Một số lưu ý khi thiết kế tòa nhà chống lốc xoáy

Trong những năm gần đây, tần suất và cường độ của lốc xoáy đã đặt ra những thách thức đáng kể cho các nước trên thế giới. Tác động tàn khốc của thảm họa thiên nhiên này nhấn mạnh nhu cầu cấp thiết về cơ sở hạ tầng có khả năng phục hồi, đặc biệt là ở những khu vực thường xuyên xảy ra các hiện tượng thời tiết cực đoan như vậy. Ở những khu vực thường xuyên xảy ra lốc xoáy như khu vực ven biển của Ấn Độ, việc xây dựng các tòa nhà có khả năng chống chọi với lốc xoáy là điều bắt buộc để bảo vệ tính mạng và tài sản. Công trình chống bão đã trở thành mối quan tâm hàng đầu của các kiến trúc sư, kỹ sư và các nhà hoạch định chính sách.

Lưu ý khi thiết kế công trình ở khu vực có lốc xoáy

Lốc xoáy và các lực gió mạnh có thể gây thiệt hại lớn cho các ngôi nhà, thậm chí đôi khi phá hủy chúng. Điều này không chỉ gây ra mối lo ngại lớn về an toàn cho chủ nhà và gia đình họ mà còn có thể là gánh nặng tài chính khi nhà cần được sửa chữa hoặc xây dựng lại. Cách tốt nhất để tránh tình trạng tàn khốc này là đảm bảo ngôi nhà của bạn có khả năng chống lốc xoáy trước khi nó gặp rủi ro. Dưới đây là một số lưu ý khi thiết kế công trình chống lốc xoáy:

- Lựa chọn địa điểm cho tòa nhà chống lốc xoáy

Lựa chọn địa điểm là một yếu tố quan trọng trong việc thiết kế tòa nhà chống lốc xoáy. Như chúng ta đã biết khi có lốc xoáy, gió có vận tốc lớn, chuyển động quay và di chuyển theo hướng từ biển vào đất liền. Ngoài ra, tại các khu vực dễ xảy ra lốc xoáy (nơi gần bờ biển), nên xây dựng công trình trên các gò đất nâng cao hoặc hệ giằng chéo lên đến mức nước dâng tối đa để giảm nguy cơ ngập lụt.

Ở những vùng không có lốc xoáy có dòng gió ổn định, rào cản tự nhiên như hàng cây ở phía đón gió có thể được sử dụng để chống lại hoặc hạn chế tác động của gió. Hãy đảm bảo trồng cây ở khoảng cách cao gấp 1,5 lần chiều cao từ cây đến tòa nhà để tránh bị hư hại nếu cây bị gió làm đổ, gãy.

Ở các khu vực đồi núi, tránh xây dựng dọc theo các rặng núi hoặc các thung lũng hẹp dài bởi những nơi này gió thường rất mạnh.

Sử dụng đúng kỹ thuật thi công

Việc xây dựng tòa nhà phải được thực hiện bằng cách sử dụng các kỹ thuật thích hợp. Điều này bao gồm việc sử dụng nền móng vững chắc và neo chặt tòa nhà vào mặt đất.

Cân nhắc về hình học trong thiết kế

Hình dạng của tòa nhà đóng một vai trò quan trọng trong hoạt động của tòa nhà trong thời gian có bão, lốc xoáy. Hình dạng đối xứng có hiệu quả hơn để chịu được lực gió. Trong đó, các hình như chữ nhật, vuông được khuyên dùng phổ biến nhất.

Nếu bạn chọn hình dạng bất đối xứng, gia cố các góc và cung cấp các bức tường trung gian bên trong để duy trì sự ổn định của cấu trúc ngôi nhà.

Việc bố trí các tòa nhà trong cộng đồng dễ bị lốc xoáy có có vai trò vô cùng quan trọng. Khi sắp xếp từng hàng trong các tòa nhà đôi khi khiến gió di chuyển dễ dàng hơn và cũng gây ra sức tàn phá cao hơn rất nhiều. Sự sắp xếp theo hình zíc zắc thường ngăn chặn sự di chuyển của gió qua nó.

