Расследуем 9/11. Кто грохнул ВТЦ и Пентагон?

Каждый из них будет обсуждаться отдельно, но изначально это полезно рассмотреть общий дизайн башен.




Башни были спроектированы и построены в середине 1960-х до начала 1970-х годов. Они представляли собой новый подход к небоскребов в том, что они должны были быть очень легкие и задействованные модульные методы строительства в целях ускорения графика и снижения затрат. 

Для структурного инженера, небоскреб моделируется как вертикальный столбец большой консольной. Каждая башня была 64 м квадрат, стоящий 411 м над уровнем улицы и 21 м ниже уровня. Это дает соотношение высоты к ширине 6,8. Общий вес конструкции был примерно 500 000 т, но ветровой нагрузки, а не нагрузка силы тяжести, доминировал конструкцию. Здание представляет собой огромный парус, который должен противостоять 225 км / ч ураган. Он был разработан, чтобы противостоять ветровой нагрузке 2 кПа-в общей сложности боковой нагрузки 5000 т. 

Для того , чтобы каждая башня способна выдерживать эту нагрузку ветра, архитекторы выбрали легкий " по периметру трубы" конструкцию , состоящую из 244 наружных колонн 36 см квадратного сечения стальной коробки на 100 см центров (см рисунок 3 ). Это позволило окна более полуметра в ширину. Внутри этой внешней трубки был м сердечник 27 м × 40, который был разработан, чтобы выдержать вес башни. В нем также размещены лифты, лестничные клетки, а также механические стояков и коммунальные услуги. Веб-балки 80 см высотой подключили сердечник к периметру на каждой истории. Бетонные плиты были облили эти балки для формирования этажа. По сути, здание является яично-обрешетка конструкция, которая составляет около 95 процентов воздуха, объясняя, почему щебнем после распада был высок лишь несколько историй.

Рисунок 1. Пламя и мусор в разобранном с южной башни Всемирного торгового центра сразу после удара самолета.Черный дым указывает на топливо богатых огонь ( Getty Images ).

Рисунок 2. Как жара огня усилилась, суставы на наиболее строго сожженных этажах уступили, врезультате чего стеныпо периметру колонны склониться наружу и этажи над ними падать. Здания рухнули в течение десяти секунд, достигнув дна с расчетной скоростью 200 км / ч ( Getty Images ).

Конструкция яично-обрешетка сделал избыточную структуру (то есть, если один или два столбца были потеряны, нагрузки сместится в соседние колонны и здание будет стоять). До Всемирного торгового центра с его легкой конструкции по периметру трубы, большинство высотных зданий содержали огромные колонны на 5 м центрах и содержали огромное количество кладки несущих часть структурной нагрузки. ВТЦ был прежде всего легкая стальная конструкция; Тем не менее, ее 244 по периметру колонны сделали это "один из самых избыточными и одним из наиболее устойчивых" небоскребах. ¹



Первые сводки новостей отметили, как хорошо башни выдержало первоначальное воздействие воздушного судна; Однако, если признать, что здания были более чем 1000 раз больше массы самолета и был разработан, чтобы противостоять ветровым нагрузкам устойчивые в 30 раз веса воздушного судна, эта способность выдерживать первоначальное воздействие вряд ли удивительно. Кроме того, так как не было никакого существенного ветра на 11 сентября, наружные колонны по периметру были подчеркнуты только до удара примерно до 1/3 от их 200 МПа конструкции допустимого. 

Единственный индивидуальный металлический компонент летательного аппарата, сравнимого по силе поле периметра колонны ВТЦ является киль луч в нижней части фюзеляжа самолета. В то время как влияние воздушного судна, несомненно, разрушили несколько колонн в ВТЦ стены по периметру, количество столбцов теряться на начальном ударе не была большой и нагрузки были перенесены на остальные столбцы в этой структуре с высокой избыточностью. Равной или даже большее значение в течение этого первоначального воздействия был взрыв, когда 90000 L галлонов топлива для реактивных двигателей, содержащие около 1/3 от веса самолета, воспламеняется. Последовавшая за этим пожар был явно основной причиной распада (рис 4 ).



Огонь наиболее недооцененных часть краха WTC. Даже сегодня, СМИ сообщают (и многие ученые считают), что сталь плавится. Утверждается, что топливо для реактивных двигателей горит очень жарко, особенно с таким большим количеством топлива настоящее время. Это неправда. 

