Tính toàn vẹn của cấu trúc là một khái niệm quan trọng trong kỹ thuật, đề cập đến khả năng của một cấu trúc chịu được tải trọng thiết kế (như trọng lượng, lực, v.v.) mà không bị gãy hoặc biến dạng. Nghiên cứu những sự cố kết cấu trong quá khứ có thể giúp thiết kế những công trình an toàn hơn, do đó tránh được những thảm kịch tương tự trong tương lai. Sự cố về kết cấu thường xảy ra khi vật liệu bị kéo căng hoặc nén quá mức trong quá trình sử dụng đến mức mất khả năng chịu tải. Bài viết này sẽ xem xét một số sự cố cấu trúc gây sốc nhất trong lịch sử và tìm hiểu lý do tại sao những sự kiện này lại quan trọng đến vậy.
Con người từ thời xa xưa đã có nhu cầu xây dựng những công trình có thể chịu được trọng lượng của chính mình và các tải trọng khác. Từ những ngôi nhà cổ đến các công trình kiên cố của lâu đài thời trung cổ, tính toàn vẹn về mặt cấu trúc luôn là mối quan tâm chính của các kiến trúc sư và thợ thủ công. Các kiến trúc sư thời xưa thường dựa vào kinh nghiệm và thực hành hơn là các công thức toán học để đảm bảo an toàn cho các công trình của họ.
"Những bài học rút ra từ các sự cố về kết cấu có thể giúp các thiết kế tòa nhà trong tương lai tránh lặp lại những sai lầm trong quá khứ."
Sự cố kết cấu có thể xảy ra vì nhiều lý do và mặc dù các vấn đề thường khác nhau tùy theo ngành và loại kết cấu, nhưng hầu hết có thể được nhóm thành năm loại chính.
Cây cầu được thiết kế bởi Robert Stephenson và bị sập vào ngày 24 tháng 5 năm 1847 khi một đoàn tàu chạy qua, khiến năm người thiệt mạng. Sự cố này đã thúc đẩy một cuộc điều tra chính thức về sự cố kết cấu, phát hiện ra những sai sót cơ bản trong thiết kế, dẫn đến những cải tiến về thiết kế sau đó.
Vào ngày 28 tháng 12 năm 1879, Cầu Tháp đầu tiên bị sập khiến 75 người thiệt mạng. Các nhà thiết kế đã không tính đến tác động của gió lên kết cấu, điều này cuối cùng đã thúc đẩy việc thiết kế cầu sắt chuyển sang kết cấu thép.
Cầu Delta bị sậpSự sụp đổ của Cầu Delta ban đầu vào năm 1940 là do một hiện tượng gọi là cộng hưởng do gió gây ra và trở thành một trường hợp kinh điển trong thiết kế cầu, định nghĩa lại cách xem xét tác động của gió lên các công trình.
Vào ngày 1 tháng 8 năm 2007, vụ sập cầu sông Mississippi I-35W đã giết chết 13 người và làm bị thương 145 người. Một cuộc điều tra đã phát hiện ra rằng thiết kế của cây cầu có lỗi, gây ra những hậu quả nghiêm trọng đến sự an toàn của những cây cầu tương tự khác ở Hoa Kỳ.
Vào ngày 24 tháng 4 năm 2013, Tòa nhà Savar tám tầng đã sụp đổ ở Bangladesh, khiến 1.134 người thiệt mạng trong một trong những vụ sụp đổ kết cấu chết người nhất trong lịch sử hiện đại.
Sự sụp đổ bên trong của hai tòa tháp Trung tâm Thương mại Thế giới ngay sau vụ tấn công khủng bố ngày 11 tháng 9 năm 2001 đã thúc đẩy việc đánh giá lại khả năng chịu đựng vụ nổ của các tòa nhà.
Phần kết luận“Những bài học rút ra từ những sự cố về cấu trúc này đã thúc đẩy ngành công nghiệp tìm kiếm các phương pháp thiết kế hiệu quả hơn để đảm bảo an toàn trong tương lai.”
Những hư hỏng về mặt kết cấu nhắc nhở chúng ta rằng điều quan trọng là phải chú ý đến tính toàn vẹn của kết cấu trong cả quá trình thiết kế và giai đoạn thi công. Nghiên cứu những trường hợp hỏng hóc này không chỉ cải thiện các thiết kế trong tương lai mà còn nâng cao nhận thức về an toàn. Các trường hợp được thảo luận trong bài viết này là những bài học quan trọng cho cộng đồng kỹ thuật. Chúng ta nên áp dụng những bài học này vào xây dựng trong tương lai như thế nào để tránh lặp lại những sai lầm tương tự?