Điều gì giữ cho Đài Bắc 101 ổn định trong các trận động đất và các cơn bão?

Điều gì giữ cho Đài Bắc 101 ổn định trong các trận động đất và các cơn bão?

Một quả cầu vàng khổng lồ treo lơ lửng bên dưới đài quan sát của tòa nhà Đài Bắc 101, đó chính là “bộ giảm chấn” của tòa nhà. Quả cầu này tạo ra lực phản ứng để loại bỏ rung chấn do ngoại lực gây ra, vì vậy mọi người trong tòa nhà chọc trời có thể sống và làm việc bình thường khi có địa chấn hoặc gió bão.

Những vị khách đã từng đến Đài quan sát Đài Bắc 101 có thể nhận thấy một quả cầu vàng khổng lồ lơ lửng dưới chân họ. Đó chính là bộ giảm chấn, còn được gọi là một bộ điều chỉnh rung chấn bằng trọng lượng.

Một bộ giảm chấn như thế được tạo thành từ ba thành phần chính: một khối dao động (đối với lực quán tính), một lò xo (đối với lực đàn hồi) và một bộ lực giảm chấn nhớt (để tiêu tán năng lượng). Với chiều cao 508 mét, Đài Bắc 101 là một tòa nhà chọc trời đồ sộ, và do đó dễ bị rung lắc do động đất hoặc gió mạnh. Nếu rung lắc quá dữ dội, nhân viên văn phòng và khách du lịch bên trong tòa nhà có thể bị chóng mặt và khó chịu.

Trong báo cáo của đơn vị giám sát thiết kế của Đài Bắc 101, khi dao động gió vượt quá 5cm / giây 2, những người trong tòa nhà chọc trời sẽ thấy khó chịu. Tuy nhiên, do chiều cao của Taipei 101, độ rung lắc ở các tầng cao đã là 6,2 cm / giây 2 trong điều kiện thời tiết bình thường. Con số lên tới 7,4cm / giây 2 khi có bão. Cả hai số đều lớn hơn 5cm / giây 2 được đề xuất . Do đó, Đài Bắc 101 cần một bộ giảm chấn để giảm độ rung do gió lớn.

Trên thực tế, nhiều tòa nhà chọc trời trên thế giới được lắp đặt các bộ giảm chấn, như Tháp CN ở Toronto, Tháp Crystal ở Osaka, Tháp Centerpoint ở Sydney và Trung tâm Citicorp ở New York. Tháp 85 Sky ở Cao Hùng cũng có một bộ tương tự. Chiều cao không phải là yếu tố duy nhất; tốc độ gió và dao động cũng phải được xem xét khi thiết kế.
Hiện tại, bộ giảm chấn ở Taipei 101 là lớn thứ hai trên thế giới. Đường kính của quả cầu là 5,5 mét, trọng lượng 660 tấn. Quả cầu được chế tạo từ 41 lớp thép tấm, mỗi tấm dày 12,5 cm. Chi phí cho việc tạo ra bộ giảm chấn này là 4 triệu đô la Mỹ.

Quy mô và trọng lượng của quả cầu điều tiết này gây khó khăn để lắp đặt. Không thể dùng cần cẩu để đưa nó lên đến vị trí lắp đặt ở giữa tầng 87 và tầng 92. Công nhân đã phải tách bộ giảm chấn thành từng mảnh nhỏ, sau đó hàn toàn bộ lại tại chỗ.

Đây là một trong hai bộ giảm chấn nhà cao tầng trên thế giới mở cửa cho du khách tham quan. Quả cầu này là một phần quan trọng để bảo vệ Taipei 101 chống lại những cơn gió mạnh và động đất. Nó giúp triệt tiêu tới 40% dao động.

Vào tháng 7 năm 2013, khi cơn bão Soulik đổ bộ vào Đài Loan, tốc độ gió ở khu vực Đài Bắc đã đạt đến cấp 14 theo thang điểm Beaufort. Vào lúc 4:10 sáng, bộ giảm chấn gió ở Đài Bắc 101 đã dao động 70 cm ở cả hai hướng. Khoảng cách này là lớn nhất kể từ khi tòa nhà hoàn thành.

Vào ngày 18 tháng 4 năm 2019, một trận động đất 6.1 độ trên thang độ địa chấn Richter đã làm rung chuyển thị trấn Xiulin ở Hoa Liên. Vào lúc 1:01 chiều, bộ giảm chấn Đài Bắc 101 đã dịch chuyển 20 cm ở cả hai hướng, phá kỷ lục dao động của nó do một trận động đất gây ra.

Quả cầu rung lắc để giảm chấn trong trận động đất ngày 18 tháng 4 năm 2019.

Danny Le/ theo tạp chí Commonwealth