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

Nữ tiến sĩ Tây học đầu tiên của Việt Nam
Người phụ nữ này là nữ tiến sĩ Tây học đầu tiên của Việt Nam. Tên tuổi của bà từng nổi đình nổi đám, thậm chí cánh mày râu trước khi gặp cũng phải chuẩn bị lời ăn tiếng nói cẩn thận.
Tôn vinh và tri ân một nghề cao quý nhất
Ngày Nhà giáo Việt Nam 20/11 hằng năm là dịp để toàn xã hội tôn vinh và tri ân những người thầy, người cô đã tận tụy cống hiến cho sự nghiệp trồng người. Đây không chỉ là ngày lễ ý nghĩa trong ngành giáo dục mà còn mang tính nhân văn sâu sắc, gắn kết tinh thần “tôn sư trọng đạo” - truyền thống văn hóa tốt đẹp của dân tộc Việt Nam.
GS.TSKH Nguyễn Đức Cương: Khoa học phải luôn mở rộng hợp tác và học hỏi
GS.TSKH Nguyễn Đức Cương, một trong những nhà khoa học hàng đầu về hàng không - vũ trụ của Việt Nam, đã có hơn nửa thế kỷ cống hiến cho ngành khoa học kỹ thuật hàng không vũ trụ. Không chỉ là người đặt nền móng cho các sản phẩm bay tiết kiệm chi phí cho Việt Nam, ông còn là người thầy tâm huyết, truyền cảm hứng và kiến thức cho nhiều thế hệ trẻ…
An Giang: Người thắp lửa sáng tạo cho học sinh tiểu học
Đam mê đặc biệt với khoa học và sáng tạo, thầy giáo Nguyễn Văn Trung đã không ngừng nỗ lực truyền cảm hứng cho học sinh tiểu học, đồng thời hướng dẫn các em đạt được những thành tích ấn tượng ở cả cấp tỉnh lẫn cấp quốc gia.

Tin mới

Trà Vinh: 7 nhiệm vụ đặt ra cho công tác thi đua, khen thưởng năm 2025
Công tác thi đua, khen thưởng có vị trí, vai trò quan trọng, là động lực thúc đẩy kinh tế - xã hội phát triển, là biện pháp để tố chức thực hiện nhiệm vụ chính trị được giao. Thông qua việc tổ chức các phong trào thi đua nhằm phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của các tập thể, cá nhân, góp phần thực hiện thắng lợi các nhiệm vụ chính trị được giao.
Chủ tịch Phan Xuân Dũng thăm, chúc Tết Nguyên đán Ất tỵ 2025 tại tỉnh Ninh Thuận
Sáng ngày 13/01/2025, TSKH Phan Xuân Dũng, Chủ tịch Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (LHHVN), đại biểu Quốc hội tỉnh Ninh Thuận đã đến thăm, tặng quà các gia đình chính sách, hộ nghèo trên địa bàn các huyện Thuận Nam, Ninh Phước, Ninh Sơn và Bác Ái, tỉnh Ninh Thuận nhân dịp Năm mới và Tết Nguyên đán Ất tỵ 2025.