Waarom de torens van het World Trade Center op 9/11 vielen
11 september 2001 in New York.
Robert Giroux/Getty Images
In de jaren sinds de terroristische aanslagen in New York City hebben individuele ingenieurs en commissies van deskundigen dehet verfrommelen van de tweelingtorens van het World Trade Center. Door de vernietiging van het gebouw stap voor stap te onderzoeken, leren experts hoe gebouwen falen en ontdekken ze manieren om sterkere structuren te bouwen door de vraag te beantwoorden: waardoor de Twin Towers vielen?
Vliegtuigimpact
Wanneergekaapte commerciële vliegtuigenbestuurd door terroristen sloeg de Twin Towers, ongeveer 10.000 gallons (38 kiloliter) vliegtuigbrandstof gevoed een enorme vuurbal. Maar de impact van het Boeing 767-200ER-vliegtuig en de vlammenzee deden de torens niet meteen instorten. Zoals de meeste gebouwen hadden de Twin Towers een redundant ontwerp, wat betekent dat wanneer het ene systeem faalt, een ander de last draagt.
Elk van de tweelingtorens had 244 kolommen rond een centrale kern die de liften, trappenhuizen, mechanische systemen en nutsvoorzieningen huisvestte. In dit buisvormige ontwerpsysteem konden andere kolommen het gebouw nog ondersteunen wanneer sommige kolommen beschadigd raakten.
'Na de impact werden de vloerbelastingen die oorspronkelijk werden ondersteund door de buitenste kolommen in compressie, met succes overgebracht naar andere belastingspaden', schreven onderzoekers voor het officiële rapport van het Federal Emergency Management Agency (FEMA). 'Het grootste deel van de belasting die wordt gedragen door de falende kolommen wordt verondersteld te zijn overgebracht naar aangrenzende perimeterkolommen door het Vierendeel-gedrag van het buitenmuurframe.'
Belg burgerlijk ingenieur Arthur Vierendeel (1852-1940) staat bekend om het uitvinden van een verticaal rechthoekig metalen raamwerk dat de afschuiving anders verschuift dan diagonale driehoekige methoden.
De impact van het vliegtuig en andere vliegende objecten:
- Gecompromitteerd de isolatie die het staal beschermde tegen hoge hitte
- Beschadigde de sprinklerinstallatie van het gebouw
- Snijd en sneed veel van de binnenkolommen en beschadigde anderen
- De bouwbelasting verschoven en herverdeeld over kolommen die niet onmiddellijk werden beschadigd
De verschuiving plaatste sommige kolommen onder 'verhoogde staten van stress'.
Hitte van vuur
Zelfs als de sprinklers hadden gewerkt, hadden ze niet genoeg druk kunnen uitoefenen om de brand te stoppen. Gevoed door de spray van vliegtuigbrandstof , werd de hitte intens. Het is geen troost om te beseffen dat elk vliegtuig minder dan de helft van zijn volledige capaciteit van 23.980 US gallons brandstof aan boord had.
Vliegtuigbrandstof brandt bij 800 tot 1.500 graden Fahrenheit. Deze temperatuur is niet heet genoeg om constructiestaal te smelten. Maar ingenieurs zeggen dat om de torens van het World Trade Center in te storten, de stalen frames niet hoefden te smelten - ze moesten alleen wat van hun structurele sterkte verliezen door de intense hitte. Staal verliest ongeveer de helft van zijn sterkte bij 1200 Fahrenheit . Staal wordt ook vervormd en zal knikken wanneer de hitte geen uniforme temperatuur heeft. De buitentemperatuur was veel koeler dan de brandende vliegtuigbrandstof binnen. Op video's van beide gebouwen was te zien dat de omtrekkolommen naar binnen waren gebogen als gevolg van het doorzakken van verwarmde spanten op veel verdiepingen.
Instortende vloeren
De meeste branden beginnen in één gebied en verspreiden zich dan. Omdat het vliegtuig de gebouwen schuin raakte, sloegen de branden door de impact vrijwel onmiddellijk over meerdere verdiepingen. Toen de verzwakte vloeren begonnen te buigen en vervolgens instortten, pannen ze zich in. Dit betekent dat de bovenste verdiepingen op de lagere verdiepingen neerstortten met toenemend gewicht en momentum, waarbij elke volgende verdieping eronder werd verpletterd.
'Toen de beweging eenmaal begon, viel het hele deel van het gebouw boven het impactgebied in een eenheid, waardoor een luchtkussen eronder werd geduwd', schreven onderzoekers van het officiële FEMA-rapport. 'Terwijl dit luchtkussen door het inslaggebied duwde, werden de branden gevoed door nieuwe zuurstof en naar buiten geduwd, waardoor de illusie ontstond van een secundaire explosie.'