Часть проблемы заключается в том, что люди (в том числе инженеров) часто путают температуру и высокую температуру. В то время как они связаны между собой, они не совпадают. С термодинамической точки зрения, тепло, содержащееся в материале связана с температурой через теплоемкости и плотности (или массы). Температура определяется как интенсивное свойство, а это означает, что она не меняется в зависимости от количества материала, в то время как тепло разветвленная свойство, которое делает изменяется в зависимости от количества материала. Один из способов различать два, следует отметить, что, если второй журнал добавляется к очагу, чтобы температура не вдвое; он остается примерно такой же, но размер пожара или продолжительность времени горит огонь, или сочетание этих двух, удваивается. Таким образом, тот факт, что существует 90000 л топлива для реактивных двигателей на нескольких этажах ВТЦ не означает, что это было необычно горячий огонь. Температура пожара в ВТЦ не было ничего необычного, и это было определенно не в состоянии расплавленной стали. 

В науке сгорания, существует три основных типа пламени, а именно реактивного горелки, предварительно смешанного пламени и диффузного пламени.Струя горелка обычно включает в себя смешивание топлива и окислителя в почти стехиометрическом соотношении и воспламенения смеси в постоянном объеме камеры. Так как продукты сгорания не может расширяться в постоянном объеме камеры, когда они выходят из камеры, как с очень большой скоростью, полностью сгоревшего, струи. Это то, что происходит в реактивном двигателе, и это тип пламени, который генерирует наиболее интенсивный тепло. 

В предварительно смешанного пламени, то же самое почти стехиометрическим смесь поджигают, как она выходит из сопла, при постоянных условиях давления. Он не достигает скорости пламени реактивной горелки. Ацетиленокислородная горелка или горелка Бунзена представляет собой предварительно смешанное пламя. 

В диффузного пламени, топливо и окислитель не смешиваются перед воспламенением, но текут вместе неконтролируемым образом и сгорать, когда соотношение топливо / окислитель достигают значений, в пределах воспламен емости. Камин пламя диффузное пламя горения в воздухе, как это было огонь WTC. 

Диффузные пламя генерируют самые низкие интенсивности тепла трех пламени типов. 

Если топливо и началом окислителя при температуре окружающей среды, может быть определена максимальная температура пламени. Для углерода сжигания в чистом кислороде, максимум 3200 ° C; для водорода она составляет 2750 ° C. Таким образом, для решения практически любых углеводородов, максимальная температура пламени, начиная при температуре окружающей среды и при использовании чистого кислорода, составляет примерно 3000 ° С. 

В этом максимальная температура пламени уменьшается на две трети, если воздух используется вместо чистого кислорода. Причина заключается в том, что каждая молекула кислорода освобождает теплоту образования молекулы окиси углерода и молекулы воды. Если чистый кислород используется, это тепло необходимо только, чтобы нагреть две молекулы (окись углерода и воды), в то время как с воздухом, эти две молекулы должны быть нагреты плюс четыре молекулы азота. Таким образом, сжигание углеводородов в воздухе производит только одну треть повышение температуры, как сжигание в чистом кислороде, потому что в три раза больше молекулы должны быть нагрет при использовании воздуха. Максимальное повышение температуры пламени для сжигания углеводородов (топливо для реактивных двигателей) в воздухе, таким образом, около 1000 ° С-едва достаточно, чтобы расплавить сталь при 1500 ° С.

Рисунок 3. Вид в разрезе структуры WTC.

Рисунок 4. Графическая иллюстрация, изUSA Today газеты веб - сайт, точек Всемирного торгового центра воздействия. Нажмите на изображение выше , чтобы получить доступ к фактической USA Today функцию .

Но очень трудно достичь этой максимальной температуры с диффузным пламенем. Там нет ничего, чтобы гарантировать, что топливо и воздух в диффузном пламени смешиваются в лучшем соотношении. Как правило, диффузные пламя топлива богаты, а это означает, что избыточные молекулы топлива, которые являются несгоревших, также должны быть нагреты. Известно, что большинство диффузные пожары топлива богаты, потому что дует на костре или с использованием мехов кузнеца увеличивает скорость горения путем добавления большего количества кислорода. Этот обогащенным топливом диффузное пламя может понизить температуру до в два раза снова. Вот почему температура в жилом пожара , как правило , находятся в 500 ° C до 650 ° C диапазоне. ^2 , 3 Известно , что пожар ВТЦ был обогащенным топливом, диффузное пламя, о чем свидетельствует обильного черного дыма. Сажа порождается неполностью сгоревшего топлива; следовательно, огонь ВТЦ был насыщен топливом, не удивительно, с 90000 л топлива для реактивных двигателей доступны. Такие факторы, как объем и количество сажи пламени уменьшить радиационные потери тепла при пожаре, перемещаясь температуру ближе к максимуму 1000 ° С. Тем не менее, весьма маловероятно, что сталь на ВТЦ испытывали при температурах выше диапазоне 750-800 ° C. Все отчеты, что сталь плавят при 1500 ° С используют неточную терминологию в лучшем случае. 

