Bản vẽ mặt cắt ngang ngôi chùa 5 tầng Horyu-ji cho thấy cây cột ở giữa vững chắc từ gốc đến đỉnh xuyên qua tâm trục ở giữa ngôi chùa
Nhật Bản nổi tiếng với những tòa nhà cổ bằng gỗ, trong đó, một số tòa nhà có thể gọi là nhà “cao tầng” gồm những ngôi chùa 5 tầng tại Kyoto, Nara. Động đất thường xuyên ở Nhật Bản nhưng những ngôi chùa này vẫn đứng vững. Những bí quyết nào đã bảo vệ chùa trước sự tàn phá của động đất?
Bí mật đầu tiên là vật liệu được sử dụng. Mỗi phần cấu trúc của ngôi chùa 5 tầng đều làm bằng gỗ. Khi gỗ gặp phải sức ép, nó có thể cong oằn nhưng không dễ dàng bị gãy. Khi sức ép qua đi, gỗ lại trở về hình dáng cũ của nó. Do tính linh hoạt đó nên nó có thể chịu được sức ép của động đất.
Bí mật thứ hai là bí mật về mặt kiến trúc. Những thanh gỗ được đóng lại với nhau và hầu như chẳng dùng cái đinh nào mà chỉ được gắn bằng cách gắn đầu của những thanh gỗ đã được đục mỏng và hẹp hơn vào trong khe.
Vì vậy, khi mặt đất bắt đầu rung chuyển thì mặt tiếp xúc ở những điểm nối này vặn vẹo và cọ xát vào nhau. Việc này giúp cho năng lượng của trận động đất không truyền lên phía trên cao của tòa tháp. Có khoảng 1000 chỗ nối lỗ mộng trong một ngôi chùa 5 tầng giúp cho toàn bộ cấu trúc này uyển chuyển như konnyaku (một loại thực phẩm đông đặc và trong suốt).
Bí mật thứ ba nằm ở cấu trúc tầng lớp của chùa. Nếu bạn để một thanh konnyaku dài đứng trên một đầu của nó, nó sẽ không đứng thẳng được. Nhưng 5 miếng hình khối thu nhỏ dần, xếp cái này chồng lên cái kia thì sẽ đứng thẳng. Nhật Bản gọi đó là go ju no to (tháp 5 lớp). Ngôi chùa căn bản là một số cấu trúc hình hộp được xếp chồng lên nhau. Những “cái hộp” gắn liền với nhau bằng những mấu nối lỗ mộng. Khi mặt đất rung chuyển, từng lớp của cái hộp từ từ đu đưa và độc lập với những cái khác.
Bí mật thứ tư chính là tác dụng lắc lư: Mỗi lớp hộp được phép đung đưa nhẹ, vừa phải nhưng nếu chúng lắc lư quá xa khỏi trung tâm thì chúng sẽ rớt đổ. Cách đây khá lâu, một thợ mộc lành nghề thời đó tình cờ quan sát thấy một ngôi chùa 5 tầng trong một trận động đất lớn. Ông tường thuật rằng khi lớp hộp dưới cùng xoay qua bên trái thì cái hộp nằp trên xoay sang bên phải, còn cái hộp trên nữa lại xoay sang trái.
Nhưng bạn cũng có thể cho rằng một trận động đất cực lớn có thể đẩy một lớp hộp ra khỏi đế trụ của nó và làm toàn bộ cấu trúc đổ sập.
Bí mật thứ năm có lẽ thú vị nhất trong tất cả các bí mật và bí mật này liên quan đến một thành phần cấu trúc giúp ngăn ngừa điều trên. Hãy thử tưởng tượng trong một cuộc thí nghiệm dùng một cái tháp làm bằng 5 cái chén úp chồng lên nhau trong một cái khay. Nếu đẩy cái khay, những chiếc chén sẽ rớt ngay. Nhưng nếu bạn khoan một cái lỗ nhỏ dưới đáy mỗi chén rồi xỏ một chiếc đũa dài xuyên qua những cái lỗ đó và đóng cho nó đứng lên, những cái chén sẽ trở thành một cái tháp vững chắc và vẫn đứng ngay cả khi bạn lắc nhẹ cái khay. Nếu một trong những cái chén muốn bay ra ngoài lề thì chiếc đũa sẽ giữ nó lại.
Người ta gọi đó là “những cái chén của Columbus” dựa theo câu chuyện về quả trứng của Columbus có thể đứng được ở một đầu vì một phần vỏ ở đầu đã bị đập dập. Chiếc đũa đứng giữa những chiếc chén lại với nhau, hơi giống như một cái then cài cửa mặc dù cái then thì nằm ngang. Cái “then cài cửa” trong chùa là một cây cột lớn dài từ dưới đất lên đến đỉnh. Nếu một trong những lớp hộp muốn trượt ra ngoài thì cây cộc trụ sẽ đưa nó trở về vị trí trung tâm. Trong trận động đất, cây cột trụ sẽ hơi rung, giống như một con lắc lộn ngược để chống lại sức mạnh của động đất.
Những chiến lược về mặt cấu trúc trong những ngôi chùa 5 tầng cũng được áp dụng trong một số tòa nhà cao tầng hiện nay. Những tòa nhà bằng đá và cũ hơn thì được xây dựng kiên cố và vững chắc để đương đầu với động đất, giống như một cây sồi. Những tòa nhà mới được thiết kế sao cho nhuyễn hơn, lắc lư vừa đủ để đối phó với sức mạnh của động đất, giống như cây liễu và giống như ngôi chùa 5 tầng.
Những lớp cao su dát mỏng được đặt bên dưới móng. Một cơ cấu giảm xóc với thiết kế bộ khung tương khớp được sử dụng cho các cột trụ, xà, tường và các thành phần cấu trúc khác. Những bồn chứa nước lưng chừng được đặt trên nóc nhà, để nước lắc lư qua lại trong suốt trận động đất nhằm hóa giải sức mạnh của địa chấn.
(Theo Nipponia)
