Bí quyết giúp ngọn tháp cao hơn 450 mét không bị sụp đổ

Tháp Thành Đô sẽ cao 469 mét khi hoàn khi hoàn thành vào năm 2018. Ảnh: Adrian Smith/Gorden Gill Architecture.

Không chỉ sử dụng bê tông cốt thép như nhiều tòa nhà chọc trời hiện đại khác, tháp Thành Đô còn có thêm bộ khung ngoài, một kết cấu chịu lực xây quanh tòa nhà.

Kỹ thuật khung ngoài đem đến một giải pháp sáng tạo cho các kỹ sư thiết kế nhà cao tầng. Nó giúp họ giải quyết thách thức: làm thế nào để giảm chi phí xây dựng, đồng thời giữ nguyên quan điểm của nhà thiết kế.

Để tiết kiệm chi phí, các kỹ sư luôn cố gắng sử dụng vật liệu ở mức thấp nhất có thể trong khi giữ cho tòa nhà an toàn. Sau nhiều năm, khoa học đã giúp phát triển những vật liệu tốt hơn như thép và xi măng chịu lực. Tuy nhiên, thiết kế bộ khung ngoài là vấn đề cần có sự hợp tác của các kiến trúc sư và kỹ sư nhằm tạo nên một cấu trúc vừa hiệu quả về kinh tế vừa đẹp mắt.

"Mục tiêu lý tưởng là kết cấu bên ngoài giúp phản ánh hình dáng của tòa nhà, giống như chúng được gắn kết với nhau," Fei Xu, một thiết kế sư trong dự án tháp Thành Đô, chia sẻ.

Tấm tam giác xếp đan xen dọc theo các mặt tòa nhà. Ảnh: Adrian Smith/Gordon Gill Architecture.

Nguyên tắc xây dựng công trình về cơ bản rất đơn giản. Bộ khung ngoài chủ yếu được tạo thành từ các tấm tam giác dạng hai chiều (2D) vững chãi. Dennis Poon, kỹ sư phụ trách kết cấu tháp Thành Đô, cho biết: "Bạn cần dựng một khung chữ X lớn cho tòa nhà. Kết cấu đó rất hiệu quả nhờ sử dụng toàn bộ bề rộng của tòa nhà để chống đỡ sức gió."

Bộ khung ngoài của tháp Thành Đô phức tạp hơn nhiều so với kiểu khung chữ X thông thường. Do Thành Đô có mây mù, các thiết kế sư muốn tòa tháp quay ra nhiều hướng khác nhau để phản chiếu ánh sáng tự nhiên tốt hơn.

Không như những tòa nhà trước đó, mỗi tấm tam giác liền nhau trong bộ khung ngoài của tháp Thành Đô nằm trên một mặt phẳng khác nhau. Tấm tam giác xếp đan xen dọc theo các mặt tòa nhà, khiến cả ngọn tháp như đang xoắn vào không khí.

Ngoài chịu lực cho tòa nhà, bộ khung ngoài 3D cũng giúp tháp Thành Đô trông đẹp mắt hơn so với phiên bản 2D bằng phẳng. "Nó khiến cả tòa nhà trở nên trong suốt hơn, cho phép bạn có tầm nhìn tốt hơn từ bên trong," Xu phát biểu.

Phương Hoa (theo Wired )