Kolaps Světového obchodního centra - Collapse of the World Trade Center

Souřadnice : 40 ° 42'42 "N 74 ° 00'48" W / 40,71167 ° N 74,01333 ° W / 40,71167; -74,01333

Kolaps jižní věže Světového obchodního centra z Williamsburgu v Brooklynu

Ke kolapsu Světového obchodního centra došlo během teroristických útoků z 11. září 2001 poté, co byla Twin Towers zasažena dvěma unesenými komerčními letadly. Jedno světové obchodní centrum (WTC 1 nebo Severní věž) bylo zasaženo v 8:46 východního času a zhroutilo se v 10:28. Dvě Světové obchodní centrum (WTC 2 nebo Jižní věž) bylo zasaženo v 9:03 a se zhroutil v 9:59 hod. Výsledné úlomky vážně poškodily nebo zničily více než tucet dalších přilehlých a blízkých struktur, což nakonec vedlo ke zhroucení 7 Světového obchodního centra v 17:21 hodin Při nehodách, požárech bylo zabito celkem 2 763 lidí a následné kolapsy, včetně 2 192 civilistů , 343 hasičů a 71 strážců zákona, jakož i všech cestujících a členů posádky letadel, mezi nimiž bylo 147 civilistů a 10 únosců .

V září 2005 Národní institut pro standardy a technologie (NIST) zveřejnil výsledky svého vyšetřování kolapsu . Vyšetřovatelé neshledali na konstrukci dvojitých věží nic nestandardního s tím, že závažnost útoků přesahovala cokoli, co se v minulosti v budovách vyskytovalo. Za hlavní příčinu kolapsů určili požáry, přičemž zjistili, že prověšené podlahy se stáhly dovnitř na obvodové sloupy, což způsobilo, že se uklonili a poté se připoutali. Jakmile se horní část budovy začala pohybovat dolů, totálnímu postupnému kolapsu se nedalo zabránit.

Vyčištění stránek Světového obchodního centra zahrnovalo nepřetržitý provoz a stálo stovky milionů dolarů. Některé okolní stavby, které nebyly letouny zasaženy, přesto utrpěly značné škody a vyžadovaly jejich stržení. Demolice okolních poškozených budov pokračovala, i když pokračovala nová výstavba výměny Twin Towers, nového One World Trade Center , které bylo otevřeno v listopadu 2014.

Pozadí

Po dokončení v roce 1973 byly Twin Towers krátce nejvyššími budovami na světě a v době teroristických útoků byly stále v první pětce. One World Trade Center (WTC 1) „Severní věž“ byla ve výšce 1 368 stop (417 m) o šest stop vyšší než Two World Trade Center (WTC 2) „jižní věž“, která stála 1 362 stop (415 m) vysoká . V době útoků byly vyšší pouze tehdy nedávno dokončené Petronas Towers v Kuala Lumpur , Malajsie a Willis Tower (známá tehdy jako Sears Tower) v Chicagu. Postavené s novým designem, který maximalizoval vnitřní prostor, měly věže vysoký poměr pevnosti k hmotnosti, protože využívaly nový design „rámové trubky“, který vyžadoval o 40 procent méně oceli než tradiční mrakodrapy s ocelovými rámy. Kromě toho, na vrcholu WTC 1 stála 362 stop (110 m) telekomunikační anténa, která byla postavena v roce 1978, čímž se celková výška věže zvýšila na 1730 stop (530 m), ačkoli jako nestrukturální doplněk nebyla anténa oficiálně započítána.

Strukturální design

Schéma znázorňující systém příhradových nosníků a betonovou podlahu na ocelových pánvích

Věže byly navrženy jako rámové trubkové konstrukce, které poskytovaly nájemníkům otevřené půdorysy nepřerušované sloupy nebo zdmi. Budovy byly čtvercové a 207 stop (63 m) na každé straně, ale měly zkosené rohy 6 ft 11 v (2,11 m) v rozích, takže exteriér každé budovy byl zhruba 210 stop (64 m) široký. Četné, těsně rozmístěné obvodové sloupy poskytovaly konstrukci velkou část pevnosti spolu s gravitačním zatížením sdíleným se sloupky ocelové skříně jádra. Nad desátým patrem bylo po každé ploše budovy 59 obvodových sloupů rozmístěných ve středu 1,02 m. Zatímco věže byly čtvercové, vnitřní jádra byla obdélníková a byla podepřena 47 sloupy, které vedly po celé výšce každé věže. Všechny výtahy a schodiště byly umístěny v jádře a mezi ním a obvodem byl ponechán velký prostor bez sloupů, který byl přemostěn prefabrikovanými podlahovými vazníky. Protože jádro bylo obdélníkové, vytvořilo to dlouhou a krátkou vzdálenost k obvodovým sloupům.

Podlahy se skládaly ze 4 palců (10 cm) lehkých betonových desek položených na skládané ocelové palubě. Mřížka lehkých přemosťujících vazníků a hlavních vazníků nesla podlahy smykovými spoji s betonovou deskou pro kompozitní působení . Krovy měly rozpětí 60 stop (18 m) v oblastech s dlouhým rozpětím a 35 stop (11 m) v oblasti s krátkým rozpětím. Krovy připojené k obvodu na střídavých sloupcích, a proto byly na 6,8 ft (2,1 m) středy. Horní akordy vazníků byly přišroubovány k sedlům přivařeným k spandrelům na obvodové straně a k kanálu přivařenému k vnitřním boxovým sloupům na straně jádra. Podlahy byly připojeny k obvodovým parapetním deskám viskoelastickými tlumiči, což pomohlo snížit množství houpání, které pociťovali obyvatelé budov.