По некоторым данным, алюминий от самолета зажигается, создавая при очень высоких температурах. В то время как можно зажечь алюминий в особых условиях, такие условия обычно не достигается в углеводородной основе диффузного пламени. Кроме того, пламя будет белый горячий, как гигантский бенгальским. Там не было никаких доказательств такого алюминия зажигания, который был бы виден даже сквозь густой копотью. 

Известно , что конструкционная сталь начинает размягчаться около 425 ° C и теряет примерно половину своей прочности при 650 ° С. ⁴ Поэтому сталь термообработке для снятия напряжений в этом температурном диапазоне. Но даже потеря прочности 50% по-прежнему недостаточно, само по себе, чтобы объяснить крах Всемирного торгового центра. Выше было отмечено, что нагрузка ветра контролировали конструкции allowables. ВТЦ, на этой низкой ветра день, был, вероятно, не акцентируется более трети конструкции допустимо, что примерно одна пятая часть предела текучести стали. Даже с вдвое его прочность, сталь может поддерживать еще два-три раза напряжения, налагаемые С огнем 650 °. 

Дополнительная проблема была искажение стали в огне. Температура пожара не было равномерным во всем мире, а температура на внешней стороне коробки колонн было явно ниже, чем на стороне, обращенной к возгоранию. Температура вдоль 18-метровых балок был, конечно, не является равномерным. С учетом теплового расширения стали, разница температур С 150 ° от одного места к другому будет производить остаточные напряжения, выход на уровне. Это привело к искажениям в стройной конструкционной стали, в результате которого потери устойчивости неудач. Таким образом, выход из строя стали было связано с двумя факторами: потеря прочности из-за температуры огня, и потеря структурной целостности из-за искажения стали от неравномерных температур в огне.



Почти каждое большое здание имеет избыточную конструкцию, что позволяет за потерю одного первичного элемента конструкции, например, на колонке.Однако, когда несколько членов терпят неудачу, Зыбучих нагрузки в конечном итоге переоценить соседние элементы и коллапс происходит как ряд домино падают. 

Конструкция по периметру трубки ВТЦ была весьма избыточна. Он пережил потерю нескольких внешних колонн из-за воздействия воздушных судов, но последующий пожар привели к другим отказам стали. Многие структурные инженеры считают , что слабые-ограничивающие факторы по дизайну allowables-были угловые зажимы , которые держали балки пола между колоннами по периметру стены и базовой структуры (см рисунок 5 ). С 700 Па пол дизайн допустимого в каждом этаже должна быть в состоянии поддерживать около 1300 т за пределы своего собственного веса. Общий вес каждой башни составляла около 500 000 т. 

По мере того как балки на одном или двух из наиболее сильно обожженных полы уступило и наружные колонны коробки стали кланяться наружу, полы над ними также упал. Этажом ниже (с проектной мощностью 1300 т) не может поддержать примерно 45 000 т из десяти этажей (или более) выше обрушится на этих угловых зажимов. Это началось эффект домино, который вызвал здания, чтобы свернуть в течение десяти секунд, достигнув дна с расчетной скоростью 200 км в час. Если бы это было свободное падение, без ограничений, крах был бы только приняты восемь секунд , и повлияло бы на 300 км / ч. ¹ Было высказано предположение , что это счастье , что ВТЦ не опрокинуться на других зданиях , окружающих площадь. Есть несколько моментов, которые должны быть сделаны. Во-первых, здание не солидно; она составляет 95 процентов воздуха и, следовательно, может взрывать на себя. Во-вторых, нет боковой нагрузки, даже влияние превышение скорости летательного аппарата, что достаточно, чтобы переместить центр тяжести в сто футов в сторону так, что она не находится в пределах базовой занимаемой площади структуры. В-третьих, учитывая почти коллапс свободного падения, не было достаточно времени для частей для достижения значительного боковой скорости. Подводя итог всех этих точек, 500,000 т структура имеет слишком много инерции, чтобы упасть в любом направлении, кроме почти прямо вниз.

Рисунок 5. немасштабируемой схема напольных швов ВТЦ и привязанность к колонкам.

