Waarom het World Trade Center Towers op 9/11 viel

In de jaren sinds de terroristische aanslagen in New York City hebben individuele ingenieurs en comités van deskundigen de verfrommeling van de tweelingtorens van het World Trade Center bestudeerd. Door stap voor stap de vernietiging van het gebouw te onderzoeken, leren experts hoe gebouwen falen en ontdekken ze manieren om sterkere structuren te bouwen door de vraag te beantwoorden: waardoor de twee torens zijn gevallen?

Vliegtuigimpact

Toen gekaapte commerciële straaljagers bestuurd door terroristen de twee torens troffen, voedde zo'n 10.000 gallon (38 kiloliter) brandstof een enorme vuurbal. Maar de impact van de Boeing 767-200ER-serie vliegtuigen en de uitbarsting van vlammen deden de torens niet meteen instorten. Zoals de meeste gebouwen hadden de dubbele torens een redundant ontwerp, wat betekent dat wanneer een systeem faalt, een ander de lading draagt.

Elk van de twee torens had 244 kolommen rond een centrale kern waarin de liften, trappenhuizen, mechanische systemen en voorzieningen waren ondergebracht. In dit buisvormige ontwerpsysteem, toen sommige kolommen beschadigd raakten, konden anderen het gebouw nog steeds ondersteunen.

"Na de impact werden vloerbelastingen die oorspronkelijk werden ondersteund door de buitenste kolommen in compressie met succes overgebracht naar andere laadpaden", schreven examinatoren voor het officiële FEMA-rapport (Federal Emergency Management Agency). "Het grootste deel van de belasting ondersteund door de mislukte kolommen wordt verondersteld te zijn overgebracht naar aangrenzende perimeterkolommen door Vierendeel-gedrag van het buitenmuurframe."

De Belgische civiel ingenieur Arthur Vierendeel (1852-1940) staat erom bekend een verticaal rechthoekig metalen raamwerk uit te vinden dat de schuifkracht anders verplaatst dan diagonale driehoekige methoden.

De impact van het vliegtuig en andere vliegende objecten:

1. Heeft de isolatie aangetast die het staal tegen hoge hitte beschermde
2. Beschadigde het sprinklersysteem van het gebouw
3. Gesneden en gesneden veel van de binnenste kolommen en anderen beschadigd
4. Verschoof en herverdeelde de bouwbelasting over kolommen die niet onmiddellijk beschadigd waren

De verschuiving plaatste sommige van de kolommen onder "verhoogde staat van stress."

Warmte van branden

Zelfs als de sprinklers hadden gewerkt, hadden ze niet genoeg druk kunnen houden om het vuur te stoppen. Gevoed door de spray van vliegtuigbrandstof werd de hitte intens. Het is geen comfort om te beseffen dat elk vliegtuig minder dan de helft van zijn volledige capaciteit van 23.980 Amerikaanse gallons brandstof vervoerde.

Straalbrandstof verbrandt op 800 tot 1500 graden Fahrenheit. Deze temperatuur is niet heet genoeg om constructiestaal te smelten. Maar ingenieurs zeggen dat de stalen frames niet moesten smelten om de World Trade Center-torens te laten instorten, ze moesten gewoon wat van hun structurele sterkte verliezen door de intense hitte. Staal verliest ongeveer de helft van zijn kracht bij 1200 Fahrenheit. Staal raakt ook vervormd en zal kromtrekken als de hitte geen uniforme temperatuur heeft. De buitentemperatuur was veel koeler dan de brandende vliegtuigbrandstof binnenin. Video's van beide gebouwen toonden binnenwaartse buiging van perimeterkolommen als gevolg van doorzakken van verwarmde spanten op veel verdiepingen.

Instortende vloeren

De meeste branden beginnen in één gebied en verspreiden zich vervolgens. Omdat het vliegtuig de gebouwen onder een hoek raakte, bedekten de branden van impact vrijwel onmiddellijk meerdere verdiepingen. Toen de verzwakte vloeren begonnen te buigen en vervolgens instortten, paneerden ze. Dit betekent dat de bovenste verdiepingen op de onderste verdiepingen stortten met toenemend gewicht en momentum, waardoor elke volgende verdieping eronder verpletterde.

"Toen de beweging eenmaal begon, viel het hele gedeelte van het gebouw boven het impactgebied in een eenheid en duwde er een luchtkussen onder", schreven onderzoekers van het officiële FEMA-rapport. "Terwijl dit luchtkussen door het botsingsgebied duwde, werden de branden gevoed door nieuwe zuurstof en naar buiten geduwd, waardoor de illusie van een secundaire explosie ontstond."

Met het gewicht van de bouwkracht van de kelderen vloeren, knikten de buitenmuren. Onderzoekers schatten dat de "lucht die door de zwaartekracht uit het gebouw wordt uitgestoten, bij de grond de snelheid van bijna 500 km / u moet hebben bereikt." Luide knallen klonken tijdens de ineenstorting. Ze werden veroorzaakt door schommelingen in de luchtsnelheid die de geluidssnelheid bereikten.

Waarom ze afvlakten

Voor de terroristische aanval waren de tweelingtorens 110 verdiepingen lang. De torens van het World Trade Center zijn gebouwd van lichtgewicht staal rond een centrale kern en bevatten ongeveer 95 procent lucht. Nadat ze waren ingestort, was de holle kern verdwenen. Het resterende puin was slechts een paar verdiepingen hoog.

