| Với chiều cao 634m, tháp Tokyo Skytree (ảnh trái) áp dụng cấu trúc làm giảm rung lắc do động đất gây ra thông qua hệ thống kiểm soát rung động cột lõi, có chung các đặc điểm với cột lõi thẳng đứng shinbashira của kiến trúc chùa truyền thống Nhật Bản. (Nguồn: japan.go.jp) |
Nhật Bản nằm trên Vành đai lửa Thái Bình Dương, nơi có các hoạt động địa chấn mạnh trải dài qua Đông Nam Á và vùng lòng chảo Thái Bình Dương, khiến nước này là một trong những quốc gia gặp nhiều địa chấn nhất thế giới.
Việc áp dụng công nghệ để cảnh báo và kỹ thuật xây dựng giảm chấn là những bí quyết giúp người Nhật giảm thiểu thiệt hại do động đất.
Trong thập kỷ qua, Nhật Bản đã chịu khoảng 20% các trận động đất từ 6 độ trở lên của cả thế giới. Thảm họa tồi tệ nhất là vụ động đất Tohoku năm 2011, gây ra cơn sóng thần phá hoại nhà máy điện hạt nhân Fukushima và đã gây ra cái chết của khoảng 15.000 người.
Chính phủ Nhật Bản đã đầu tư đáng kể vào công tác giảm thiểu thiên tai, bao gồm cả việc cải thiện các kỹ thuật địa chấn và áp dụng những tiến bộ của trí tuệ nhân tạo (AI) nhằm hạn chế thiệt hại do động đất. Các kỹ sư, kiến trúc sư không ngừng nghiên cứu các thiết kế mới để giảm chấn cho công trình, giúp các tòa nhà đứng vững trong những trận động đất mạnh.
Nhật Bản không tính các trận động đất theo cường độ (độ Richter), mà tính theo độ rung lắc mặt đất. Thang cường độ địa chấn Nhật Bản (JMA) tính bằng đơn vị Shindo (độ lắc), từ 1 đến 7. Trong vụ động đất ở Ishikawa, độ rung lắc đạt mức tối đa là 7.
JMA bao gồm 180 địa chấn kế và 627 máy đo cường độ địa chấn, báo các trận động đất theo thời gian thực cho các phương tiện truyền thông và mạng Internet.
Để chịu được lực tác động của một trận động đất, các công trình xây dựng phải có khả năng hấp thụ càng nhiều năng lượng địa chấn càng tốt. Khả năng này đến từ kỹ thuật "cách ly địa chấn", cụ thể là móng của các tòa nhà ở Nhật Bản có một hệ thống giảm chấn thủy lực. Các kỹ sư Nhật Bản thiết kế một hệ thống giảm chấn phức tạp có nguyên lý giống chiếc bơm xe đạp, trong các công trình để cải thiện khả năng chống chịu động đất.
"Một tòa nhà cao tầng có thể bị dịch chuyển tới 1,5 mét do rung chấn, nhưng nếu có hệ thống giảm chấn từ tầng hai đến tầng thượng, chuyển động của nó có thể giảm xuống mức tối thiểu, ngăn thiệt hại cho các tầng phía trên", ông Ziggy Lubkowski, chuyên gia địa chấn tại Đại học London (Anh), nhận xét.
Đối với các công trình mới xây gần đây, một số công ty đang thử nghiệm những phương pháp và vật liệu sáng tạo hơn, như kiến trúc lưới ngăn tình trạng tòa nhà bị cong vênh và giúp phân tán năng lượng hấp thụ khi động đất xảy ra. Tại thủ đô Tokyo, tập đoàn xây dựng Maeda đang sử dụng khung thép và gỗ để xây dựng văn phòng 13 tầng.
"Gỗ hiếm khi được sử dụng làm chất liệu chống động đất bên trong tòa nhà khung thép. Tuy nhiên, thép có thể chịu được lực kéo, trong khi gỗ chịu được lực nén, nên hai loại vật liệu sẽ bù đắp cho nhau", kỹ sư trưởng của tập đoàn Maeda, ôngYoshitaka Watanabe, giải thích.
Minh chứng cho sự thành công của những kỹ thuật này là khi trận động đất mạnh 9,0 độ Richter xảy ra vào năm 2011, độ rung chuyển ở thành phố Tokyo đã lên tới cấp 5. Những tòa nhà chọc trời khổng lồ rung chuyển, cửa sổ vỡ tan nhưng không có tòa nhà lớn nào bị đổ.