Всемирный торговый центр не был некачественно разработан. Ни один дизайнер ВТЦ не ожидал, и не должен был предвидеть, а 90000 л коктейль Молотова на одном из этажей здания. Небоскребы разработаны, чтобы поддержать себя в течение трех часов при пожаре, даже если спринклерная система не работает. На этот раз должно быть достаточно долго, чтобы эвакуировать пассажиров. Башни Всемирного торгового центра длилось в течение одного-двух часов меньше, чем дизайн жизни, но только потому, что пожарная нагрузка топлива была столь велика. Ни один нормальный офис пожары не заполнит 4000 квадратных метров жилой площади в секундах, в котором развитые огонь WTC. Как правило, огонь будет длиться до часа, чтобы распространиться так равномерно по всей ширине и ширине здания. Это был очень большой и быстро прогрессирующей огонь (очень высокая температура, но не необычно высокая температура). Более подробную информацию о конструкции ВТЦ можно найти на World Wide Web. ^5-8




Очистка Всемирного торгового центра займет много месяцев. В конце концов, 1 миллион тонн щебня потребуется 20 000 до 30 000 грузовиков вывозить материал. Асбестовая изоляция пожара делает задачу опасной для тех, кто работает рядом. Интересно, что около 300 тысяч тонн стали полностью подлежат вторичной переработке и представляет собой только производство одного дня сталелитейной промышленности США. Разделение камня и бетона является общим делом для современных стальных измельчители. Земель заполнение 700000 тонн бетона и камня щебня является более проблематичным. Тем не менее, объем эквивалентен шести футбольных полей, 6-9 м в глубину, так что это осуществимо. 

Там, несомненно, будет ряд изменений в строительные нормы и правила в результате катастрофы WTC. Например, системы аварийной связи должны быть обновлены, чтобы ускорить уведомление для эвакуации и наиболее безопасные пути выхода. системы освещения Аварийные, отдельно от нормального строительного освещения, уже на чертежных досках в результате уроков, извлеченных из бомбардировки ВТЦ в 1993 году Там, безусловно, будет лучше противопожарной защиты конструктивных элементов. все будет считаться защита от вдыхания дыма, энергопоглощающих материалов, а также избыточные средства выхода. 

Базовая оценка инженерной конструкции Всемирного торгового центра развеивает многие мифы о его распада. Во-первых, конструкция по периметру трубки из башен защищали их от падения при ударе. Внешние колонны были разработаны для придания жесткости башни в сильном ветре, и они защищали внутреннее ядро, которое держал нагрузку тяжести. Удаление некоторых из одних только внешних колонн не смогли довести здание вниз. Кроме того, из-за жесткости конструкции по периметру, это было невозможно воздействие самолета, чтобы свергнуть здание. 

Тем не менее, здание было не в состоянии выдержать интенсивное тепло реактивного топлива пожара. В то время это было невозможно огонь обогащенным топливом, диффузного пламени, чтобы сжечь при температуре, достаточно высокой, чтобы расплавить сталь, ее быстрое зажигание и сильная жара заставила стали терять по крайней мере, половину своей прочности и деформироваться, вызывая потери устойчивости или парализует , Это ослабление и деформация, вызванная несколько этажей падать, в то время как вес над ними историй давили этажами ниже, инициируя цепную коллапс. 

Было бы непрактично проектировать здания, чтобы выдерживать нагрузку топлива, вызванное горящей авиалайнера. Вместо того, чтобы спасти здание, инженеры и чиновники должны сосредоточиться на спасении жизни тех, кто изнутри путем разработки более совершенных систем безопасности и эвакуации. 

Как ученые и инженеры, мы не должны поддаваться спекулятивного мышления, когда трагедия, такие как это происходит. Количественные рассуждения могут помочь сортировать факты от вымысла, и может помочь нам извлечь уроки из этого несчастного бедствия. Как сказал лорд Кельвин,

"Я часто говорю. , , что, когда вы можете измерить то, что вы говорите о, и выразить это в цифрах, вы знаете что-то об этом; но когда вы не можете измерить это, когда вы не можете выразить это в цифрах, ваши знания из скудного и неудовлетворительного рода; это может быть начало знания, но у вас есть едва, в ваших мыслях, продвинулся к стадии науки, независимо то этот вопрос может быть ".

Мы будем двигаться вперед от трагедии WTC, и мы будем проектировать лучше и безопаснее зданий в будущем на основе, в частности, на уроки, извлеченные в ВТЦ. Причина крах WTC размешивает наши эмоции так глубоко, потому что это было преднамеренное нападение на невинных людей. Это легче принять природные или непреднамеренных трагедий; это намеренное потеря жизни, которая заставляет нас опасаться, что некоторые люди потеряли свою человечность.

