Vẫn còn rất nhiều điều chúng ta cần phải học hỏi từ tổ tiên, bởi họ đã biết đến một số loại hình công nghệ rất tiên tiến. Từ rất lâu trước đây, họ đã sử dụng cấu trúc rầm chia “đấu củng” để xây dựng các tòa nhà có thể trụ vững qua các trận động đất.
Khoảng 2500 năm trước, người cổ đại từng thiết kế và đưa ra một giải pháp giúp ngăn chặn các tòa nhà sụp đổ trong các trận động đất. Những thợ xây cổ đại đã tạo ra một dãy các rầm chia được gọi là “đấu củng”.
Đa dạng các loại rầm chia đấu củng.
Bằng chứng sớm nhất của rầm chia đấu củng được tìm thấy tại Trung Quốc và có niên đại từ năm 1.100 TCN. Những thợ xây cổ đại ở Ba Tư và Ấn Độ cũng biết đến rầm chia đấu củng ở dạng thức đơn giản nhất. Một bộ rầm chia là một bộ các khối gỗ (đấu) và các tay xà ngắn (củng) được cắt gọt sao cho khi chồng lên nhau chúng sẽ đan cài vào nhau để tạo thành một khối thống nhất.
Gỗ là cấu trúc chính trong truyền thống kiến trúc Trung Quốc, trong khi tường, cửa chính và cửa sổ không phải là cấu trúc chịu tải, nên đôi lúc được làm bằng lưới, bùn hoặc các chất liệu thanh mảnh khác.
Trong một cấu trúc gỗ có phần dưới là các trụ cột và phần trên là các thanh xà, thì phần liên kết chúng (còn gọi là mái chìa, hay mái nhô) là vô cùng quan trọng. Đây là bộ phận đặc biệt của đấu củng, một yếu tố cấu trúc độc đáo của các rầm chia gỗ đan cài với nhau. Để tạo bộ rầm chia đan cài với nhau, người ta đặt một khối gỗ lớn (đấu) trên một cái cột để làm thành một bệ đỡ cứng chắc cho các rầm chia hình cung (củng). Các củng này đến lượt nó sẽ nâng đỡ cho thanh xà hoặc một cái củng khác phía trên.
Các nhà khoa học cổ đại đã khám phá ra rằng các rầm chia đấu củng khi được đan cài với nhau có thể dẫn truyền trọng lượng cực kỳ lớn của mái đền vào các cột trụ chống đỡ bên dưới. Mặt khác, vì khối rầm chia đấu củng này chứa rất nhiều bộ phận dư thừa (ngoài phần đan cài với nhau chịu trách nhiệm chống đỡ và truyền tải lực, các bộ phận khác như phần mái chìa ra được coi là bộ phận dư thừa), nên chúng không thể bị rung lắc rời ra. Đấu củng là một giải pháp tuyệt vời do nó lợi dụng rất tốt tính chất của ma sát và trọng lực.
Theo Richard S. Wiborg, nhà nghiên cứu kiến trúc cổ đại của Trung Quốc và Nhật Bản, thì “từ năm 200 TCN đến năm 600 SCN, các kiến trúc sư – thợ xây người Trung Quốc đã điều chỉnh các rầm chia sao cho vuông góc với mặt phẳng tường, từ đó trở thành các dầm nhô (hay dầm chìa). Đôi khi họ thêm một cái ách chữ thập vào một cánh tay đòn vuông góc.”
Giờ đây, hệ thống rầm chia có thể nâng đỡ tường và mái hiên nhỏ. Tại điểm này, hệ thống rầm chia trở thành một khối các bộ phận ba chiều.
Cấu tạo một rầm chia đấu củng.
Vào thời nhà Đường, Liêu và Tống (từ năm 600 đến 1200 SCN), nghệ thuật kiến trúc rầm chia đã đạt đến đỉnh cao rực rỡ. Các thợ xây muốn dựng nên các công trình lớn hơn. Họ mở rộng (kích thước) các bộ phận (cột, xà, rui) nhưng vẫn giữ tỉ lệ như cũ. Định dạng xây dựng cơ bản, ví như một mặt phẳng hình chữ nhật với chiều rộng lớn hơn chiều sâu bao xung quanh một không gian đơn nhất, thì không thay đổi. Tuy nhiên, mái nhà và mái hiên cần lớn hơn một cách tương ứng.
Các thợ xây cần nghĩ cách xây các mái hiên rộng hơn, vì vậy họ đã phát minh ra một hệ thống rầm chia lớn hơn có thể nhô ra (chìa ra) xa hơn từ mặt tường vuông góc và họ bổ sung thêm vào đó một bộ phận cấu trúc mới – xà gồ mái chìa – để chống đỡ rui (thanh xà chống đỡ mái nhà) ra xa bên ngoài xà gồ bức tường.
Rầm chia đấu củng giải quyết được bốn vấn đề xuất hiện khi xây dựng các kiến trúc lớn hơn. Nó giúp các kiến trúc sư giảm chiều dài các thanh xà, gia cố vững chắc các bức tường bên trên cột trụ, nâng đỡ các mái chìa rộng và củng cố phần khung.
Bằng cách mở rộng rầm chia đấu củng tại nhiều khớp nối, rầm chia có thể đạt được sự linh hoạt đáng kể, từ đó tránh tình trạng nứt gãy. Tại các khu vực thường xuyên xảy ra động đất, việc sử dụng cấu trúc rầm chia đấu củng giúp giảm thiểu đáng kể thiệt hại về người và của.
Rầm chia đa sắc chống đỡ một công trình tại Sagami-ji, Nhật Bản.
Quả thực ấn tượng khi từ hơn 2000 năm trước, người cổ đại đã biết cách xây dựng các tòa nhà bằng gỗ có thể chống chọi với các trận động đất dữ dội.
Trong khi người Trung Quốc cổ đại biết dùng rầm chia đấu củng để giữ các tòa nhà không bị sụp đổ, người La Mã cổ đại cũng đã tìm ra cách xây dựng các cầu tàu chịu được các đợt sóng đánh liên tục trên biển từ hơn 2000 năm trước. Các đê chắn sóng hiện đại bằng bê tông cốt thép sẽ xuống cấp và sụp đổ chỉ sau vài thập kỉ, nhưng các cấu trúc xây trên nước thời cổ đại lại trở lên vững chắc hơn theo thời gian.
Video cấu tạo một rầm chia đấu củng:
Nguồn: DKN
- Phải chăng người ngoài hành tinh đã truyền lại tri thức thiên văn cho bộ tộc Dogon ở Châu Phi?
- Phát hiện hóa thạch loài khủng long lớn nhất thế giới
- Bí ẩn nền văn minh tiền sử Atlantis qua lời kể của nhà tiên tri Edgar Cayce