Věže také obsahovaly „příhradový vazník“ nebo „příhradový vazník“ umístěný mezi 107. a 110. patrem, který sestával ze šesti vazníků podél dlouhé osy jádra a čtyř podél krátké osy. Tento příhradový systém umožnil optimalizované přerozdělení zátěže podlahových membrán mezi obvod a jádro, se zlepšeným výkonem mezi různými materiály pružné oceli a tuhého betonu, což umožnilo momentovým rámům přenést se do komprese na jádro, což také většinou podporovalo přenosovou věž. Tyto vazníky byly instalovány v každé budově na podporu budoucích přenosových věží, ale pouze severní věž byla nakonec vybavena jednou.

Hodnocení dopadu letadla

Letecká ohnivá koule se vynoří ze severní strany WTC 2 bezprostředně po nárazu. Kouř z požárů je vidět přicházející ze severní strany WTC 1 vpravo.

Ačkoli byly před jejich dokončením provedeny požární studie a dokonce i analýza dopadů nárazů nízkootáčkových proudových letadel, plný rozsah těchto studií již neexistuje. Nicméně, protože oheň nikdy předtím nezpůsobil kolaps mrakodrapu a při jejich návrhu se počítalo s dopady letadel, jejich zničení bylo pro některé v inženýrské komunitě zpočátku překvapením.

Statičtí inženýři pracující na Světovém obchodním centru zvažovali možnost, že by do budovy mohlo narazit letadlo. V červenci 1945 B-25 bombardér , který se ztratil v mlze se zřítil do 79. patra na Empire State Building . O rok později narazil do budovy 40 Wall Street Expeditor C-45F . Opět se věřilo, že faktorem srážky byla mlha. Leslie Robertson , jeden z hlavních inženýrů pracujících na návrhu Světového obchodního centra, uvedl, že zvažoval scénář dopadu Boeingu 707 , který by se mohl ztratit v mlze a létat relativně nízkou rychlostí při hledání přistání na buď letiště JFK, nebo Newark . V rozhovoru pro BBC dva měsíce poté, co se budova zřítila, Robertson tvrdil, že „u 707 nebylo při návrhu uvažováno s palivovým nákladem, nevím, jak by to mohlo být uvažováno“. V rozhovoru Robertson uvedl, že hlavní rozdíl mezi konstrukčními studiemi a událostí, která nakonec způsobila kolaps věží, byla kvůli rychlosti nárazu, což výrazně zvýšilo absorbovanou energii a během stavebního procesu se s tím nikdy nepočítalo.

Během vyšetřování kolapsu National Institute of Standards and Technology (NIST) získal třístránkovou bílou knihu, která uváděla, že budovy přežijí náraz letadla Boeing 707 nebo DC 8 letící rychlostí 970 km/h ). V roce 1993 John Skilling , vedoucí statik WTC, během rozhovoru provedeného po bombardování Světového obchodního centra v roce 1993 poznamenal: „Naše analýza ukázala, že největším problémem bude skutečnost, že veškeré palivo (z letadla) bude odhozeno do Budova. Bude hrozný požár. Mnoho lidí bude zabito, “řekl. „Struktura budovy by tam stále byla.“ Ve své zprávě NIST uvedla, že technická schopnost provádět přísnou simulaci dopadu letadla a následných požárů je nedávným vývojem a že technická schopnost takové analýzy by byla v 60. letech 20. století značně omezená. Ve své závěrečné zprávě o kolapsu NIST uvedla, že nenašla žádnou dokumentaci, která by zkoumala dopad vysokorychlostního proudového letadla ani rozsáhlého požáru poháněného leteckým palivem.

Protipožární

Až do poloviny 70. let 20. století bylo ve stavebnictví rozšířeno používání azbestu pro protipožární ochranu . V dubnu 1970 však newyorské městské ministerstvo leteckých zdrojů nařídilo dodavatelům vybudovat Světové obchodní centrum, aby zastavilo stříkání azbestu jako izolačního materiálu.

Po bombardování v roce 1993 shledaly inspekce požární izolaci jako nedostatečnou. Před zřícením vlastníci věží, Port Authority of New York a New Jersey , dokončovali protipožární ochranu, ale byla dokončena pouze na 18 podlažích v 1 WTC, včetně všech podlaží ovlivněných nárazem letadla. a požáry, a na 13 patrech ve 2 WTC, ačkoli žádný nebyl přímo ovlivněn nárazem letadla.

NIST dospěl k závěru, že náraz letadla odstranil významnou část protipožární izolace, což přispělo ke kolapsu budov. Ve WTC 1 náraz svlékl izolaci ze 43 ze 47 jádrových sloupů na více než jednom podlaží a také z příhradových vazníků na prostoru 5 600 m ² (60 000 čtverečních stop ). Ve WTC 2 náraz odstranil izolaci z 39 ze 47 sloupů na více podlažích a z příhradových vazníků na ploše 7 400 m ² (80 000 čtverečních stop ).

Po kolapsu Leslie Robertson uvedl: „Podle našich nejlepších znalostí bylo málo známo o účincích požáru z takového letadla a na tuto okolnost nebyly připraveny žádné návrhy. Skutečně v té době nebyly k dispozici žádné protipožární systémy. kontrolovat účinky takových požárů “.

11. září 2001

Místa dopadu na 1 a 2 WTC ukazující přibližný úhel dopadu a zarovnání jader s exteriérem každé věže.

Nárazy letadel a následné požáry

Během útoků z 11. září unesly čtyři týmy teroristů z Al-Káidy čtyři různá dopravní letadla. Dva z těchto letadel, let American Airlines 11 a let United Airlines 175 , oba Boeing 767 , byly uneseny po startu z bostonského mezinárodního letiště Logan . V posledních chvílích let společnosti American Airlines letěl na jih nad Manhattan a v 8:46 narazil rychlostí asi 710 km/h do severní fasády Severní věže (WTC 1), přičemž dopadl mezi 93. a 99. patrem . O sedmnáct minut později se let 175 společnosti United Airlines přiblížil z jihozápadu přes přístav New York a narazil v 9:03 mezi jižní 77. a 85. podlaží rychlostí 870 km/ h na jižní fasádu Jižní věže (WTC 2). h).