Stephen Chernin / Getty Images

Sterk genoeg?

De tweelingtorens werden tussen 1966 en 1973 gebouwd. Geen enkel gebouw uit die tijd zou de impact van de terroristische aanslagen in 2001 hebben kunnen weerstaan. We kunnen echter leren van de ineenstorting van de wolkenkrabbers en stappen ondernemen om veiligere gebouwen te bouwen en minimaliseer het aantal slachtoffers bij toekomstige rampen.

Toen de tweelingtorens werden gebouwd, kregen de bouwers enkele vrijstellingen van de bouwvoorschriften van New York. Door de uitzonderingen konden de bouwers lichtgewicht materialen gebruiken, zodat de wolkenkrabbers grote hoogten konden bereiken. Volgens Charles Harris, auteur van "Engineering Ethics: Concepts and Cases", zouden minder mensen zijn gestorven op 9/11 als de tweelingtorens het type brandbeveiliging hadden gebruikt dat vereist is door oudere bouwvoorschriften.

Anderen zeggen dat het architecturale ontwerp daadwerkelijk levens heeft gered. Deze wolkenkrabbers zijn ontworpen met ontslagen - anticiperend dat een klein vliegtuig per ongeluk in de wolkenkrabberhuid zou kunnen doordringen en het gebouw niet zou vallen van dat type ongeval.

Beide gebouwen weerstonden de onmiddellijke impact van de twee grote vliegtuigen op weg naar de Westkust op 9/11. De noordtoren werd om 8:46 uur ET, tussen verdiepingen 94 en 98, geraakt - het stortte pas om 10:29 uur in, wat de meeste mensen een uur en 43 minuten gaf om te evacueren. Zelfs de zuidtoren kon een opmerkelijke 56 minuten staan ​​nadat hij om 9:03 uur ET was geraakt. De tweede straal raakte de zuidelijke toren op de lagere verdiepingen, tussen de verdiepingen 78 en 84, waardoor de wolkenkrabber structureel eerder werd aangetast dan de noordelijke toren. De meeste bewoners van de zuidelijke toren begonnen echter te evacueren toen de noordelijke toren werd geraakt.

De torens hadden niet beter of sterker kunnen worden ontworpen. Niemand anticipeerde op de opzettelijke acties van een vliegtuig gevuld met duizenden liters vliegtuigbrandstof.

9/11 Waarheidsbeweging

Samenzweringstheorieën gaan vaak gepaard met gruwelijke en tragische gebeurtenissen. Sommige gebeurtenissen in het leven zijn zo schokkend onbegrijpelijk dat sommige mensen beginnen te twijfelen aan theorieën. Ze kunnen bewijsmateriaal herinterpreteren en uitleg bieden op basis van hun voorkennis. Gepassioneerde mensen verzinnen wat alternatief logisch redeneren wordt. Het clearinghouse voor 9/11 samenzweringen werd 911Truth.org. De missie van de 9/11 Truth Movement is om te onthullen wat volgens haar de geheime betrokkenheid van de Verenigde Staten bij de aanslagen is.

Toen de gebouwen instortten, dachten sommigen dat het alle kenmerken van een "gecontroleerde sloop" had. De scène in Lower Manhattan op 9/11 was nachtmerrieachtig en in de chaos putten mensen uit eerdere ervaringen om te bepalen wat er aan de hand was. Sommige mensen geloven dat de twin towers werden neergehaald door explosieven, hoewel anderen geen bewijs vinden voor dit geloof. In het Journal of Engineering Mechanics ASCE hebben onderzoekers aangetoond dat "de aantijgingen van gecontroleerde sloop absurd zijn" en dat de torens "faalden vanwege de door zwaartekracht aangedreven progressieve instorting veroorzaakt door de gevolgen van vuur."

Ingenieurs onderzoeken bewijsmateriaal en trekken conclusies op basis van waarnemingen. Anderzijds streeft de beweging naar de 'onderdrukte realiteiten van 11 september' die hun missie zullen ondersteunen. Samenzweringstheorieën blijven bestaan ​​ondanks het bewijs.

Legacy on Building

Hoewel architecten ernaar streven veilige gebouwen te ontwerpen, willen ontwikkelaars niet altijd betalen voor overtollige betalingen om de resultaten van gebeurtenissen te verminderen die waarschijnlijk niet zullen plaatsvinden. De erfenis van 9/11 is dat nieuwbouw in de Verenigde Staten zich nu moet houden aan strengere bouwvoorschriften. Hoge kantoorgebouwen moeten duurzamer brandwerend zijn, extra nooduitgangen hebben en vele andere brandveiligheidsvoorzieningen. De gebeurtenissen van 9/11 veranderden de manier waarop we bouwen, op lokaal, staats- en internationaal niveau.

bronnen

• Nationaal instituut voor normen en technologie (NIST). Eindrapport over de ineenstorting van de World Trade Center-torens. NIST NCSTAR 1. september 2005.
• Federaal Agentschap voor noodbeheer (FEMA). World Trade Center Building Performance Study, FEMA 403 september 2002.
• Bazant, Zdenek P .; Le, Jia-Liang; Greening, Frank R .; Benson, David B. "Wat deed en veroorzaakte geen instorting van WTC Twin Towers in New York." Journal of Engineering Mechanics ASCE, Vol. 134 (2008), p. 15.
• Griffin, Dr. David Ray. "De vernietiging van het World Trade Center: waarom de officiële rekening niet waar kan zijn." 26 januari 2006.