Как башни выдерживалась
Как и во всех крупных зданий, основных структурных критериев инженерного проектирования для 1362 футов высотой южной башни и 1368 футов высотой северной башни на объекте были сосредоточены на двух вещах: обеспечение устойчивости к гигантской тяжести нагрузки самих зданий, а также боком или поперечные силы, вызванные сильными ветрами и землетрясения, которые могут генерировать огромные опрокидывающие силы на базах. Первое условие, Фаулер объяснил, зависит от того, с указанием сильных вертикальных столбцов, которые могут эффективно передавать массу здания на землю.Последнее соображение касается не только структурной целостности, но и "требует разработки приемлемого уровня комфорта для пассажиров", избегая слишком много раскачивание.Противодействие боковое движение находится под контролем "массы конструкции конструкция в [вес], жесткость ее боковых элементов и степень структурной затуханием занятых," сказал Фаулер.
"Хотя башни ВТЦ стоял над 1360 футов над уровнем улицы, базы структур" были фактически установлены 70 футов в землю, а один имел 100 футов высотой антенны на вершине его, поэтому с 205 футов шириной, они имели много [экстерьер] области, обращенной к ветру, "сказал инженер. Он подсчитал, что приблизительная максимальная сила сдвига ветра, что одно лицо нужно выдержать, чтобы быть где-то около 11000000 фунтов. Гравитационные нагрузки (вес), производимые башни на своих базах были порядка 500000 тонн, сказал Фаулер.
Для того, чтобы справиться с этими огромными силами, инженеры "разработали Всемирный торговый центр в основном в качестве большого сечения пучка," объяснил другой член группы, Роберт Макнамара, президент проектной фирмы Макнамары и Salvia.Названные структурные трубы в бизнесе, каждый близнец башня была сильно оформлена в конструкционной стали. Рама состоит трубы внутренний и наружный прямоугольный ящик, состоящий из близко расположенных колонн стальных коробчатых, соединенных стальными членами или перемычек стропильных балок, которые поддерживали 40 000 квадратных футов с поперечными связями этажах, каждый почти акр в районе, сказал empaneled инженеры. Эта конфигурация была создана полная внешняя труба вокруг здания и центральную трубу вниз посередине.
90 футов длиной центральное ядро, сформированная из массивных вертикальных стальных колонн, которые держали большую часть веса здания, содержащиеся шахты лифтов, лестниц и бытовых помещений, они сказали. колонны сердечника были толще к основанию, чтобы поддержать огромные накопленные гравитационные нагрузки. Внешний периметр трубки, плотно сборные решетчатая с 61 14-дюймовых стальных коробчатых колонн (на расстоянии 39 дюймов по центру) на каждой поверхности здания, при условии, все общеукрепляющее сопротивление против боковых и извилистые сил от ветра и сейсмического воздействия. Этот внешний вид сетки служил момент кадра, обеспечивая большое плечо момента (крутящего момента) от опрокидывания и отклонения сил. Наружный диаметр отверстия трубки часть витационного вниз нагрузки, а также, они отметили.
Огромные внутренний и наружный прямоугольные трубы "должны были быть защищены, чтобы сохранить свою структурную целостность, поэтому полы действовали в качестве армирующего диафрагм или переборки [термин, используемый в судостроении]," сказал член комиссии Jerome Коннор, профессор гражданской и экологической инженерии в Массачусетском технологическом институте в офисных этажей, каждая из которых содержала 35- до 60 футов четкий промежуток от ядра к внешней сети, были панелизации конструктивные элементы, поддерживаемые открытыми веб-балкам со стальными палубами над ними, сказал он.Горизонтальные стропильные распорки, болтовые и приваренные к внешней сети и основных структур столбцов, включенных вискоэластичными стрингеры, что обеспечит более высокую степень демпфирования, чтобы помочь сделать структуру менее живой на ветру, по словам Коннора. Каждая стальная пол палубы был покрыт четыре дюйма бетона. "С почти акра площади для каждого этажа и выясняя около 100 фунтов на квадратный фут площади," по оценкам он, что "каждая система пол весил около 3200000 фунтов."
Почему Towers Fell