Kromě odříznutí mnoha nosných sloupů na obvodu a způsobení dalších strukturálních škod zapálily nárazy tisíce galonů leteckého paliva, což následně zapálilo kancelářské hořlaviny. Při počátečním nárazu a následné ohnivé kouli byla spotřebována asi jedna třetina paliva. Část paliva při nárazu putovala po nejméně jedné výtahové šachtě a explodovala v 78. patře Severní věže a také v hlavní hale. Lehká konstrukce a dutá povaha konstrukcí umožňovaly tryskovému palivu proniknout daleko dovnitř věží a současně zapálit mnoho velkých požárů v široké oblasti zasažených podlah. Palivo z letadel hořelo maximálně několik minut, ale obsah budov hořel další hodinu nebo hodinu a půl.

Nouzová reakce a evakuace

Jižní věž v plamenech

Téměř všechna úmrtí v Twin Towers se odehrála v zónách nad body nárazu letadla. Když byla severní věž zasažena přímo uprostřed budovy, tři schodiště v jádru věže byla poškozena nebo zablokována úlomky, které bránily úniku do nižších pater. V jižní věži byl náraz mírně mimo střed centrální části věže a schodiště A v severozápadní části centrálního jádra bylo blokováno pouze částečně a 14 až 18 civilistům se podařilo uprchnout z místa nárazu letadla a patra nad tím. Přesná čísla o tom, kdo zahynul a kde v některých případech není přesně známa; zpráva Národního institutu pro standardy a technologie však uvedla, že celkem 1 402 civilistů zahynulo v bodě nárazu v severní věži nebo nad ním, přičemž stovky podle odhadů byly zabity v okamžiku nárazu. V jižní věži zahynulo 614 civilistů v zasažených podlahách a nad nimi. V patrech pod body dopadu došlo k více než 200 civilním smrtelným nehodám, ale zahynulo všech 147 civilních cestujících a členů posádky dvou letadel a také všech 10 teroristů spolu s nejméně 18 lidmi na zemi a v přilehlých strukturách.

Celkově bylo řečeno, mezi nouzovým personálem zabitým při kolapsu bylo 343 členů hasičského sboru v New Yorku (FDNY), 71 policistů včetně 23 členů policejního oddělení New York City (NYPD), 37 členů policejního oddělení přístavního úřadu ( PAPD), pět členů newyorského státního úřadu pro vymáhání daní (OTE), tři důstojníci newyorského státního úřadu pro soudní správu (OCA), jeden požární maršál hasičského sboru v New Yorku (FDNY), který složil přísahu donucovací pravomoci (a byl také mezi 343 zabitými členy FDNY), jedním členem Federálního úřadu pro vyšetřování (FBI) a jedním členem americké tajné služby (USSS). Celkový počet mrtvých civilních i necivilních se odhaduje na 2 606 osob.

Kolaps

Zničení Dvojčat bylo nazýváno „nejslavnějším paradigmatem“ postupného kolapsu . Začali s lokálním selháním několika strukturálních komponent a postupovali tak, aby zahrnovali celou strukturu. Takové kolapsy jsou charakterizovány „oddělením konstrukčních součástí (včetně nenosných prvků), uvolněním gravitační energie a výskytem nárazových sil“. Svislá nárazová síla zajišťuje šíření, hlavní síly jsou rovnoběžné a primární přenos zatížení je sériový. Klíčový prvek ve struktuře, která selhala, byl tvořen kombinovanými „svislými nosnými prvky jednoho celého podlaží“. S výjimkou horních pater budovy, které by neuvolnily dostatečnou gravitační energii, aby došlo k úplnému kolapsu, mohly kolapsy začít selháním jakéhokoli příběhu.

Za těchto podmínek se věže zhroutily symetricky a víceméně rovně dolů, i když došlo k určitému naklonění vrcholů věží a značnému množství spadů do stran. V obou případech selhala část budovy, která byla poškozena letouny, což umožnilo spadnout podlahy nad nárazovou zónou na nepoškozenou konstrukci níže. Jak kolaps postupoval, byl vidět prach a úlomky, jak střílejí z oken několik pater pod postupující destrukcí, způsobenou náhlým přívalem vzduchu stlačeného pod klesajícími horními úrovněmi.

Během každého kolapsu zůstaly velké části obvodových sloupů a případně jader bez jakékoli boční opory, což způsobilo, že spadly bočně směrem ven, tlačené rostoucí hromadou suti. V důsledku toho se stěny odlepily a oddělily se od budov na velkou vzdálenost - v některých případech asi 150 stop (150 m) - zasáhly sousední budovy a začaly požáry, které později vedly ke zhroucení budovy 7. Některá spojení se přetrhla, když šrouby prasklo a nechalo mnoho panelů náhodně roztroušených. První fragmenty vnějších stěn zřícené Severní věže dopadly na zem 11 sekund po začátku kolapsu a části Jižní věže po 9 sekundách. Spodní části jader obou budov (60 příběhů WTC 1 a 40 příběhů WTC 2) zůstaly stát až 25 sekund po začátku počátečního kolapsu, než se také zhroutily.

Sbalit zahájení

Jednoduché znázornění kolapsu Severní věže

Poté, co letadla zasáhla budovy, ale než se budovy zřítily, jádra obou věží se skládala ze tří odlišných částí. Nad a pod nárazovou podlahou jádra sestávala z v podstatě dvou pevných krabic; ocel v těchto částech byla nepoškozená a nepodstoupila žádné významné zahřívání. Úsek mezi nimi však utrpěl značné škody, a přestože nebyly dostatečně horké, aby jej roztavily, požáry oslabovaly konstrukční ocel.

