
Hỏi Đáp Chuyên Gia: Tại sao nhiều tòa nhà lại sụp đổ trong trận động đất kép ở Venezuela?
Expert Q&A: why did so many buildings collapse in Venezuela’s double earthquake?
Much of the world’s housing stock predates current building codes.
Phần lớn nguồn nhà ở của thế giới đã được xây dựng từ trước khi có các quy chuẩn xây dựng hiện hành.
More than 500 people have been killed in Venezuela following powerful back-to-back earthquakes, with many more injured. Rescue teams have also been trying to locate people trapped in collapsed buildings.
Hơn 500 người đã thiệt mạng ở Venezuela sau các trận động đất mạnh liên tiếp, và nhiều người khác bị thương. Các đội cứu hộ cũng đang cố gắng tìm kiếm những người mắc kẹt trong các tòa nhà đổ nát.
Here, Raffaele De Risi, associate professor in civil engineering at the University of Bristol, answered our questions about the role building design may have played in the disaster.
Tại đây, Raffaele De Risi, phó giáo sư kỹ thuật xây dựng tại Đại học Bristol, đã trả lời các câu hỏi của chúng tôi về vai trò mà thiết kế công trình có thể đóng góp vào thảm họa này.
Venezuela is in an active seismic zone. Why do you think there have been so many devastating building collapses?
Venezuela nằm trong khu vực địa chấn hoạt động. Theo ông, tại sao lại xảy ra nhiều vụ sập nhà kinh hoàng đến vậy?
Indeed, Venezuela is a seismically active country. Hazard levels can easily be checked on several websites, such as the Global Seismic Hazard Map from the Global Earthquake Model Foundation.
Quả thực, Venezuela là một quốc gia có hoạt động địa chấn mạnh. Mức độ nguy hiểm có thể được kiểm tra dễ dàng trên nhiều trang web, chẳng hạn như Bản đồ Nguy cơ Địa chấn Toàn cầu từ Quỹ Mô hình Động đất Toàn cầu.
The number of building collapses is unfortunately linked to several factors rather than a single one: these range from the age and construction type of the buildings to their level of maintenance, to local soil amplification (when seismic waves pass from hard bedrock into softer surface soils) , and proximity to the source.
Số vụ sập nhà không may liên quan đến nhiều yếu tố chứ không phải chỉ một nguyên nhân duy nhất: chúng bao gồm tuổi và loại kết cấu của các tòa nhà cho đến mức độ bảo trì, khuếch đại địa phương (khi sóng địa chấn truyền từ nền đá cứng vào đất bề mặt mềm hơn) , và khoảng cách gần nguồn.
In addition, both events were shallow (the mainshock particularly so) , which further contributes to such extensive devastation. More broadly, it is not possible to identify a single cause; it is generally a combination of factors.
Ngoài ra, cả hai sự kiện đều xảy ra ở tầng nông (đặc biệt là trận động đất chính) , điều này càng góp phần gây ra sự tàn phá trên diện rộng như vậy. Nói chung, không thể xác định một nguyên nhân duy nhất; đó thường là sự kết hợp của nhiều yếu tố.
How would you recommend that countries construct their buildings in a country like Venezuela with the earthquake risks that it has?
Ông khuyên các quốc gia nên xây dựng công trình ở một nước có rủi ro địa chấn như Venezuela bằng cách nào?
Modern seismic building codes are very effective at preventing this kind of catastrophic collapse, so for new construction, they are central to the answer. The crucial point is enforcement: a code only protects people if it is properly applied, and construction quality is controlled.
Các quy chuẩn xây dựng chống động đất hiện đại rất hiệu quả trong việc ngăn chặn loại sập đổ thảm khốc này, vì vậy đối với các công trình mới, chúng là yếu tố trung tâm của câu trả lời. Điểm mấu chốt là việc thực thi: một quy chuẩn chỉ bảo vệ người dân nếu nó được áp dụng đúng cách và chất lượng xây dựng được kiểm soát.
It’s also worth remembering that much of the world’s building stock predates current codes, which have evolved as scientific understanding has advanced, often incorporating lessons directly from events like this one.
Cũng cần nhớ rằng phần lớn kho tàng kiến trúc thế giới có niên đại trước các quy chuẩn hiện hành, vốn đã phát triển khi hiểu biết khoa học tiến bộ, thường tích hợp những bài học trực tiếp từ các sự kiện như lần này.
For that existing building stock, seismic retrofitting and strengthening are essential, since we cannot simply rebuild everything. And for strategic buildings such as hospitals and power plants, modern solutions like base isolation can keep them not just standing but operational, and have performed extremely well in recent earthquakes.
Đối với nguồn công trình hiện có đó, việc cải tạo và gia cố chống địa chấn là điều cần thiết, vì chúng ta không thể đơn giản xây dựng lại mọi thứ. Và đối với các tòa nhà chiến lược như bệnh viện và nhà máy điện, các giải pháp hiện đại như cách ly nền móng có thể giữ cho chúng không chỉ đứng vững mà còn hoạt động được, và đã hoạt động cực kỳ tốt trong các trận động đất gần đây.