Со всеми его структурными увольнениями, "Всемирный торговый центр был, вероятно, одним из наиболее устойчивых высоких строительных конструкций," сказал Макнамара, добавив, что "в наше время, они просто не строить их так жестко, как Всемирный торговый центр». Его утверждение подкрепляется тем фактом, что опорные структуры обеих башни-близнецы выдержали начальные хиты двух камикадзе авиалайнеров несмотря на прорыва многих уровней кадрирования. После удаления ключевых структурных элементов примерно от 90-й до 96-й этажи на северной стороне северной башни, один ВТЦ, и примерно с 75-го на 84-м этажах юг, восток и север лица южной башни, два WTC , каркасы зданий "нашли альтернативные пути, чтобы принять грузы. Каждое воздействие и после взрыва придана первая большая локальная боковая сила, а затем всенаправленный сила к структурам, а также приводит к массовым первоначальное повреждение колонок и систем для пола на высоте аварии.
Несмотря на потрясений и взрывов по оценкам, эквивалентна грузовика бомбардировки Альфреда П. Мурра Федеральное здание в Оклахома-Сити (около 400 тонн в тротиловом эквиваленте) 1995, башни остались в вертикальном положении. "Здания проявили огромный потенциал, чтобы стоять там, несмотря на повреждения основной части системы тяжести, и в течение часа или около того они стоят там," сказал Макнамара. "Боковые системы стропильные перераспределили нагрузку, когда другие важные члены были потеряны. Это свидетельствует о том, что системы они длились так долго."
Газеты и телевизионные выпуски новостей сообщили, что башни-близнецы были разработаны, чтобы противостоять столкновения с Boeing 707. События 11 сентября показывают, что это было действительно так. "Тем не менее, Всемирный торговый центр никогда не был предназначен для массовых взрывов ни интенсивных пожаров топлива для реактивных двигателей, которые пришли nexta ключ дизайн упущение," сказал Эдуардо Kausel, другой профессор MIT гражданской и экологической инженерии и член панели. Башни рухнули только после того, как топливо керосин огонь под угрозу целостность их структурных труб: один WTC длился в течение 105 минут, в то время как два WTC остался стоять в течение 47 минут. "Он был разработан для типа пожара можно было ожидать в офисе buildingpaper, столы, портьеры," сказал Макнамара.Авиатопливо пожары, вспыхнувшие обжигают при температуре гораздо более горячей, чем типичное содержание офиса. "Около 800 градусов по Фаренгейту конструкционная сталь начинает терять свою силу, в 1500 градусов по Фаренгейту, все ставки выключены, как стальные элементы становятся значительно ослаблена", пояснил он.
Некоторые из них возникают вопросы о степени доступной для охраны стальных конструкций противопожарной защиты. По сообщениям прессы, оригинальный асбест цементирующий огнестойкость применяется к стального каркаса северной башни и нижние 30 историй юга были удалены после террористического взрыва грузовика 1993.
Другие указали на возможность того, что авиационное топливо сжигается пожары достаточно горячей, чтобы расплавить и загореться алюминиевых конструкций планера авиалайнеров.Алюминий, пирофорное металл, мог бы добавить к пожарищ.Горячий расплавленный алюминий, предлагает один хорошо информированный корреспондент, мог бы просочилась вниз в системы пола, делая значительный ущерб. "Алюминий плавится в горящие" бокаловидных лужи ", которые объединят вокруг депрессий, [такие как] суставов пучка, сервисные отверстия в полу, лестничных колодцев и так далее ... кубков белые горячий, обжигающий, по оценкам, 1800 градусов по Цельсию. при этой температуре, вода гидратации в бетоне испаряется и потребляемый алюминия. Это эволюционирует газообразный водород, который горит. алюминий горение в бетоне производит оксид кальция / силикатный шлак, покрытый белой окиси алюминия золы, все они служат для изолируют и содержат алюминий лужу. Это держит металл горячий и жжение. Если вы посмотрите на фотографии иракского самолета разрушенного в своих бетонных укрытиях [во время войны в Персидском заливе], вы заметите, глубокий след сгоревшего самолета на бетонный пол ,
Хотя Boeing 767 лайнеров, которые обрушились башни были несколько крупнее, чем Boeing 707 (максимальный взлетный весов: 395000 фунтов против 336000 фунтов) структуры были разработаны, чтобы сопротивляться, самолеты несли одинакового размера нагрузки топлива в качестве старшего modelabout 24000 галлонов по сравнению с 23 000 галлона, согласно Kausel. "Большинство, конечно," продолжил он, "ни одно здание не имеет или будет сопротивляться такого рода огня." Спринклерная система, которая была, вероятно, взломан, был бы бесполезны против такого огня, сказал он, добавив, "Башни Всемирного торгового центра выполнены превосходно, они стояли достаточно долго, для большинства людей, которые будут успешно эвакуированы."
Kausel также сообщил, что он сделал оценки количества энергии, выделяемой во время распада каждой башни. "Гравитационная энергия здания, как вода при поддержке позади плотины", пояснил он. При отпускании накопленная потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию. С массой около 500 000 тонн (5 х 10 ⁸ кг), высотой около 1350 футов. (411 метров), и ускорение силы тяжести на 9,8 метра в секунду ^2, он пришел с потенциальной суммарной энергией 10 ¹⁹ эрг (10 ¹² джоулей или 278 мегаватт-часов). "Это около 1 процента от энергии, выделяемой небольшой атомной бомбы", отметил он.
Профессор MIT добавил, что около 30 процентов энергии распада было израсходовано разрывая материалы здания, в то время как остальная часть была преобразована в кинетическую энергию падающей массы. Огромные серые облака пыли, которые покрывали нижний Манхэттен после падения, вероятно, были сформированы, когда бетонные полы превращали в падении, а затем впрыскивать в близлежащие окрестности. "Из кинетической энергии воздействующего на землю, только 0,1 процента превращали в сейсмической энергии," сказал он. "Каждое событие создано (скромных размеров) землетрясение магнитудой 2, так как мониторинг в обсерватории Ламонт-Доэрти Колумбийского университета, который находится примерно в 30 километрах от Нью-Йорка." Kausel пришел к выводу, что "наибольшая часть кинетической энергии превращают в тепло, материальный разрыв и деформацию под землей."
Несмотря на предварительные размышления группы экспертов по механизмам отказа ответственных за падения башен-близнецов ", окончательное причина еще предстоит определить. Как сообщается, Национальный научный фонд финансирует восемь научно-исследовательских проектов, чтобы исследовать катастрофы WTC.Американское общество гражданских инженеров является спонсором нескольких исследований сайта. В то же время Структурно инженерный институт Американского общества инженеров-строителей установила следственно-оперативная группа для анализа катастрофы и узнать от провала. В. Джин Корли, старший вице-президент лаборатории строительной технологии в Skokie, штат Иллинойс., Называется заголовком исследовательской группы Асс через начальном этапе сбора данных, а затем Уильям Бейкер, инженер-строитель в чикагской фирмы из Skidmore Owings & Merrill в Чикаго, приведет следующий этап анализа. Инженерный институт Структурный является партнером с Американским институтом стальных конструкций, Национальной ассоциации противопожарной защиты и Общества инженеров противопожарной защиты. Федеральное агентство по чрезвычайным ситуациям было предложено присоединиться также.
Как башни Fell
Учитывая отсутствие твердых выводов относительно того, как произошли обвалы, участники панели MIT попросили зрителей рассмотреть различные теории они выдвинутые. В общем, было решено, что поскольку структура деформирован и ослаблены в верхней части каждой башни, рамки, наряду с бетонных плит, мебели, шкафы и другие материалы стал огромный сводный вес, который в конце концов сокрушили нижние части экрана структуры ниже. Подробности того, как не удалось каркасные элементы остаются под раздора.