Výsledkem bylo, že jádrové sloupy byly pomalu drceny a udržovaly plastickou a dotvarovací deformaci od hmotnosti podlah nad nimi. Když se však horní část pokusila pohnout dolů, příhradový nosník přerozdělil zátěž na obvodové sloupy. Mezitím byly také žárem ohňů oslabovány obvodové sloupy a podlahy, a jak podlahy začaly klesat, stáhly vnější stěny dovnitř. "Následná ztráta svislé nosnosti byla omezena na několik pater, ale rozšířila se po celém průřezu každé věže." V případě 2 WTC se východní stěna nakonec podlomila, přenesla své zátěže zpět na selhávající jádro přes kloboukový vazník a zahájila kolaps. Později se jižní stěna 1 WTC prohnula stejným způsobem a s podobnými důsledky.

Totální progresivní kolaps

Strukturální systémy reagují velmi odlišně na statická a dynamická zatížení, a přestože věže byly navrženy tak, aby za normálních podmínek unesly obrovskou hmotnost, poskytovaly malý odpor pohybující se hmotě sekce nad poškozenými podlahami. V obou případech kolapsy začaly poklesem horní části o výšku alespoň jednoho příběhu (zhruba tři metry nebo deset stop), přesto pád pouze o půl metru (asi 20 palců) by uvolnil potřebnou energii zahájit nezastavitelný kolaps.

Odtud kolaps pokračoval dvěma fázemi. Během fáze rozdrcení horní blok zničil níže uvedenou strukturu v progresivní sérii selhání sloupců zhruba po jednom příběhu. Každá porucha začala nárazem horního bloku na sloupy dolního úseku, zprostředkovanou rostoucí vrstvou suti skládající se převážně z betonu z podlahových desek. Energie z každého nárazu byla „znovu zavedena do konstrukce při následném nárazu, ... soustředit se [d] do nosných prvků přímo ovlivněných nárazem“. To podlomilo sloupce příběhu bezprostředně pod postupující destrukcí až k dalšímu bodu boční podpory, obvykle krovy daného příběhu. Poté, co se sloupky zapnuly, byl blok opět nepodporovaný a propadl se vzdáleností tohoto příběhu, což opět mělo dopad na sloupce příběhu níže, které se poté připoutaly stejným způsobem.

To se opakovalo, dokud horní blok nedosáhl na zem a nezačala fáze rozdrcení . I zde sloupce přebíraly jeden příběh najednou, nyní začínají odspodu. Jak každý příběh selhal, zbývající blok propadl výškou příběhu, na další, který také rozdrtil, až se střecha nakonec dotkla země. Celý proces se zrychlil a ke konci byl každý příběh rozdrcen za méně než desetinu sekundy.

Kolaps jižní věže

Letecký pohled na místo po kolapsu s vyznačením umístění zřícených budov

Vzhledem k tomu, že požáry stále hořely, obyvatelé uvěznění v horních patrech Jižní věže poskytovali dispečerům 9-1-1 informace o podmínkách . V 9:37 ráno obyvatel ve 105. patře Jižní věže oznámil, že se pod ním zřítila podlaha „v devadesátém patře“. Letecká jednotka newyorského policejního oddělení také předávala informace o zhoršujícím se stavu budov policejním velitelům. Poté, co byl zasažen, uniklo z oblasti dopadu Jižní věže pouze 14 lidí (včetně Stanleyho Praimnatha , který viděl letadlo, které na něj mířilo ), a jen čtyři z pater nad ním. Utekli přes schodiště A, jediné schodiště, které zůstalo po nárazu nedotčené. Řada operátorů policejní horké linky, kteří přijímali hovory od jednotlivců uvnitř jižní věže, nebyli o situaci rychle informováni. Mnoho operátorů řeklo volajícím, aby nesestoupili z věže sami, přestože se nyní věří, že schodiště A bylo s největší pravděpodobností průchodné v místě nárazu i nad ním. V 9:52 hod. Letecká jednotka NYPD hlásila přes rádio, že „velké kusy mohou padat z vrcholu WTC 2. Visí tam velké kusy“. S varováním vydala NYPD rozkaz k evakuaci svých důstojníků. Během reakce na mimořádné události byla minimální komunikace mezi NYPD a newyorským hasičským sborem (FDNY) a zdrcení dispečeři 9-1-1 nepředávali informace velitelům FDNY na místě. V 9:59 ráno se jižní věž zhroutila, 56 minut poté, co byla zasažena.

Kolaps severní věže

Poté, co se Jižní věž zhroutila, vrtulníky NYPD předávaly informace o zhoršujících se podmínkách Severní věže. V 10:20 hod. Letecká jednotka NYPD oznámila, že „vrchol věže se může naklánět“, a o minutu později hlásila, že Severní věž „se vzpírá na jihozápadním rohu a naklání se na jih“. V 10:28 hod. Letecká jednotka oznámila, že „střecha velmi brzy spadne“ a Severní věž se skutečně zhroutila bezprostředně poté, v 10:28, poté, co hořela 102 minut.

Poté, co se Jižní věž zřítila, velitelé FDNY vydali rozkaz k evakuaci hasičů v Severní věži. Kvůli problémům s rádiovou komunikací hasiči uvnitř věží neslyšeli evakuační příkaz od svých nadřízených na místě a většina z nich nevěděla, že se druhá věž zřítila. V důsledku zřícení budov zemřelo ve Twin Towers tři sta čtyřicet tři hasičů. Nikdo nedokázal uniknout Severní věži z nárazové zóny nebo výše, protože všechna schodiště a výtahové šachty v těchto patrech byly zničeny nebo zablokovány. Srážející se věže vytvářely obrovské mraky trosek a prachu, které obklopily dolní Manhattan; lehký prach dosáhl až k Empire State Building , vzdálenému 4,72 km (4,93 km).

