Động đất luôn là một hiện tượng tự nhiên đáng sợ và nó trở nên nguy hiểm hơn khi các thành phố ngày càng diễn tiến đi cùng với những rủi ro sụp đổ của các tòa nhà chọc trời.
Tại sao các tòa nhà lại sụp đổ khi động đất và làm thế nào để ngăn chặn điều này?
Nếu như bạn đã từng xem các bộ phim thảm họa, bạn có thể nghĩ rằng các tòa nhà sụp đổ do căn cứ trực tiếp là mặt đất dưới chân chúng rung lắc dữ dội hay thậm chí là tách ra xa nhau. Nhưng đó không thực sự là cách chúng sụp đổ vì nhiều nhất các tòa nhà không nằm đúng vị trí đứt gãy và sự dịch chuyển các địa mảng thì xảy ra ở sâu hơn nhiều so với nền tảng của các tòa nhà. Trên thực tế, sự ảnh hưởng của động đất đến các tòa nhà phức tạp hơn nhiều.
Trên thực tế, sự ảnh hưởng của động đất đến các tòa nhà phức tạp hơn nhiều.
Vậy điều gì mới là căn cứ thực sự khiến các tòa nhà sụp đổ?
Khi mặt đất di chuyển bên dưới tòa nhà, chúng gửi cchim ác làn sóng xung kích qua các phần còn lại của kết cấu và khiến nó rung lắc qua lại. Sức mạnh của sự dao động này nhờ cậy vào 2 yếu tố chính là khối lượng của tòa nhà (tập trung chủ yếu ở phần nóc) và độ chắc chắn của nó (yếu tố chủ yếu của sự dao động). Các tòa nhà thấp thường chắc chắn hơn, trong khi các tòa nhà cao thì mềm dẻo hơn.
Vậy là mọi người nghĩ rằng cách giải quyết chống sập nhà là xây dựng các tòa nhà thấp hơn để chúng biến dạng ít nhất có thể.
Nhưng trận động đất năm 1985 ở Mexico là ví dụ tốt cho thấy điều đó không chính xác. Trong trận động đất, nhiều tòa nhà từ 6 đến 15 tầng đã bị sụp đổ. Điều lạ là các tòa nhà thấp hơn 6 tầng gần đó vẫn đứng vững và các tòa nhà cao hơn 15 tầng cũng hầu như không chịu ảnh hưởng, còn các tòa nhà trung bình thì lại rung lắc dữ dội hơn và bị sụp đổ.
Điều đã xảy ra ở Mexico là 1 kết cục gọi là cộng hưởng, khi mà tần số của làn sóng địa chấn động đất xảy ra cùng với tần số tự nhiên của các tòa nhà tầm trung. Giống như sự thúc đẩy cùng nhịp cho xích đu. Mỗi con sóng địa chấn sẽ khuếch đại thêm sự run rẩyg lắc của tòa nhà và ngày càng mạnh hơn cuối cùng xâm lấn giới hạn mà tòa nhà dễ chịu gây sụp đổ.
Dao động với tần số thấp sẽ gây nhiều thiệt hại cho các tòa nhà cao và mềm dẻo.
Ngày nay, các kĩ sư đi làm trong các nhà địa chất và ngành địa chấn để tiên đoán tần số của động đất tại các vị trí xây dựng để ngăn chặn sự sụp đổ do cộng hưởng, dựa vào các yếu tố như loại đất hay dữ liệu của các trận động đất trước kia. Dao động với tần số thấp sẽ gây nhiều thiệt hại cho các tòa nhà cao hơn và mềm dẻo hơn trong khi dao động với tần số vô tuyến sẽ gây nguy hiểm với các kết cấu thấp và chắc chắn.
Các kĩ sư cũng đã nghĩ ra cách để hấp thụ rung lắc để hạn chế sự biến đổi bằng cách áp dụng công nghệ mơi mới.