Теория профессора Коннора сосредоточены на слабые стороны в том, как вертикальные и горизонтальные элементы конструкции были связаны между собой. Во время строительства, пояснил он, каждая из сборных система пола была поднята на место с помощью крана и "поддерживается на концах, как петли, где они были пробиты и приваренной к внутренней и наружной труб каркаса" так, что часть нагрузки тяжести прошел ядро и другая часть через внешнюю структуру. "Фермы пол сидели на балках и были связаны таким образом, ядро была заперта на внешность," сказал он. "Это была необычная система и очень легкий. Если вы потеряли связь между ними, тем не менее, вы теряете способность нести нагрузку пола и позволяют полы скользить взад и вперед под нагрузкой. Если поврежденная система пола должны были упасть, это нарушило бы конечные соединения в нижних этажах и вниз и вниз этажи будут идти ".
"В моей теории, горячий огонь ослабило поддерживающий совместное соединение," продолжил Коннор. "Когда она сломалась, один конец пол упал, повредив систему пола снизу, в то время как одновременно дергать (вытягивать) вертикальные элементы, к которым он был все еще быть прикрепленным к центру здания и вниз." Это явление началось паразитный процесс, который не ускоренному до полного провала и структура упал на себе, сказал он.
Эдуардо Kausel предложил альтернативный провал объяснения, что он признал, был независимо разработан Зденека Бажант, профессор Северо-Западного университета. "Я считаю, что сильная жара размягченным или расплавленным структурные elementsfloor стропил и columnsso, что они стали как жевательная резинка, и этого было достаточно, чтобы вызвать обвал," сказал он. "Фермы пол, вероятно, был первым провисать и потерпеть неудачу. Как только верхние этажи стали неподдерживаемый, обломки рухнувших систем пола посыпались на ниже этажах, которые в конечном итоге уступили, начиная непреодолимый последовательности. Динамический силы настолько велики, что нисходящее движение становится невозможно остановить ".
С помощью двух простых моделей, Kausel был в состоянии определить, что падение верхней части здания вниз на одном этаже, должно быть, вызвало динамические нагрузки, превышающие расчетные нагрузки зданий, по крайней мере, на порядок. Он также выполнил некоторые компьютерные моделирования, которые указывают на строительный материал упал почти неограниченную почти со скоростью свободно падающих предметов. "Резистивные системы башнях» не играли никакой роли. В противном случае истекшее время падения был бы продлен ", отметил он. Как это было, мусор ушло около девяти секунд, чтобы достичь земли с вершины.
"Трудно судить, какой из этих механизмов произошел сбой во-первых, вероятно, все произошло, и взаимодействовали," сказал член комиссии Оральный Buyukozturk, профессор гражданской и экологической инженерии в MIT. "Длительное воздействие высокой температуры, вероятно, привели к потере устойчивости колонн, обрушение полов, а также к настригу полов на провал суставов." Он отметил, что видеопленки катастрофы показали некоторый наклон верхней части южной башни, прежде чем она рухнула. "Это указывает на продольный изгиб одного здания лицо в то время как соседняя лицо склонилось [помещается напряженность]." После этого верхние части башни изображены распадающиеся, с "динамического эффекта и усиления процесса" ниже, что привело к прогрессирующее обрушение "своего рода парашютирования или колода карт эффекта" до нуля, заявил Buyukozturk.
Kausel обратился к часто задаваемый вопрос о том, почему башни не опрокинуться как падающего дерева. "Дерево твердое тело, в то время как здание в основном воздух или пустое пространство,. Лишь около 10 процентов твердого материала Поскольку нет твердых культи под, чтобы заставить его в сторону, здание не может опрокинуться Это может рухнуть только на себя.. " Роберт Макнамара сказал, что его провал теории механизма "фокусируется на связях, которые держат структуру вместе", но он предупредил, что "нам действительно нужно ждать для детального исследования, прежде чем мы решим, если мы должны до рейтинги код для этих соединений в подписи структуры ".
Защита Небоскреб жильцах
Группа экспертов затем обратил свое внимание на изменения будущих высоких структур в результате того, что было изучено. Хотя в последнее время "катастрофа не могла быть задумана как дизайн сценария в 1970-е годы, это означает, что мы должны изменить способ, которым мы проектирование и строительство высотных зданий в будущем," сказал Buyukozturk.