Zřícení budovy 7

Části vnějšího pláště Severní věže se opírají o zbytky 6 WTC, které při zhroucení Severní věže utrpěly obrovské škody. Pozůstatky 7 WTC jsou vpravo nahoře

Když se severní věž zřítila, zasáhly 7 World Trade Center těžké trosky, které způsobily poškození jižní stěny budovy a začaly požáry, které hořely celé odpoledne. Strukturální poškození došlo v jihozápadním rohu mezi podlažími 7 a 17 a na jižní fasádě mezi podlahou 44 a střechou; další možná strukturální poškození zahrnují velkou svislou štěrbinu poblíž středu jižní fasády mezi podlažími 24 a 41. Budova byla vybavena sprinklerovým systémem , ale měla mnoho jednobodových zranitelností pro selhání: sprinklerový systém vyžadoval ruční spuštění elektrického požární čerpadla, spíše než plně automatický systém; ovládací prvky na úrovni podlahy měly jediné připojení ke stoupačce vody postřikovače; a sprinklerový systém vyžadoval určitý výkon pro požární čerpadlo na dodávku vody. Také tlak vody byl nízký, s malým nebo žádným množstvím vody k napájení postřikovačů.

Kouř z požárů viditelný ve WTC 7 v horním středu, než se zhroutil.

Někteří hasiči vstoupili do 7 World Trade Center, aby prohledali budovu. Pokusili se uhasit malé ohnivé kapsy, ale nízký tlak vody bránil jejich úsilí. Požáry hořely do odpoledne v 11. a 12. patře 7 World Trade Center, plameny viditelné na východní straně budovy. Odpoledne byl oheň vidět také na patrech 6–10, 13–14, 19–22 a 29–30. Zejména požáry v patrech 7 až 9 a 11 až 13 se v průběhu odpoledne stále vymkly kontrole. Přibližně ve 14:00 si hasiči všimli vyboulení v jihozápadním rohu 7 World Trade Center mezi 10. a 13. patrem, což je známka toho, že budova je nestabilní a může se zřítit na jednu stranu nebo se „zhroutit“. Během odpoledne hasiči také zaslechli skřípavé zvuky vycházející z budovy a vydali nejisté zprávy o škodách v suterénu. Kolem 15:30 hod. Šéf FDNY Daniel A. Nigro se rozhodl kvůli obavám o bezpečnost personálu zastavit záchranné operace, odstraňování povrchu a prohledávání povrchu trosek poblíž 7 World Trade Center a evakuovat oblast. V 17:20:33 EDT 11. září 2001 se 7 World Trade Center začalo hroutit s rozpadem východního mechanického penthouse, zatímco v 17:21:10 EDT se celá budova úplně zhroutila. S kolapsem nebyly spojeny žádné oběti .

Když 7 World Trade Center zhroutil, sutiny způsobily značné škody a kontaminaci na městské části Manhattan Community College ‚s Fiterman Hall budovy, která se nachází v sousedství 30 West Broadway, do té míry, že stavba nebyla zachránit. V srpnu 2007 byla Fiterman Hall naplánována na demontáž. Revidovaný plán požadoval demolici v roce 2009 a dostavbu nové Fiterman Hall v roce 2012 za cenu 325 milionů dolarů. Budova byla nakonec zbořena v listopadu 2009 a výstavba její výměny byla zahájena 1. prosince 2009. Sousední budova Verizon, budova ve stylu Art Deco postavená v roce 1926, měla rozsáhlé poškození východní fasády v důsledku kolapsu 7 World Trade Center, ačkoli byla úspěšně obnovena za cenu 1,4 miliardy USD.

Ostatní budovy

Sféra viděná 10 dní po útocích

Mnoho okolních budov bylo při pádu věží také poškozeno nebo zničeno. 5 WTC vydržel velký požár a částečný kolaps jeho ocelové konstrukce a byl stržen. Mezi další zničené budovy patří řecká pravoslavná církev svatého Mikuláše , Marriott World Trade Center (Marriott Hotel 3 WTC), South Plaza (4 WTC) a americké celnice (6 WTC). Budovy Světového finančního centra, 90 West Street a 130 Cedar Street utrpěly požáry. Deutsche Bank Building je Verizon Building a Světové finanční centrum 3 měl poškození nárazem od zhroucení věží, stejně jako 90 West Street. Jeden Liberty Plaza přežil strukturálně neporušený, ale utrpěl poškození povrchu včetně rozbitých oken. 30 West Broadway byl poškozen zřícením 7 WTC. Budova Deutsche Bank, která byla po 11. září zahalena ve velkém černém „plášti“, aby pokryla poškození budovy, byla dekonstruována kvůli vodě, plísním a dalším vážným škodám způsobeným zřícením sousedních věží. Při kolapsu bylo zničeno mnoho uměleckých děl .

Vyšetřování

Počáteční názory a analýzy

Místa dopadu pro 1 WTC (vpravo) a 2 WTC (vlevo)

Bezprostředně po útocích hovořila s médii řada statiků a odborníků, kteří popsali, co podle nich způsobilo zhroucení věží. Abolhassan Astaneh-Asl , profesor stavebního inženýrství na Kalifornské univerzitě v Berkeley , vysvětlil, že vysoké teploty v ohni oslabily ocelové nosníky a sloupy, což způsobilo, že se staly „měkkými a kašovitými“, a nakonec nebyli schopni podporovat struktura výše. Astaneh-Asl také navrhl, aby se protipožární izolace uvolnila během počátečních nárazů letadla. Vysvětlil také, že jakmile došlo k počátečnímu strukturálnímu selhání, bylo nevyhnutelné postupné zhroucení celé struktury. César Pelli , který navrhl Petronas Towers v Malajsii a Světové finanční centrum v New Yorku, poznamenal: „Na tento druh stresu není připravena žádná budova“.

