Những tòa nhà chọc trời - điều viển vông đang trở thành hiện thực
Những tòa nhà chọc trời – điều viển vông đang trở thành hiện thực

Vào năm 1956, kiến trúc sư Frank Lloyd Wright đã đề xuất ý tưởng về tòa nhà cao tầng gần 2.000m. Và nó sẽ là tòa nhà cao nhất thế giới lúc bấy giờ, rất cao – gấp năm lần tháp Eiffel. Nhưng nhiều nhà phê bình đã cười nhạo vị kiến trúc sư, lý luận rằng người ta sẽ phải đợi thang máy hàng giờ hoặc tệ hơn, tòa tháp sẽ sụp đổ bởi chính sức nặng của nó và dù đề xuất đã được công khai, tòa tháp khổng lồ này chưa bao giờ được xây dựng.

Ngày nay, ngày càng nhiều những tòa nhà to lớn mọc lên khắp thế giới. Nhiều nhà thầu đã vạch kế hoạch cho những tòa nhà cao hơn 1.000m như tòa tháp Jeddah ở Saudi Arabia, với kích thước gấp ba lần tháp Eiffel. Sẽ sớm thôi, phép màu của Wright có thể thành hiện thực. Vậy điều gì đã cản trở ta xây dựng những siêu kiến trúc này vào 70 năm trước và ngày nay, ta xây dựng những thứ cao ngàn mét như thế nào?

Những tòa nhà chọc trời - điều viển vông đang trở thành hiện thực

Khả năng chịu tải

Trong bất kỳ dự án xây dựng nào, mỗi tầng của công trình phải nâng đỡ được tầng phía trên nó. Xây càng cao, lực hấp dẫn tác động từ tầng trên xuống tầng dưới càng lớn. Định luật này, từ lâu đã định hình các công trình của chúng ta, các kiến trúc sư cổ đại xây dựng kim tự tháp có phần móng rộng để có thể đỡ được các tầng cao nhẹ hơn. Nhưng giải pháp này không thể áp dụng cho những cao ốc trong thành phố – một kim tự tháp có chiều cao như vậy cần phần nền rộng hơn 3km khó có thể chen vào trung tâm thành phố.

Những tòa nhà chọc trời - điều viển vông đang trở thành hiện thực

May mắn một vật liệu mới được phát hiện chính là bê tông, chúng rất rắn chắc và có tính chịu lực cao, do đó, không phải thiết kế dưới hình dáng phi thực tế này. Vữa bê tông hiện đại được gia cố thêm cọc thép để tăng sức mạnh và hóa chất polymers giảm thành phần nước để tránh nứt gãy. Bê tông trong tòa tháp cao nhất thế giới ở Dubai – Burj Khalifa, có thể chịu được 8.000 tấn áp lực trên mỗi mét vuông bằng trọng lượng của 1.200 con voi Châu Phi!

Dĩ nhiên, ngay cả khi một tòa nhà có thể nâng đỡ được chính nó, nó vẫn cần sự hỗ trợ từ mặt đất. Không có phần móng, tòa nhà với sức nặng như vậy sẽ bị lún, đổ sập, hay nghiêng. Để tránh cho toà tháp gần nửa triệu tấn này lún xuống, 192 cọc lõi thép trộn vữa bê tông được chôn sâu hơn 50m. Ma sát giữa cọc thép và mặt đất giữ cho công trình khổng lồ đứng vững.

Những tòa nhà chọc trời - điều viển vông đang trở thành hiện thực

Khả năng chống lại sức gió

Ngoài việc đánh bại lực hấp dẫn, là yếu tố kéo tòa nhà xuống, một tòa cao ốc cũng cần phải chống chọi được sức gió thổi từ các bên. Những ngày bình thường, gió có thể tác động một lực mạnh hơn 7kg lên mỗi mét vuông của tòa cao ốc như lực của một quả bóng bowling đang lao đi.

Công trình được thiết kế theo khí động lực học, như tháp xoắn Thượng Hải ở Trung Quốc, có thể giảm lực tác động xuống đến một phần tư. Ngoài ra, một thiết kế khác là khung chịu tải trọng gió bên trong và ngoài tòa nhà có thể hấp thu lực gió còn lại, như tháp Lotte ở Seoul.

Những tòa nhà chọc trời - điều viển vông đang trở thành hiện thực

Nhưng ngay cả với những biện pháp này, bạn vẫn có thể thấy mình bị chao đảo với biên độ hơn cả mét trên đỉnh tòa tháp trong cơn bão. Để tránh tình trạng gió làm lung lay đỉnh tòa nhà, nhiều cao ốc đã sử dụng đối trọng nặng hàng trăm tấn gọi là “van điều tiết khối lượng”. Ví dụ, tháp Taipei 101, treo một quả cầu kim loại khổng lồ trên tầng 87. Khi gió thổi vào tòa tháp, khối nặng khổng lồ trong tòa nhà sẽ dao động, hấp thụ động năng của toà nhà và làm ổn định khối kiến trúc đang đung đưa.

Khả năng di chuyển trong toà nhà

Với tất cả các công nghệ này, những siêu công trình có thể đứng vững và ổn định. Nhưng việc di chuyển nhanh trong tòa nhà cũng là một thách thức. Vào thời đại của Wright, thang máy nhanh nhất chỉ có thể di chuyển 22 km/h. Thật may mắn là thời nay, thang máy di chuyển nhanh hơn 70 km/h với các cabin trong tương lai sử dụng đường ray từ tính không ma sát sẽ cho vận tốc cao hơn.