How can buildings be retrofitted to enhance their protection against earthquakes?
Làm thế nào để cải tạo công trình nhằm tăng cường khả năng chống động đất?
Nowadays, there are many retrofitting techniques, and the right one depends on the building type, for example, reinforced concrete, steel or masonry.
Ngày nay, có nhiều kỹ thuật cải tạo khác nhau, và phương pháp phù hợp phụ thuộc vào loại tòa nhà, ví dụ: bê tông cốt thép, thép hoặc xây gạch.
Broadly, a retrofit either increases the building’s strength and stiffness or reduces the forces it has to withstand, for instance, through base isolation (an engineering technique which decouples a building from its foundations) or energy dissipation devices. What matters most is this: before any retrofitting, a bespoke assessment is essential.
Nói chung, việc cải tạo là tăng cường độ bền và độ cứng của công trình hoặc giảm lực mà nó phải chịu đựng, chẳng hạn thông qua cách ly nền móng (một kỹ thuật kỹ thuật tách rời tòa nhà khỏi móng) hoặc các thiết bị tiêu tán năng lượng. Điều quan trọng nhất là: trước bất kỳ hoạt động cải tạo nào, một đánh giá chuyên biệt là điều cần thiết.
The goal is to reduce the unknowns about the structure through detailed surveys and material testing, and to build models capable of diagnosing it, so that the intervention can target the building’s specific weaknesses rather than applying a generic fix.
Mục tiêu là giảm thiểu những điều chưa biết về cấu trúc thông qua khảo sát chi tiết và thử nghiệm vật liệu, đồng thời xây dựng các mô hình có khả năng chẩn đoán nó, để sự can thiệp có thể nhắm vào những điểm yếu cụ thể của tòa nhà thay vì áp dụng một giải pháp chung chung.
There have been numerous ‘pancake’ building collapses as a result of the earthquakes here, how do these happen and how can they be prevented?
Đã xảy ra nhiều vụ sập kiểu “bánh kếp” do động đất ở đây, chúng xảy ra như thế nào và làm sao để ngăn chặn?
A “pancake” collapse occurs when the vertical elements that support a building’s weight (primarily its columns) fail. The floors then lose their support and fall one on top of another. This is one of the deadliest forms of structural failure. In older buildings, pancake collapses are often caused by brittle failure.
Sự cố “sập bánh kếp” xảy ra khi các cấu kiện thẳng đứng chịu tải trọng của tòa nhà (chủ yếu là cột) bị hỏng. Sau đó, các tầng mất đi sự hỗ trợ và đổ xuống chồng lên nhau. Đây là một trong những hình thức thất bại kết cấu chết người nhất. Ở các tòa nhà cũ hơn, sập bánh kếp thường do hư hỏng giòn.
Columns that were not properly designed and detailed to deform and absorb energy simply break. The problem may be made worse by an open or weak ground floor, which concentrates the damage at a single level.
Các cột không được thiết kế và chi tiết hóa đúng cách để biến dạng và hấp thụ năng lượng sẽ đơn giản bị gãy. Vấn đề có thể trở nên tồi tệ hơn bởi một tầng trệt mở hoặc yếu, nơi tập trung thiệt hại tại một cấp độ duy nhất.
The engineering approach used to prevent this is known as capacity design. The principle is to determine in advance where the structure should sustain damage and to ensure that this damage occurs in a controlled, ductile manner, typically in the beams.
Phương pháp kỹ thuật được sử dụng để ngăn chặn điều này được gọi là thiết kế khả năng chịu lực (capacity design) . Nguyên tắc là xác định trước vị trí nào của cấu trúc cần phải chịu hư hỏng và đảm bảo rằng sự hư hỏng đó xảy ra theo cách có kiểm soát, dẻo dai, thường là ở các dầm.
The columns, joints, and foundations are deliberately designed to be stronger so that they remain intact while the beams safely absorb and dissipate the earthquake’s energy. This principle is often summarised as “strong column, weak beam.” A building designed in this way can sway and dissipate energy rather than losing an entire storey and collapsing.
Các cột, khớp nối và móng được thiết kế cố ý để mạnh hơn nhằm đảm bảo chúng vẫn còn nguyên vẹn trong khi các dầm hấp thụ và tiêu tán năng lượng động đất một cách an toàn. Nguyên tắc này thường được tóm tắt là “cột mạnh, dầm yếu.” Một tòa nhà được thiết kế theo cách này có thể lắc lư và tiêu tán năng lượng thay vì mất đi cả tầng và sụp đổ.
Combined with proper structural detailing and strong connections that prevent a local failure from spreading through the building, capacity design is a central feature of modern building codes. It is also a major reason why well designed modern buildings are far less likely to suffer pancake collapse.
Kết hợp với chi tiết kết cấu phù hợp và các mối nối chắc chắn ngăn chặn sự cố cục bộ lan rộng khắp tòa nhà, thiết kế khả năng chịu lực (capacity design) là một tính năng trung tâm của các quy chuẩn xây dựng hiện đại. Đây cũng là lý do chính khiến các tòa nhà hiện đại được thiết kế tốt ít có khả năng bị sụp đổ kiểu bánh kếp (pancake collapse) .
