Các phương pháp xây dựng chống động đất đột phá trên thế giới

Nhật Bản, một quốc gia nằm trên Vành đai lửa Thái Bình Dương, thường xuyên phải đối mặt với động đất gây thiệt hại nghiêm trọng. Trong suốt lịch sử, đất nước này đã trải qua khoảng 200 trận động đất kèm theo sóng thần do vị trí của nó trên Vành đai lửa Thái Bình Dương. Để giảm thiểu tác động phá hoại của động đất, Nhật Bản đã phát triển các phương pháp xây dựng chống động đất độc đáo và tiên tiến. Bài viết này của TOPCON Việt Nam khám phá những phương pháp đổi mới này và vai trò quan trọng của chúng trong đảm bảo an toàn và sự bền vững của các công trình xây dựng tại Nhật Bản.

I. Tầm quan trọng của kỹ thuật chống động đất trong xây dựng

1. Triết lý thiết kế chống động đất:

Ở Nhật Bản, tất cả các công trình, bất kể kích thước hay mục đích, đều được thiết kế để chịu được động đất. Theo Jun Sato, một kỹ sư kết cấu và giáo sư đại học Tokyo, đây là yêu cầu cơ bản đối với mọi công trình xây dựng ở đất nước này. Triết lý thiết kế chống động đất tập trung vào việc tạo ra các công trình có thể chống lại lực địa chấn và đảm bảo an toàn cho người sử dụng.

2. Công trình cao tầng linh hoạt:

Các tòa nhà cao tầng ở Tokyo, Osaka và Yokohama tạo nên bức tranh đô thị của những thành phố này. Những công trình cao chọc trời này không phải là những tòa nhà thông thường; chúng có tính chất đặc biệt giúp chống địch động đất. Mặc dù trong cuộc sống đô thị hàng ngày, chúng trông tĩnh lặng và không động, nhưng thực tế là chúng được thiết kế để có khả năng di chuyển trong trường hợp xảy ra động đất, đóng vai trò như điểm neo giữ liên kết cho cả thành phố đầy sôi động.

3. Sự dễ tổn thương của Nhật Bản đối với động đất:

Trận động đất năm 2011 tại Nhật Bản, với cường độ gần 9 độ Richter, là một trong những trận động đất tàn khốc nhất trong lịch sử gần đây. Đây là kết quả của các biến đổi lớn trên tấm biển địa chất xung quanh Vành đai lửa Thái Bình Dương. Sức mạnh phát ra trong trận động đất này tương đương với khoảng 6,7 nghìn tỷ tấn chất nổ TNT và gấp khoảng 1.000 lần sức phá hủy của tất cả vũ khí hạt nhân trên thế giới cộng lại.

4. Vành đai lửa Thái Bình Dương:

Nguy cơ động đất thường xuyên của Nhật Bản là kết quả của vị trí địa lý của nó. Quốc gia nàynằm dọc theo Vành đai lửa Thái Bình Dương, một khu vực có hoạt động địa chấn và núi lửa mạnh mẽ. Vành đai hình chữ U dài 40.000 km này bao gồm một chuỗi liên tục các rãnh đại dương, cung núi lửa, cung đảo và ranh giới mảng kiến tạo địa chấn. Vành đai lửa Thái Bình Dương chiếm khoảng 71% tổng số trận động đất lớn trên thế giới.

5. Biện pháp giảm thiểu và chống động đất:

Các kỹ sư Nhật Bản áp dụng hai cấp độ thiết kế chống động đất. Cấp độ đầu tiên tập trung vào chống lại động đất nhỏ và vừa, mà thường xuyên xảy ra tại Nhật Bản. Các công trình được thiết kế để giảm thiểu thiệt hại và đảm bảo khả năng sửa chữa sau các sự kiện như vậy. Cấp độ thứ hai xử lý các trận động đất mạnh, xảy ra ít thường xuyên hơn. Tiêu chuẩn cho cấp độ này được dựa trên trận động đất Kanto lớn năm 1923, có cường độ 7,9 độ Richter và đã cướp đi hơn 140.000 sinh mạng.

II. Các đổi mới trong xây dựng chống động đất:

Để đạt được khả năng chống động đất, Nhật Bản sử dụng các phương pháp xây dựng đột phá. Các phương pháp này bao gồm:

1. Chống động đất bằng phương pháp cách ly cơ sở:

Các công trình được xây dựng trên các cơ sở cách ly linh hoạt để hấp thụ và giải tỏa năng lượng động đất, giảm tác động lên cấu trúc.

Đây là phương pháp tách tòa nhà và các cấu trúc phụ bằng các vòng đệm cao su và thép.

Nguyên tắc cơ bản của phương pháp này là làm các cấu trúc phụ bên dưới tòa nhà có thể dịch chuyển khi có địa chấn mà không truyền các lực này lên trên. Điều này đạt được bằng các tách cấu trúc thượng tầng với cấu trúc bên dưới của nó, giúp tòa nhà di chuyển linh hoạt hơn để tránh tác động của động đất.

 

2. Hệ thống giảm chấn:

Lắp đặt hệ thống giảm chấn, như giảm chấn viscous hoặc giảm chấn nhờ chất lỏng, giúp hấp thụ và giải tỏa năng lượng động đất, giảm độ rung của cấu trúc.