Door het gewicht van de bouwkracht van de dalende vloeren begaven de buitenmuren. Onderzoekers schatten dat de 'lucht die door het instorten van de zwaartekracht uit het gebouw wordt geworpen, dicht bij de grond een snelheid van bijna 800 km/u moet hebben bereikt.' Tijdens de instorting waren luide knallen te horen. Ze werden veroorzaakt door schommelingen in de luchtsnelheid die de geluidssnelheid bereikten.
Waarom ze plat werden?
Vóór de terroristische aanslag waren de Twin Towers 110 verdiepingen hoog. Gemaakt van lichtgewicht staal rond een centrale kern, deTorens van het World Trade Centerwaren 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 Twin Towers werden gebouwd tussen 1966 en 1973 . Geen enkel gebouw dat destijds werd gebouwd, 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 het aantal slachtoffers bij toekomstige rampen te minimaliseren.
Toen de Twin Towers werden gebouwd, kregen de bouwers enkele vrijstellingen van de bouwvoorschriften van New York. Door de vrijstellingen konden de bouwers lichtgewicht materialen gebruiken, zodat de wolkenkrabbers grote hoogten konden bereiken. Volgens Charles Harris, auteur van 'Engineering Ethics: Concepts and Cases', zouden er op 9/11 minder mensen zijn omgekomen als de Twin Towers het type brandwering hadden gebruikt dat vereist was door oudere bouwvoorschriften.
Anderen zeggen dat de architectueel ontwerp daadwerkelijk levens gered. Deze wolkenkrabbers waren ontworpen met redundanties - anticiperend dat een klein vliegtuig per ongeluk de huid van de wolkenkrabber zou kunnen binnendringen en dat het gebouw niet zou vallen door dat soort ongeval.
Beide gebouwen weerstonden de onmiddellijke impact van de twee grote vliegtuigen op weg naar de westkust op 9/11. De noordelijke toren werd om 8.46 uur ET geraakt, tussen de verdiepingen 94 en 98 – het stortte pas om 10.29 uur in, waardoor de meeste mensen één uur en 43 minuten de tijd hadden om te evacueren. Zelfs de zuidelijke toren kon een opmerkelijke 56 minuten staan nadat hij om 9.03 uur ET was geraakt. De tweede jet raakte de zuidelijke toren op de lagere verdiepingen, tussen de verdiepingen 78 en 84, waardoor de wolkenkrabber eerder in gevaar kwam 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 aan theorieën beginnen te twijfelen. Ze kunnen bewijs opnieuw interpreteren en verklaringen geven 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 had van een 'gecontroleerde sloop'. De scène in Lower Manhattan op 9/11 was nachtmerrieachtig, en in de chaos putten mensen uit ervaringen uit het verleden om te bepalen wat er gebeurde. Sommige mensen geloven dat de Twin Towers zijn neergehaald door explosieven, maar anderen vinden geen bewijs voor dit geloof. In het Journal of Engineering Mechanics ASCE schrijven onderzoekers dat 'de beschuldigingen van gecontroleerde sloop absurd zijn' en dat de torens 'mislukten als gevolg van door zwaartekracht aangedreven progressieve ineenstorting veroorzaakt door de effecten van vuur'.
Ingenieurs onderzoeken bewijs en trekken conclusies op basis van observaties. Aan de andere kant zoekt de Beweging de 'onderdrukte realiteiten van 11 september' die hun missie zullen ondersteunen. Samenzweringstheorieën hebben de neiging om door te gaan ondanks het bewijs.
Nalatenschap bij het bouwen
Terwijl architecten ernaar streven veilige gebouwen te ontwerpen, willen ontwikkelaars niet altijd betalen voor overtollige overtolligheden om de gevolgen van gebeurtenissen die waarschijnlijk niet zullen plaatsvinden, te beperken. De erfenis van 9/11 is dat nieuwbouw in de Verenigde Staten nu moet voldoen aan strengere bouwvoorschriften. Hoge kantoorgebouwen moeten duurzamere brandwerendheid, extra nooduitgangen en vele andere brandveiligheidsvoorzieningen hebben. De gebeurtenissen van 9/11 hebben de manier waarop we bouwen veranderd, op lokaal, staats- en internationaal niveau.
Aanvullende bronnen
- Griffioen, David Ray. 'De vernietiging van het World Trade Center: waarom het officiële verslag niet waar kan zijn.' 26 januari 2006.