bao gồm hai thanh giảm chấn nằm vuông góc ở mỗi tầng) và những tấm đàn hồi. Nguyên lý trượt ngang cũng được áp dụng.

Khi có động đất, do nền nhà cứu nạn không bắt chặt với mặt đất nên trước tiên ngôi nhà sẽ trượt cùng hướng với chiều chấn động, sau đó các tấm đàn hồi sẽ phát huy tác dụng, cuối cùng là trục giảm chấn sẽ giữ vững cấu trúc, hình dáng ngôi nhà và giảm chấn trên từng tầng”.

Theo quan điểm của kỹ sư Mẫn, những nghiên cứu chống động đất từ trước đến nay chưa thành công là do các nhà khoa học chưa tính được hết hệ lực, cường độ cũng như vị trí tác động các lực của vỏ trái đất lên ngôi nhà (khi có động đất). Nhờ hệ thống giảm chấn, với thiết kế kín, chuyên biệt theo nghiên cứu của ông Mẫn, nhà cứu nạn còn có thể tránh được các thảm họa khác có hệ lực co kéo mạnh theo nhiều phương như gió lốc, lũ quét...

Để xây dựng nhà cứu nạn, giống như cầu áp lực đất, không cần vật liệu đặc biệt, chỉ cần một chuyên gia để thiết kế khung thép, chỉ số kỹ thuật, độ dài của khung...

Ngoài các chỉ số bắt buộc như: cường độ chịu lực của hệ khung phải đáp ứng khoảng 300-350kg/cm2 (nhà bình thường chỉ khoảng 200kg/cm2), mức chịu lực của tấm đàn hồi từ 80 đến 100kg/cm2 cùng một số bí quyết công nghệ khác, còn lại về cơ bản, nguyên vật liệu, cách xây dựng là không khác so với nhà bình thường. Toàn bộ chi phí cho một ngôi nhà cứu nạn, tùy địa điểm cũng như yêu cầu của gia chủ, sẽ đắt gấp rưỡi so với xây nhà bình thường.

Tự bỏ tiền xây xong một ngôi nhà cứu nạn tại Gia Lâm (Hà Nội), ông Nguyễn Văn Mẫn cho biết đã rút ra được nhiều kinh nghiệm thực tế. Theo ông, trên thế giới chưa có ai công bố về một thiết kế giống nhà cứu nạn của ông. Hiện ông đã gửi bản vẽ chi tiết, các thông số kỹ thuật, báo cáo khoa học lên Cục Sở hữu công nghiệp để được xem xét cấp bằng bảo hộ độc quyền. Nếu nghiên cứu này được ứng dụng đại trà có kết quả, đây chắc chắn sẽ là một công trình có ý nghĩa rất lớn đối với vùng núi phía Bắc nước ta và vùng đồng bằng sông Cửu Long hay bị lũ lụt.

Nguồn: http://vnexpress.net ngày 26/7/2004.

Xem Thêm

Trí thức tiêu biểu Nguyễn Tiến Quyết - Người chinh phục khoa học để lấy mạng sống cho con người!
Nhắc đến ông là nhắc đến chân dung của một người thầy thuốc tâm huyết, nhà khoa học nhiệt thành và một nhà giáo với tình yêu nghề đậm sâu. Có thể nói, xuyên suốt chặng đường cống hiến không ngừng nghỉ đã qua, bằng tâm sức, niềm đam mê khoa học bất tận, ông đã có những cống hiến đáng tự hào cho nền y tế nước nhà.

Tin mới

Bộ Chính trị điều động, phân công đồng chí Đỗ Trọng Hưng giữ chức Phó Trưởng Ban Tổ chức Trung ương
Chiều 5-9, tại Hà Nội, Ban Tổ chức Trung ương tổ chức Hội nghị triển khai quyết định của Bộ Chính trị về công tác cán bộ. Đồng chí Lê Minh Hưng, Ủy viên Bộ Chính trị, Bí thư Trung ương Đảng, Trưởng Ban Tổ chức Trung ương chủ trì Hội nghị.
Liên hiệp Hội Việt Nam tham gia cuộc họp của Ban Thư ký của tổ chức phổ biến kiến thức khoa học thế giới
Vào ngày 26/8, Ban Trù bị của Tổ chức quốc tế về Phổ biến kiến thức khoa học (WOSL) đã tổ chức buổi họp trực tuyến với sự tham gia của đầy đủ các tổ chức thành viên. Buổi họp do Thạc sĩ Yin Hao, Tổng Thư ký Hội Khoa học và Kỹ thuật Trung Quốc chủ trì.
Thanh Hoá: Phản biện đề án phát triển du lịch huyện Lang Chánh
Sáng ngày 30/8, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Thanh Hóa (Liên hiệp hội) tổ chức Hội thảo khoa học phản biện “Đề án phát triển du lịch huyện Lang Chánh, tỉnh Thanh Hóa đến năm 2030” với sự tham dự của các thành viên Hội đồng khoa học phản biện, các chuyên gia của Liên hiệp hội; các cơ quan, đơn vị liên quan.
An Giang: Liên hiệp hội bầu bổ sung nhân sự lãnh đạo
Sáng 27/8, Ban Thường vụ Liên hiệp hội tỉnh đã tổ chức hội nghị Ban chấp hành mở rộng lần thứ 5, khóa IV, nhiệm kỳ 2022-2027. Đến dự có các đồng chí: Nguyễn Hồng Châu, Phó Trưởng Ban Tổ chức Tỉnh ủy Nguyễn Hồng Châu; đại diện Ban Tuyên giáo Tỉnh ủy; đại diện sở, ngành, hội có liên quan.