13. září 2001 rozeslal Zdeněk P. Bažant , profesor stavebního inženýrství a materiálových věd na Northwestern University , návrh příspěvku s výsledky jednoduché analýzy kolapsu Světového obchodního centra. Bažant navrhl, že teplo z požárů bylo klíčovým faktorem, který způsobil, že ocelové sloupy v jádru i na obvodu zeslábly a docházelo k jejich deformaci, než ztratily nosnost a vzpěr. Jakmile se více než polovina sloupů na určitém patře podlomila, stropní konstrukci již nebylo možné podepřít a došlo k úplnému zhroucení struktur. Bažant později publikoval rozšířenou verzi této analýzy. Další analýzy provedli stavební inženýři MIT Oral Buyukozturk a Franz-Josef Ulm , kteří také popsali mechanismus kolapsu 21. září 2001. Později přispěli do sbírky papírů MIT o kolapsu WTC, kterou upravil Eduardo Kausel s názvem The Towers Lost and Kromě toho .

Bezprostředně po kolapsu došlo k určitému zmatku ohledně toho, kdo měl pravomoc provést oficiální vyšetřování. Přestože existují jasné postupy pro vyšetřování leteckých nehod, nebyla předem jmenována žádná agentura, která by vyšetřovala kolapsy budov. Tým byl rychle sestaven Institutem strukturálních inženýrů Americké společnosti stavebních inženýrů vedeným W. Gene Corleyem , senior viceprezidentem CTLGroup . Zapojil také Americký institut pro ocelové konstrukce , Americký betonový institut , Národní asociaci požární ochrany a Společnost inženýrů požární ochrany . ASCE nakonec pozvala FEMA, aby se připojila k vyšetřování, které bylo dokončeno pod záštitou posledně jmenovaného.

Vyšetřování bylo kritizováno některými inženýry a zákonodárci v USA. Málo finančních prostředků, žádnou pravomoc požadovat důkazy a omezený přístup na stránky WTC. Jedním z hlavních sporných bodů v té době bylo, že vyčištění areálu WTC mělo za následek zničení většiny ocelových komponent budov. Když NIST zveřejnila svou závěrečnou zprávu, zaznamenala „nedostatek fyzických důkazů“, které měla k dispozici k vyšetřování kolapsů. Po dokončení úklidu zbývalo k analýze pouze zlomek procenta budov: přibližně 236 jednotlivých kusů oceli, přestože bylo získáno 95% konstrukčních nosníků a desek a 50% výztužných tyčí.

FEMA zveřejnila svou zprávu v květnu 2002. Zatímco NIST již oznámila svůj záměr vyšetřovat kolapsy v srpnu téhož roku, do 11. září 2002 (rok po katastrofě), sílil tlak veřejnosti na důkladnější vyšetřování. Kongres schválil v říjnu 2002 návrh zákona Národního týmu pro bezpečnost stavby, který dává NIST pravomoc provádět vyšetřování kolapsů Světového obchodního centra.

Studie výkonu stavby FEMA

FEMA navrhla, že klíčem ke zřícení věží byly požáry ve spojení se škodami způsobenými nárazy letadel. Thomas Eagar, profesor materiálového inženýrství a inženýrských systémů na MIT , popsal požáry jako „nejvíce nepochopenou část kolapsu WTC“. Důvodem je, že původně se podle požárů „roztavily“ podlahy a sloupy. Tryskové palivo je v podstatě petrolej a sloužilo by hlavně k zapálení velmi velkých, ale ne neobvykle horkých uhlovodíkových požárů. Jak řekl Eagar: „Teplota ohně ve WTC nebyla neobvyklá a rozhodně nebyla schopná tavit ocel.“ To vedlo Eagar, FEMA a další, aby se zaměřili na to, co se zdálo být nejslabším místem struktur, konkrétně na body, ve kterých byly podlahy připevněny k rámu budovy.

Velké množství leteckého paliva přepravovaného každým letadlem se při nárazu do každé budovy zapálilo. Značná část tohoto paliva byla okamžitě spotřebována v následujících ohnivých koulích. Předpokládá se, že zbývající palivo buď teklo dolů budovami, nebo shořelo během několika minut po nárazu letadla. Teplo produkované tímto hořícím tryskovým palivem se samo o sobě nezdá být dostatečné k zahájení strukturálních kolapsů. Když se však hořící tryskové palivo rozšířilo do několika pater budov, zapálilo to velkou část obsahu budov, což způsobilo souběžné požáry v několika patrech obou budov. Odhaduje se, že tepelný výkon z těchto požárů byl srovnatelný s výkonem vyráběným velkou komerční elektrárnou. Po dobu mnoha minut toto teplo vyvolalo další napětí do poškozených strukturálních rámů a současně tyto rámy změkčilo a oslabilo. Toto dodatečné zatížení a výsledné poškození byly dostatečné k vyvolání kolapsu obou struktur.

Zpráva NIST

Dvaadvacetipodlažní hotel Marriott v popředí byl rozdrcen, když se obě věže zřítily. Vnější plášť jižní věže (věž 2) WTC stále stojí za a vpravo od Marriota.

Poté, co byla zveřejněna zpráva FEMA, a po tlaku technických odborníků, vedoucích představitelů průmyslu a rodin obětí provedl Národní institut pro standardy a technologie ministerstva obchodu tříleté vyšetřování strukturálního selhání a postupného kolapsu několika WTC za 16 milionů dolarů. složité struktury. Studie zahrnovala interní technické znalosti a pomoc několika externích soukromých institucí, včetně Institutu stavebního inženýrství Americké společnosti stavebních inženýrů , Společnosti inženýrů požární ochrany , Národní asociace požární ochrany , Amerického institutu pro ocelové konstrukce , Simpson Gumpertz & Heger Inc. , Council on Tall Buildings and Urban Habitat , and the Structural Engineers Association of New York .

