Những công trình đại diện cho sự phát triển của nhân loại

(Tổ Quốc)- Bài viết này sẽ giới thiệu những công trình đã thay đổi nhân loại dựa vào hai loại vật liệu của thép và bê tông.

Con người đã đặt nền móng đầu tiên cho những công trình đơn giản nhất để đáp ứng nhu cầu tìm nơi trú ẩn của mình. Cùng với sự phát triển của nhân loại, những công trình giản đơn nhất dần phát triển thành những tòa nhà chọc trời, những công trình kiến trúc độc đáo bằng vật liệu của thép và bê tông

Sở hữu cường độ chịu lực rất lớn và linh hoạt, thép chính là mấu chốt, nhân tố không thể tuyệt vời hơn để hiện thực hoá những ý tưởng của các nhà thiết kế.

Công trình lịch sử cầu Brooklyn, được khởi công xây dựng năm 1870 với bản thiết kế của John A. Roebling, nối liền hai thành phố Brooklyn và New York, được làm bằng thép, khi mà sắt không thể đáp ứng được khả năng chịu lực. Thoạt nhìn thì dường như kết cấu chịu lực cho công trình này là đá, nhưng sự thật, thép mới là thứ mang đến sức mạnh cho nó.

Với bốn sợi cáp bằng thép, công trình được treo lên cao 100 mét khỏi mặt nước. Có 19 dãy thép bên trong mỗi sợi cáp, và mỗi dãy lại chứa 278 sợi thép có kích thước 0,5 cm. Và như vậy, tổng cộng có 5282 sợi thép bên trong mỗi cọng cáp.

Cọng cáp thép chính của công trình

Và cùng với sự phát minh ra mạ điện cho thép (Galvanized steel), để bảo vệ nó khỏi tác động của môi trường, cầu Brooklyn chính là sự khởi đầu cho kết cấu thép trong lĩnh vực xây dựng – kiến trúc.

Với sự mở đường đó, nó đã mang đến giải pháp để xây dựng những công trình với nhịp lớn hơn và cao hơn, như những sân vận động, nhà cao tầng. Và cho đến ngày nay, thép vẫn đang tiếp tục phát triển để trở thành một trong những vật liệu tượng trưng cho sự hiện đại của xã hội loài người.

Toà nhà Chrysler - công trình nhà cao tầng bằng thép đầu tiên với chiều cao hơn 300 mét

Đài tưởng niệm Saint Louis làm từ thép không gỉ

Toà nhà Empire State cao 381 mét – cuộc cách mạng trong việc công nghiệp hoá quá trình lắp dựng

Toà nhà Hearst, khi thép định nghĩa nên một dạng kết cấu mới – kết cấu Diagrids

Bê tông thực chất là một hỗn hợp, được tạo ra từ cốt liệu (cát, đá), chất kết dính (xi măng và nước). Sở hữu khả năng chịu nén tốt, nhưng chịu kéo lại không tốt lắm, nhưng ngay từ thời La Mã cổ đại, con người đã biết sử dụng bê tông như một loại vật liệu xây dựng, với cốt liệu là tro từ núi lửa.

Tuy nhiên, nó chưa trở thành một loại vật liệu hoàn hảo và còn mang tính cục bộ. Công trình nổi tiếng, đấu trường Colosseum ở thủ đô Roma, là minh chứng cho sự bền vững của vật liệu này.

Đấu trường Colosseum

Cho đến khi xi măng được nghiên cứu là một thành phần vô cùng quan trọng trong bê tông thì bê tông mới thật sự trở thành một loại vật liệu đầy hứa hẹn, tại thời điểm đó.

Những công trình đầu tiên sử dụng bê tông là trong lĩnh vực thuỷ điện và hàng hải, đó là kênh đào Panama, và đập thuỷ điện Hoover.

Kênh đào Panama

Đập thuỷ điện Hoover

Vì đặc tính chịu nén tốt, kết cấu bê tông tỏ rõ ưu thế trong những kết cấu hình vòm, tuy nhiên, đối với công trình dân dụng, nó gặp phải một trở ngại lớn là khả năng chịu kéo kém. Và bê tông cốt thép ra đời, việc bổ sung cốt thép vào bê tông để tăng cường khả năng chịu kéo. Toà nhà Ingalls được xây dựng năm 1903 với 16 tầng, là công trình sử dụng kết cấu bê tông cốt thép đầu tiên trên thế giới.

Toà nhà sử dụng kết cấu bê tông cốt thép đầu tiên trên thế giới - Ingalls

Dựa trên nền tảng đó, kết cấu bê tông cốt thép ngày càng được phát triển và tự hoàn thiện với nhiều loại mới được sáng tạo ra như: bê tông cường độ cao, bê tông cốt thép dự ứng lực, bê tông thuỷ tinh cho phép ánh sáng xuyên qua.

Tháp đôi Petronas - Malaysia

Công trình cao nhất thế giới – Burj Khalifa, sử dụng bê tông cường độ cao

Toà nhà năng lượng Duke – Công trình cao nhất trên thế giời sử dụng bê tông ứng lực trước

Với tiềm năng vô cùng to lớn của mình, kết cấu bê tông cốt thép được dự đoán sẽ tiếp tục thống trị trong ngành xây dựng – kiến trúc, và tất nhiên, sẽ không ngừng cải tiến và phát triển.

Tuấn Minh (tổng hợp từ designs)