Công trình cao ốc đã tiến một bước dài từ đề xuất của Wrigh, điều từng bị cho là bất khả thi lại mở ra những cơ hội kiến trúc mới. Ngày nay, một tòa nhà cao gần 2.000m dường như đang ở trước mắt và chỉ còn là vấn đề thời gian.


Nguồn: TED-Ed

Tin tức liên quan

  • Thông báo danh sách sinh viên đạt học bổng IB Creation 2023

    Sau hơn 1 tháng triển khai chương trình học bổng IB Creation 2023, cuộc thi đã chính thức đi đến hồi kết. IBSTAC (IB) xin chân thành cảm ơn sự đón nhận và tham gia nhiệt tình của các bạn sinh viên khoa Kiến trúc, Quy hoạch của trường Đại học Kiến trúc Hà Nội.

  • 8 suất học bổng IB CREATION dành tặng sinh viên Đại học Kiến Trúc năm 2023

    Học bổng IB Creation được Ibstac Architects & Planners phát triển từ năm 2017, đã chắp cánh cho những tài năng trẻ trong lĩnh vực kiến trúc, quy hoạch. Bên cạnh việc hỗ trợ tài chính, chương trình cung cấp một nền tảng vững chắc cho các em sinh viên, giúp các em xây dựng mục tiêu, vững vàng kiến thức, nâng cao khả năng thực chiến và mở rộng …

  • Ibstac vinh dự nhận Giải bạc tại Giải thưởng Kiến trúc Quốc gia 2022-2023

    Tối ngày 25/4 vừa qua, trong khuôn khổ Lễ trao Giải thưởng Kiến trúc Quốc gia 2022 – 2023, Ibstac Archictects & Planner đã vinh dự nhận Giải Bạc trong hạng mục Kiến trúc Nhà ở, với công trình The Zen Residence. Việc nhận được vinh danh ở giải thưởng danh giá này là sự công nhận, tôn vinh của cộng đồng kiến trúc sư với nỗ lực đem đến …

  • Quy hoạch trụ sở chính của Viện khoa học công nghệ xây dựng (IBST)

    Trụ sở chính của Viện khoa học công nghệ xây dựng (IBST) được thiết kế với tầm nhìn “Công trình có tầm nhìn vượt thời gian, là công trình của sự đổi mới cho thế hệ mai sau” (Steve Jobs). Công trình mang đến văn phòng mơ ước của mọi nhân viên mang tới trải nghiệm hoàn toàn khác biệt. Không gian văn phòng luôn được thiết kế mở để …

  • Kiến trúc sư Trịnh Anh Tuấn: “Xanh – Văn hóa” sẽ là xu hướng trong thiết kế kiến trúc

    “Nếu mô tả ngắn gọn tiêu chí hướng tới trong kiến trúc của mình, tôi sẽ chọn “XANH, VĂN HÓA“. 1. Ông có đặt ra cho mình nguyên tắc riêng trong hành nghề không? Các thiết kế của chúng tôi hướng hòa hợp giữa thiên nhiên, con người, công trình kiến trúc, trong đó thiết kế đảm bảo tính đương đại, hài hòa với tự nhiên, mang đậm nét văn hóa bản địa. …

  • Top 10 công ty tư vấn thiết kế kiến trúc tốt nhất Việt Nam 2023

    Dù công trình lớn hay nhỏ, tư vấn thiết kế kiến trúc là hạng mục rất quan trọng, đảm bảo thành công của dự án. Một thiết kế kiến trúc tốt sẽ mang lại giá trị cao cho người sử dụng, tối ưu công năng, diện tích và ngân sách cho chủ đầu tư. Top 10 công ty tư vấn thiết kế tốt nhất Việt Nam 2023 được sắp xếp …

  • Tư vấn thiết kế tiếng Anh là gì? Một số thuật ngữ Tiếng Anh chuyên ngành trong kiến trúc

    Tư vấn thiết kế Tiếng Anh là gì? Dịch sang tiếng Anh, tư vấn thiết kế là design consultancy.

  • Tính nhất quán và đổi mới trong triết lý thiết kế của Kiến trúc sư Trịnh Anh Tuấn

    Kiến trúc sư Trịnh Anh Tuấn đã tham gia rất nhiều dự án lớn nhỏ khác nhau trong suốt sự nghiệp của mình. Tuy nhiên, chúng đều có một sợi dây liên kết chung – đó là sự theo đuổi không ngừng trong việc gia tăng giá trị của công trình kiến trúc cũng như xây dựng đô thị bền vững trong đời sống hiện đại. 1. So với thời …

  • Kiến trúc sư Trịnh Anh Tuấn: “Đến với kiến trúc với một chữ “duyên”

    Thật khó để sắp xếp một buổi trò chuyện với Kiến trúc sư Trịnh Anh Tuấn trong những ngày cuối cùng của năm 2022. Giữa những bộn bề đồ án đang dang dở, Kiến trúc sư Trịnh Anh Tuấn đã có những chia sẻ rất nghề, rất đời về một chặng đường vừa qua. 1. Xin chào Kiến trúc sư Trịnh Anh Tuấn. Được biết ông đến với kiến trúc …

  • 12 cây cầu trên không vượt qua mọi giới hạn kỹ thuật

    Các cây cầu đi bộ trên không không chỉ giúp liên kết các tòa nhà mà còn trở thành biểu tượng kiến trúc của thành phố. Trong số những ví dụ sớm nhất về cầu trên không là Cầu Than Thở, nổi tiếng ở Venice, được hoàn thành vào năm 1600, sau đó những cây cầu trên cao ngày càng trở nên phổ biến và đầy tham vọng trong những …