Rozsah vyšetřování NIST byl zaměřen na identifikaci „sledu událostí“, které spustily kolaps, a nezahrnoval podrobnou analýzu samotného mechanismu kolapsu (po okamžiku, kdy události učinily kolaps nevyhnutelným). V souladu s obavami většiny inženýrů se NIST zaměřil na dopady letadel a šíření a účinky požárů a modeloval je pomocí softwarového programu Fire Dynamics Simulator . NIST vyvinul několik vysoce detailních strukturálních modelů pro konkrétní dílčí systémy, jako jsou podlahové vazníky, a také globální model věží jako celku, který je méně podrobný. Tyto modely jsou statické nebo kvazistatické, včetně deformací, ale ne pohybu strukturálních prvků po roztržení, jako by tomu bylo u dynamických modelů. Modely NIST jsou tedy užitečné pro určení, jak byl kolaps spuštěn, ale nesvítí na události po tomto bodě.

James Quintiere, profesor inženýrství požární ochrany na University of Maryland, označil spojení oceli za „hrubou chybu“, kterou měla NIST otevřeně kritizovat. Poznamenal také, že ve zprávě chybí časový harmonogram a fyzické důkazy, které by podporovaly její závěry. Někteří inženýři navrhli, že porozumění mechanismu kolapsu by bylo možné zlepšit vytvořením animované sekvence kolapsů na základě globálního dynamického modelu a porovnáním s videozáznamem skutečných kolapsů. Zpráva NIST pro WTC 7 dospěla k závěru, že na zvukových a obrazových záběrech nebyly slyšet žádné zvuky výbuchu nebo byly hlášeny svědky.

7 Světové obchodní centrum

Pohled shora na postup kolapsu, přičemž strukturální selhání začíná v nižších patrech, na východní straně budovy a vertikální postup až k východnímu mechanickému penthouse

V květnu 2002 vydala FEMA zprávu o kolapsu na základě předběžného vyšetřování provedeného společně s Institutem pro strukturální inženýrství Americké společnosti stavebních inženýrů pod vedením Dr. W. Gene Corleyho , PE FEMA učinila předběžná zjištění, že kolaps nebyl primárně způsobeno skutečným poškozením při nárazu v důsledku kolapsu 1 WTC a 2 WTC, ale požáry na více podlažích zapálených úlomky z dalších dvou věží, které pokračovaly v nezmenšené míře kvůli nedostatku vody pro sprinklery nebo ruční hašení. Zpráva nedospěla k závěrům o příčině kolapsu a vyzvala k dalšímu vyšetřování.

V reakci na obavy FEMA byl Národní institut pro standardy a technologie (NIST) oprávněn vést vyšetřování strukturálního selhání a kolapsu dvojitých věží Světového obchodního centra a 7 Světového obchodního centra. Vyšetřování vedené Dr. S. Shyamem Sunderem vycházelo nejen z interních technických znalostí, ale také ze znalostí několika externích soukromých institucí, včetně Institutu strukturálního inženýrství Americké společnosti stavebních inženýrů (SEI/ASCE), Society of Fire Protection inženýrů (SFPE) se Národní asociace požární ochrany (NFPA), American Institute of Steel Construction (AISC) se Rada na vysokých budovách a Urban Habitat (CTBUH) a inženýrů Association Structural of New York ( SEAoNY).

Převážná část vyšetřování 7 World Trade Center byla odložena, dokud nebyly dokončeny zprávy o kolapsu dvojitých věží World Trade Center. Mezitím NIST poskytla předběžnou zprávu o 7 Světovém obchodním centru v červnu 2004 a poté vydala příležitostné aktualizace vyšetřování. Podle NIST bylo vyšetřování 7 World Trade Center zpožděno z několika důvodů, včetně toho, že zaměstnanci NIST, kteří pracovali na 7 World Trade Center, byli od června 2004 do září 2005 přiděleni na plný úvazek k práci na vyšetřování kolaps dvojitých věží. V červnu 2007 Shyam Sunder vysvětlil: „Postupujeme tak rychle, jak je to možné, a zároveň důsledně testujeme a vyhodnocujeme širokou škálu scénářů, abychom dosáhli co nej konečnějšího závěru. Vyšetřování 7 WTC je v některých ohledech stejně náročné, ne -li ještě více "než studium věží. Současná studie však velmi těží z dosaženého významného technologického pokroku a poučení z naší práce na věžích."

7 Světové obchodní centrum v plamenech po pádu Dvojčat 11. září 2001

V listopadu 2008 NIST vydala svou závěrečnou zprávu o příčinách kolapsu 7 World Trade Center. Toto následovalo po jejich návrhu zprávy ze dne 21. srpna 2008, který zahrnoval období pro veřejné komentáře. Při svém vyšetřování NIST využila ANSYS k modelování událostí vedoucích ke kolapsu inicializace a modely LS-DYNA k simulaci globální reakce na iniciační události. NIST zjistila, že motorová nafta nehraje důležitou roli, ani strukturální poškození způsobené kolapsem dvojitých věží, ani přenosové prvky (vazníky, nosníky a převisy konzol), ale nedostatek vody pro boj s ohněm byl důležitým faktorem. Požáry se během odpoledne vymkly kontrole, což způsobilo, že se podlahové nosníky poblíž Sloupu 79 roztáhly a vytlačily klíčový nosník ze svého sedadla, což způsobilo selhání podlaží kolem sloupce 79 na podlažích 8 až 14. Se ztrátou boční podpory v devíti patrech Sloupec 79 se brzy podlomil - stáhl s sebou východní penthouse a blízké sloupy. S vybočením těchto kritických sloupů kolaps poté postupoval od jádra od východu na západ, což nakonec přetížilo obvodovou oporu, která se prohýbala mezi podlažími 7 a 17, což způsobilo, že celá budova nahoře spadla dolů jako jedna jednotka. Z měření načasování kolapsů pořízených z videa severní stěny budovy NIST pozoroval, že vnější fasáda budovy spadla při zrychlení volného pádu na vzdálenost přibližně 8 pater (32 metrů nebo 105 stop), přičemž poznamenala „doba kolapsu byla přibližně o 40 procent déle než u volného pádu za prvních 18 příběhů sestupu. “ Požáry, poháněné kancelářským obsahem, spolu s nedostatkem vody byly hlavními důvody kolapsu.

