Tử Cấm Thành ở đại lục Bắc Kinh, Trung Quốc được xây dựng vào thời nhà Minh, là quần thể kiến trúc bằng gỗ lớn nhất và được bảo vệ tốt nhất trên thế giới.
Tử Cấm Thành vững chãi được xây dựng tại Bắc Kinh, Trung Quốc, được xây dựng từ năm 1406-1420.
Theo báo chí địa phương, Tử Cấm Thành chủ yếu sử dụng gỗ làm khung xương, các bức tường bảo trì được làm bằng gạch, tuy gỗ chịu nén và dai nhưng lại sợ gãy và dễ mục nhất. 600 năm nơi đây vẫn tồn tại nhờ cửa sổ nhỏ "thông gió" được những người thợ thủ công thiết lập trên tường cung điện.
Những người thợ làm việc xưa nay sẽ lắp các quạt thông gió trên và dưới tại các vị trí tương ứng với các cột gỗ. Và không khí "thông gió" từ phía dưới, rồi chuyển dọc theo các bức tường. Cột gỗ trên được trang bị từ "thông gió" để điều chỉnh độ ẩm môi trường của cột gần tường, để cột gỗ ở trạng thái khô, nếu chỉ thiết kế một quạt gió "thì hiệu quả thu nhỏ rất hạn chế.
Trong Tử Cấm Thành có khe hở khoảng 5 cm giữa cột gỗ và tường cung điện, phần tường tương ứng với đáy cột sẽ được thiết kế “thông gió”, bên ngoài những người làm công việc này cũng rất giỏi về việc thẩm định mỹ. Ví dụ như hình sư tử, vì thời xưa sư tử được coi là thần thú, tượng trưng cho quyền và uy nghiêm, nên “ô thông gió” không chỉ có tác dụng chống ẩm ướt, mà còn có cách sắp xếp rất đơn giản, cũng như thể hiện giá trị văn hóa nghệ thuật.
Với những thiết kế mái gỗ độc đáo và đẹp mắt, công trình này lại có thể ứng phó được rất nhiều động đất trong nhiều thế kỷ. Chính điều đó đã thôi thúc các nhà nghiên cứu trong việc tìm ra bí ẩn kiến trúc được tạo nên bởi các nhà thiết kế và người thợ tài hoa.
Kết cấu của đấu củng
Đấu củng là “điểm nhấn” trong kết cấu độc đáo của những tòa nhà cổ, giúp chúng có thể chịu được động đất có cường độ mạnh
Theo các nhà nghiên cứu, từ năm 500 trước Công nguyên, các kiến trúc sư Trung Quốc đã phát triển cấu trúc chống thiên tai với khung gỗ hình chữ nhật gọi là “dougong” (đấu củng).
Đấu củng thường nằm ở vị trí dưới hiên và mái nhà, không sử dụng đinh hay bất kỳ loại keo dính nào. Các thanh gỗ được lắp vào đúng khuôn và ăn khớp với nhau. Đây là thiết kế được ưa chuộng từ thời Xuân Thu (khoảng năm 770-476 trước Công nguyên) trong lịch sử Trung Quốc.
Thiết kế của đấu củng giúp giảm tác động của các trận động đất lên tòa nhà, tăng khả năng chịu lực dựa trên kỹ thuật chồng rường. Bên cạnh đó, nó cũng đóng vai trò trang trí cho các cung điện nằm trong Tử Cấm Thành.
Kết cấu vô cùng độc đáo này đã giúp Cố Cung đứng vững trước nhiều trận động đất trong suốt lịch sử 600 năm, trong đó có trận động đất dữ dội nhất thế kỷ 20 với cường độ 9,5 độ richter.
Để tìm ra mức độ chịu lực của đấu củng, một nhóm thợ mộc chuyên nghiệp đã tạo ra một mô hình thu nhỏ bằng 1/5 kích thước thật của Tử Cấm Thành trên bề mặt một chiếc bàn rung.
Qua thử nghiệm, mô hình này có thể chịu được trận động đất có cường độ lên tới 10,1 độ richter mà không hề hấn gì. Khung và mái nhà vẫn trụ vững khiến các nhà nghiên cứu phải trầm trồ thán phục.