It looks like there are many buildings that have been damaged but have not collapsed. Does this typically result in many other buildings having to be demolished in the aftermath of earthquakes, and how is this decided?
Có vẻ như có nhiều tòa nhà đã bị hư hại nhưng chưa sập. Điều này có thường dẫn đến việc phải phá dỡ nhiều tòa nhà khác sau trận động đất không, và điều đó được quyết định bằng cách nào?
Yes, and this is actually a sign that the buildings performed as intended. For ordinary structures, the goal of seismic design is not to survive undamaged, but to protect life: the building is allowed to be damaged, absorbing the earthquake’s energy, provided it does not collapse, and people can evacuate safely.
Vâng, và thực tế đây là dấu hiệu cho thấy các tòa nhà đã hoạt động đúng như dự kiến. Đối với các công trình thông thường, mục tiêu của thiết kế địa chấn không phải là sống sót mà không bị hư hại, mà là bảo vệ tính mạng: tòa nhà được phép bị hư hỏng, hấp thụ năng lượng động đất, miễn là nó không sụp đổ và mọi người có thể sơ tán an toàn.
A building that is badly damaged but lets everyone out has done its job, even if it must later be demolished. Afterwards, each of these buildings has to be assessed, usually in two stages.
Một tòa nhà bị hư hại nặng nhưng vẫn cho mọi người thoát ra đã hoàn thành nhiệm vụ của mình, ngay cả khi sau này nó phải bị phá dỡ. Sau đó, mỗi tòa nhà này đều phải được đánh giá, thường qua hai giai đoạn.
First, rapid inspections tag buildings for immediate use (broadly, safe, restricted, or unsafe to enter) to keep people out of danger while aftershocks continue; an “unsafe” tag does not mean the building is condemned, only that it cannot be occupied until checked properly.
Đầu tiên, các cuộc kiểm tra nhanh sẽ gắn thẻ cho các tòa nhà để sử dụng ngay lập tức (theo nghĩa rộng là an toàn, hạn chế hoặc không an toàn khi vào) nhằm giữ người dân tránh xa nguy hiểm trong khi dư chấn vẫn tiếp diễn; thẻ “không an toàn” không có nghĩa là tòa nhà bị tuyên bố bỏ hoang, mà chỉ là nó không thể được sử dụng cho đến khi được kiểm tra kỹ lưỡng.
Then a detailed engineering assessment determines how much of the original capacity remains and whether repair is feasible. Whether a building is repaired or demolished depends on several factors: whether repair is technically possible, how much strength is left, whether the building is permanently leaning (which often makes repair uneconomic) , and ultimately, the cost of repair against the cost of rebuilding.
Sau đó, một đánh giá kỹ thuật chi tiết sẽ xác định mức độ khả năng chịu lực ban đầu còn lại và liệu việc sửa chữa có khả thi hay không. Việc một tòa nhà được sửa chữa hay phá dỡ phụ thuộc vào nhiều yếu tố: liệu việc sửa chữa có khả thi về mặt kỹ thuật hay không, lượng sức mạnh còn lại bao nhiêu, liệu tòa nhà có bị nghiêng vĩnh viễn (điều này thường khiến việc sửa chữa không kinh tế) , và cuối cùng là chi phí sửa chữa so với chi phí xây dựng lại.
This is why major earthquakes are frequently followed by extensive demolition (as across central Christchurch, New Zealand, after 2011) , even where buildings did not collapse. Far from being a failure, it reflects the design philosophy at work: the buildings spent themselves to save the people inside.
Đây là lý do tại sao các trận động đất lớn thường được theo sau bằng việc phá dỡ quy mô lớn (như ở khắp trung tâm Christchurch, New Zealand, sau năm 2011) , ngay cả ở những nơi mà các tòa nhà không sụp đổ. Điều này không phải là một thất bại, mà phản ánh triết lý thiết kế đang hoạt động: các tòa nhà đã tự tiêu hao để cứu người bên trong.
Raffaele De Risi does not work for, consult, own shares in or receive funding from any company or organisation that would benefit from this article, and has disclosed no relevant affiliations beyond their academic appointment.
Raffaele De Risi không làm việc cho, tư vấn, sở hữu cổ phần hoặc nhận tài trợ từ bất kỳ công ty hay tổ chức nào được hưởng lợi từ bài viết này, và đã tiết lộ không có mối liên hệ nào ngoài vị trí học thuật của mình.
Read more
-

Hố va chạm cổ nhất của Trái đất thực sự đã hơn 3 tỷ năm tuổi, nghiên cứu mới xác nhận
Earth’s oldest crater really is over 3 billion years old, new study confirms
-

Nga không có nhiều điều để ăn mừng vào Ngày Chiến thắng, khi Ukraine đã đưa cuộc chiến trở thành vấn đề nội bộ của Putin.
Russia doesn’t have much to celebrate on Victory Day, as Ukraine brings the war home to Putin