Kolaps starého 7 World Trade Center je pozoruhodný, protože to byl první známý případ, kdy se vysoká budova zřítila především v důsledku nekontrolovaných požárů. Na základě svého vyšetřování NIST zopakovala několik doporučení, která učinila ve své dřívější zprávě o zřícení dvojitých věží, a naléhala na okamžitá opatření ohledně dalšího doporučení: že požární odolnost by měla být hodnocena za předpokladu, že postřikovače nejsou k dispozici; a že je třeba vzít v úvahu účinky tepelné roztažnosti na systémy podlahových podpěr. Vzhledem k tomu, že současné stavební předpisy jsou vypracovány tak, aby zabraňovaly ztrátám na životech, a nikoli kolapsu budov, je hlavním bodem doporučení NIST, aby se budovy nehrozily z ohně, i když nejsou k dispozici sprinklery.

Další vyšetřování

V roce 2003 publikoval Asif Usmani, profesor strukturálního inženýrství na univerzitě v Edinburghu , příspěvek se dvěma kolegy. Prozatímně uzavřeli požáry, aniž by došlo k poškození letadel, mohlo stačit ke zničení budov. Podle jejich názoru byly věže jednoznačně citlivé na účinky velkých požárů na několika podlažích současně. Když byla zpráva NIST publikována, Barbara Laneová s britskou strojírenskou firmou Arup kritizovala její závěr, že ztráta protipožární odolnosti je nezbytným faktorem způsobujícím kolapsy; "Provedli jsme počítačové simulace, které ukazují, že věže by se zřítily po velkém požáru ve třech patrech najednou, a to i při protipožární ochraně na místě a bez jakéhokoli poškození při nárazu letadla." Jose L. Torero , dříve z BRE Centra pro inženýrství požární bezpečnosti na univerzitě v Edinburghu, pokračoval v dalším výzkumu potenciálně katastrofických účinků požáru na budovy v reálném měřítku .

Následky

Vyčištění

Hasič z New Yorku volá dalších 10 záchranářů, aby se dostali do trosek Světového obchodního centra.

Úklid byl rozsáhlou operací koordinovanou ministerstvem designu a výstavby města New York. 22. září byl společností Controlled Demolition, Inc. (CDI) z Phoenixu ve státě Maryland doručen předběžný plán vyčištění . Stála stovky milionů dolarů a zahrnovala nepřetržitý provoz s mnoha dodavateli a subdodavateli. Začátkem listopadu, kdy byla odstraněna třetina trosek, začali úředníci snižovat počet hasičů a policistů pověřených odstraňováním ostatků obětí, aby bylo prioritou odstraňování trosek. To způsobilo střety s hasiči. Navzdory snaze uhasit požár velká hromada trosek hořela tři měsíce, dokud nebyla většina sutin nakonec z místa odstraněna. V roce 2007 stále probíhala demolice okolních poškozených budov, protože při výměně Světového obchodního centra One World Trade Center pokračovala nová výstavba .

Zdravé efekty

Kolaps Světového obchodního centra vytvořil obrovské mraky prachu, které celé dny pokrývaly Manhattan. 18. září 2001 Agentura pro ochranu životního prostředí Spojených států (EPA) ujistila veřejnost, že vzduch na Manhattanu je „bezpečný pro dýchání“. V roce 2003 generální inspektor EPA zjistil, že agentura v té době neměla dostatečné údaje, aby mohla učinit takové prohlášení. Prach z kolapsu vážně snížil kvalitu ovzduší a je pravděpodobně příčinou mnoha respiračních onemocnění na dolním Manhattanu. Azbestóza je taková nemoc a azbest by byl přítomen v prachu. Mezi prvními respondenty byly zjištěny významné dlouhodobé lékařské a psychologické efekty, včetně zvýšených hladin astmatu , sinusitidy , gastroezofageálního refluxního onemocnění a posttraumatické stresové poruchy .

Účinky na zdraví se rozšířily také na obyvatele, studenty a administrativní pracovníky Dolního Manhattanu a nedaleké čínské čtvrti . S toxickým prachem je spojeno několik úmrtí a jména obětí budou uvedena v památníku Světového obchodního centra . Více než 18 000 lidí trpí nemocemi z prachu.

Reference

Vysvětlivky

Citace

Bibliografie

externí odkazy

• NIST a Světové obchodní centrum Stránka Národního institutu pro standardy a technologie o kolapsu WTC. Obsahuje nejnovější vývoj vyšetřování a časté dotazy.
• Video: Kolaps World Trade Center 7: Proč budova padla (NIST)
• World Trade Center - Některé technické aspekty Předběžný návrh technického instruktora University of Sydney o tom, jak se mohly věže zřítit.
• Bill Biggart's Final Exposures obsahuje fotografii WTC Marriott vážně poškozeného kolapsem 2 WTC bezprostředně před kolapsem 1 WTC, při kterém byl fotograf zabit.
• Nové světlo na kolapsu 7 WTC
• Studie Světového obchodního centra Abdolhassan Astaneh-Asl (hlavní vyšetřovatel)