Sử dụng vật liệu vững chắc

Việc ưu tiên hàng đầu khi xây dựng trong khu vực có lốc xoáy là đảm bảo rằng ngôi nhà của bạn đủ chắc chắn để không bị sập, bị nhấc lên khỏi mặt đất hoặc trượt khỏi nền móng trong lốc xoáy. Do đó, các tòa nhà nên được làm từ vật liệu chắc chắn, chẳng hạn như bê tông và thép. Những vật liệu này có thể chịu được gió lớn và mưa lớn do lốc xoáy.

Lựa chọn mái chống lốc xoáy

Nên lợp mái RCC để ngăn chặn lực gió lớn và sự ổn định của tòa nhà. Mái nhà nhẹ hoặc mái bằng có thể dễ dàng bị thổi bay. Hệ thống khung cũng được sử dụng trong xây dựng mái nhà, đặc biệt là trong nhà ở. Trong trường hợp đó, mái Hip là tốt nhất so với mái đầu hồi cao và mái bằng.

Thiết kế tường cho tòa nhà chống lốc xoáy

Các mảnh vụn bay là mối đe dọa khi có lốc xoáy và có thể làm hỏng phần bên ngoài của ngôi nhà và làm bị thương những người ở trong nhà. Tường ICF là giải pháp tốt nhất để xây tường chống lốc xoáy. Trên thực tế, một nghiên cứu của Đại học Texas Tech đã phát hiện ra rằng các bức tường ICF chống lại thiệt hại do các mảnh vụn bay di chuyển với tốc độ hơn 100 dặm/giờ trong khi các bức tường được đóng khung thông thường không thể ngăn chặn sự xâm nhập của các mối nguy hiểm trên không. Tường bê tông cách nhiệt là biện pháp bảo vệ tốt nhất khỏi các mảnh vụn do gió thổi vào nhà và những người ở trong đó khi xảy ra lốc xoáy.

Bên cạnh đó, tường phải được thiết kế để ngăn chặn tải trọng ngang do tác động của gió. Để làm được điều đó, các bức tường phải được cố định bằng nẹp và dải băng RC (dải địa chấn) theo cả chiều ngang và chiều dọc. Tường chịu cắt cũng rất quan trọng để truyền tải trọng ngang sang nền móng.

Các dải RC dọc phải được bố trí ở tất cả các góc và các dải ngang phải được bố trí ở mức ngang của cửa sổ. Ngoài ra, tránh các khe hở trên tường gần các cạnh và nên đặt nó cách các cạnh tường bằng cách giữ khoảng cách tối thiểu.

Dự án tòa nhà chọc trời cao nhất nước Mỹ có khả năng chống lốc xoáy

Tòa nhà Legends Tower dự kiến được xây tại thành phố Oklahoma sẽ là công trình cao nhất nước Mỹ và có thể là một trong những nơi an toàn với con người nếu xảy ra lốc xoáy.

Theo kế hoạch mới nhất , công trình sẽ cao tới 1.907 ft (581m) để kỷ niệm năm Oklahoma trở thành bang thứ 46 của Mỹ. Như vậy, Legends Tower sẽ cao hơn khoảng 40 m so với tòa nhà chọc trời cao nhất hiện nay của Mỹ - Trung tâm Thương mại One World tại thành phố New York. Tòa nhà sẽ đứng thứ 6 trong bảng xếp hạng các công trình cao nhất thế giới, sau trung tâm tài chính quốc tế Bình An của Trung Quốc.

Xung quanh tòa nhà chọc trời chính Legends Tower là ba tòa nhà nhỏ hơn, mỗi tòa cao 105 m. Legends Tower dự kiến có khoảng 1.750 căn hộ dành cho dân cư và một khách sạn sang trọng. Chi phí ước tính của dự án, bao gồm các cấu trúc như bể nước và lối đi bộ lát gỗ, là 1,6 tỷ USD.

Được biết, thành phố Oklahoma hứng chịu nhiều lốc xoáy, gây khó khăn khi xây một tòa nhà cao như Legends Tower. Để giải quyết vấn đề này, quản lý Rob Budetti tại AO - công ty phụ trách thiết kế Legends Tower cho biết, các kỹ sư sẽ xây lõi bêtông dày xung quanh trục thang máy nhằm đảm bảo tính ổn định. Các cửa sổ của tòa nhà cũng sẽ đủ khả năng chịu lực tác động của lốc xoáy mà không hư hại.