 

3. Kết cấu khung thép:

Sức mạnh và tính linh hoạt của thép làm cho nó trở thành vật liệu lý tưởng cho xây dựng chống động đất. Các kết cấu khung thép cung cấp sự bền và tính dẻo tốt hơn trong trường hợp động đất.

Sử dụng vật liệu sợi các bon tổng hợp có thể bện lại để tạo thành dây cáp vừa bền vừa linh hoạt. Dây cáp này cứng chắc như sắt nhưng nhẹ hơn tới 90%. Các dây cáp được chằng bên ngoài tòa nhà và cố định phần mái với mặt đất. Khi có động đất, dây cáp sẽ kéo tòa nhà theo các hướng khác nhau giúp giảm rung lắc.

 

4. Chống trụ chéo và tường chịu lực để chống động đất:

Kết hợp trụ chéo chống địch và tường chịu lực vào cấu trúc giúp phân bố lực địa chấn và cải thiện tính ổn định tổng thể.

 

5. Dụng cụ khống chế khối lượng hoạt động (con lắc triệt tiêu chuyển động)

Các tòa nhà lớn có thể sử dụng dụng cụ khống chế khối lượng hoạt động, đó là các trọng lượng cân bằng tự động di chuyển để cân bằng các chuyển động gây ra bởi động đất, giảm thiểu chuyển động lung lay.

Nguyên tắc cơ bản của con lắc này là khi tòa nhà chịu tác động của động đất và bị rung rắc, con lắc sẽ chuyển động theo hướng ngược lại để triệt tiêu các lực do địa chấn giúp tòa nhà ổn định nhanh hơn.

Các tòa nhà cao tầng chịu tác động rất nhiều từ gió và các chuyện động bất loại khác vì thế con lắc được trang bị các cảm biến giúp phát hiện chuyển động từ đó điều chỉnh cho phù hợp với sự rung động của công trình. Nó có thể dịch chuyển 1.5 mét theo bất cứ hướng nào làm giảm 30-40% tác động giúp công trình vẫn đứng vững khi có động đất

 

III. Kết luận

Thế giới đã đạt được những thành tựu đáng kinh ngạc trong việc phát triển các phương pháp chống động đất. Triết lý thiết kế chống động đất, công trình cao tầng linh hoạt và sự giảm thiểu động đất đã góp phần quan trọng vào việc tạo ra một môi trường an toàn và bền vững cho các công trình xây dựng. Những đổi mới trong xây dựng, từ cách ly căn cứ đến hệ thống giảm chấn, kết cấu khung thép và dụng cụ khống chế khối lượng hoạt động, đã chứng minh khả năng chống động đất đáng ngạc nhiên. Nhật Bản là một tấm gương sáng về việc ứng phó với mối đe dọa động đất và mang lại an ninh cho cộng đồng.

 

Đơn vị cung cấp máy trắc đạc hãng Topcon – Nhật bản uy tín, chất lượng

TOPCON là tập đoàn chuyên về sản xuất các loại thiết bị trắc địa hàng đầu thế giới. Sản phẩm của họ được sản xuất theo dây chuyền và được cấp chứng chỉ xuất xưởng của Nhật Bản nên có độ bền cực cao. với giao diện thiết kế thân thiện nên chúng được đánh giá là thiết bị dễ sử dụng nhất so với thiết bị trắc địa của các hãng sản xuất khác. Ngoài ra, Topcon còn phân khúc sản phẩm đa dạng. Người sử dụng có thể lựa chọn loại thiết bị phù hợp nhất với nhu cầu công việc và ngân sách đầu tư của mình, giúp họ tránh lãng phí và tiết kiệm được nhiều tiền bạc.

Hiện nay, nếu bạn có nhu cầu mua các thiết bị đo đạc khảo sát của TOPCON mà chưa biết mua ở đâu để đảm bảo hàng chính hãng, chất lượng. Bạn hãy liên hệ với Công Ty Cổ Phần Thiết Bị Thắng Lợi. Chúng tôi là đại diện phân phối duy nhất sản phẩm trắc địa hãng Topcon tại Việt Nam.

Chúng tôi cam kết:

• 100% thiết bị được nhập khẩu chính hãng, có đầy đủ giấy tờ, hóa đơn chứng minh nguồn gốc.
• Được bảo hành chính hãng và hướng dẫn sử dụng các thiết bị chi tiết.
• Cam kết hỗ trợ kỹ thuật 24/7 khi khách hàng có nhu cầu

Liên hệ Hotline để chúng tôi tư vấn và hỗ trợ nhanh nhất :

• Mr. Sơn: 0979 217 856
• Mr. Tùng: 0982 826 667

Trụ sở chính văn phòng Hà Nội

• Địa chỉ: Số 6 phố Hoà Mã ,P.Phạm Đình Hổ, Q.Hai Bà Trưng, TP.Hà Nội
• Điện thoại: 024 3976 1588
• Email: info@victory.com.vn

VPĐD TP HỒ CHÍ MINH

• Địa chỉ: Số 91 Nguyễn Bỉnh Khiêm, Quận 1, Tp Hồ Chí Minh
• Điện thoại: 028 3910 4694

VPĐD TP Đà Nẵng

• Địa chỉ: 234 Hà Huy Tập,Q Thanh Khê, TP Đà Nẵng
• Điện Thoại: 0236 3811 646