Miért omlottak össze a World Trade Center H-Metal tornyai?
Az ikertornyok összeomlása Világ kereskedelmi Központ (WTC) 2001. szeptember 11-én ugyanolyan hirtelen volt, mint drámai; e hatalmas épületek teljes megsemmisítése szinte mindenkit sokkolt. Még ma is széles körben elterjedtek a találgatások arról, hogy az épületek szerkezeti hiányosságok voltak, az acéloszlopok megolvadtak, vagy a tűzoltó berendezések nem működtek. A tény és a fikció elkülönítése érdekében megpróbáltuk számszerűsíteni az összeomlás különböző részleteit.
A tornyokat az 1960-as évek közepétől az 1970-es évek elejéig tervezték és építették, amelyek új megközelítést jelentettek felhőkarcoló azzal, hogy a program felgyorsítása és a költségek csökkentése érdekében nagyon könnyűnek és moduláris építési módszereknek kellett lenniük.
Mindegyik torony magassága meghaladta az utcaszint felett 411 m-t, a szint alatt pedig 21 m-t. Az építmények magasság-szélesség aránya 6,8 volt. A szerkezet teljes tömege körülbelül 500 000 t volt, de a gravitációs terhelés helyett a szélnyomás dominálta a tervet. Az épület egy hatalmas vászon, amelynek ellenállnia kell egy 225 kilométer per órás orkánnak. A WTC tornyokat úgy tervezték, hogy ellenálljanak a 2 kPa szélterhelésnek - a teljes oldalterhelés 5000 t.
Az előzetes jelentések megjegyezték, hogy az épületek mennyire bírják a repülőgép kezdeti hatását. Amikor azonban felismerik, hogy a tornyok több mint 1000-szer nagyobbak voltak, mint a repülőgép súlya, és úgy tervezték őket, hogy ellenálljanak a repülőgép tömegének 30-szorosának megfelelő állandó szélterhelésnek, ez a képesség a kezdeti hatások ellenállására egyáltalán nem meglepő.
Míg a repülőgép hatása kétségtelenül sok WTC oszlopot elpusztított, a kezdeti ütközés során elveszett oszlopok száma nem volt nagy, és a terheléseket a fennmaradó oszlopokra helyezték át. Ugyanolyan vagy még nagyobb jelentőségű volt a robbanás, amely az ütközés során következett be. Az ezt követő tűz egyértelműen a baleset fő oka volt.
Ismeretes, hogy szerkezeti acél 425 ° C körül kezd lágyulni, és 650 ° C-on elveszíti ellenállásának mintegy felét. De még az 50% -os ellenállásveszteség sem elégséges a WTC összeomlásának magyarázatához.
A további problémát az égő acél deformációja okozta. A tűz hőmérséklete nem mindenhol volt egyenletes. Tekintettel az acél hőtágulására, 150 ° C hőmérséklet-különbség egyik pontról a másikra maradékfeszültségeket eredményez a hatásfok szintjén. Ez deformációkat eredményezett a szerkezeti acélban. Így az acél meghibásodását két tényező okozta: a tűz hőmérséklete miatti szilárdságvesztés és az egyenetlen hőmérsékletnek kitett acél deformációja miatt bekövetkező szerkezeti integritásvesztés.
A Világkereskedelmi Központot nem helyesen tervezték meg. Egyetlen WTC-tervező sem számított, sem nem számított volna ekkora Molotov-koktélra az épület egyik emeletén. A felhőkarcolókat úgy tervezték, hogy három órán át ellenálljanak a tűznek, még akkor is, ha a sprinkler rendszer nem működik. Ennek az időnek elég hosszúnak kell lennie ahhoz, hogy kiürítse az épület lakóit. WTC tornyok a tervezettnél kevesebb ideig tartottak, mert az üzemanyag-terhelés olyan magas volt. Nincs olyan normál tűz egy irodaházban, amely másodpercek alatt 4000 négyzetméter területet fedne le, amint a WTC tűz keletkezett. Általában akár egy órát is igénybe vehet a teljes felületen való eloszlása. Nagyon nagy tűzzel volt dolgunk, amely gyorsan előrehaladt.
Szinte minden nagy épület olyan kialakítású, amely lehetővé teszi egy elsődleges szerkezeti elem, például egy oszlop elvesztését. Amikor azonban több tag enged be, a feladatok végül kihatnak a szomszédos tagokra, és az összeomlás dominóhatásként jelentkezik.
Hogyan keresztirányú gerendák a tűz által leginkább érintett két emelet közül engedett, és a külső oszlopok kifelé kezdtek mozogni, a fölöttük lévő padlók is leestek. Az alatta lévő padló (amelynek kapacitása 1300 t támogatta) nem tudta alátámasztani azt a körülbelül 45 000 tonnát, amely az emeletekről összeomlott. Ez okozta a dominóhatást, amelynek következtében az épületek tíz másodperc alatt összeomlottak, körülbelül 200 kilométer per órás sebességgel.