Существующие небоскребы, вероятно, следует быть модернизированы с некоторыми дополнительными мерами безопасности, но профессора говорят, что это не имеет смысла economicallyand aestheticallyto защитить их всех физически от подобных катастроф. "Переоборудование стоит очень дорого, и поэтому, как правило, делается только для монументальных зданий", сказал Коннор.
"Там никогда не будет здание, которое не будет падать", отметил Kausel. "Лучшее, что мы можем сделать, это убедиться, что она будет стоять достаточно долго для того, чтобы все люди бежать." Еще когда Всемирный торговый центр был построен, кажется, никто не предвосхитили необходимость эвакуировать весь большое здание сразу. Для этого успешно означает повышение структурного положения redundancythe здания в дополнительных средств для оказания помощи системной функции. Члены комиссии обсудили обеспечение улучшенной противопожарной защиты для структурных элементов, а также альтернативные пути нагрузки стоять в поврежденных конструкций и крепления балок перекрытий диафрагмы сильнее вертикальных элементов. Кроме того, была упомянута идея установки Взрывоустойчивые, энергопоглощающие материалы, такие как бетон, заключенная стальных наружных колонн и / или полостей (железобетонных ядер) в будущих крупных структур, которые могли бы помочь им выжить или по крайней мере способствовать неудачи в некоторых медленнее, менее пагубное последовательности.
Одна аудитория посетитель, инженер-строитель Западного побережья на основе, не назвавший своего имени, создал провокационную момент, когда он утверждал, что это будет стоить около 10 процентов больше, чем первоначальная стоимость здания для установки напольных совместных подкреплений для большей избыточности. "Согласно нашему анализу, это может добавить еще несколько часов в период эвакуации," сказал он. "Если каждая башня стоит около $ 1 млрд, чтобы построить, а затем лишнюю сотню миллионов долларов мог бы спасти большинство пассажиров. Хотя это страшно подумать", продолжил он, "человеческая жизнь оценивается для целей страхования примерно миллион долларов за штуку , так что это помогает поставить дополнительные инвестиции в перспективу. в конце концов, Всемирный торговый центр был модернизированы с 10000 вязкоупругих гасителей, чтобы уменьшить его раскачивание, поэтому меры по повышению безопасности не могут быть проигнорированы. Строительные клиенты, чтобы стать более требовательным, даже если вероятности повторяющегося бедствия очень малы .... »
Группа также обсудила необходимость повышения эффективности построения систем безопасности. Kausel указал на проблемы с системами связи в чрезвычайных ситуациях башен-близнецов "(" только тогда, когда координация наиболее критично, люди не знали, что делать »), системы аварийного освещения и защиты от дыма (" великий убийца в строительстве пожаров вдыхание дыма "). Он также предположил, что больше усилий необходимо затратить, чтобы создать "альтернативные маршруты эвакуации, поэтому эвакуированных не сталкивались со стеной дыма. Если два лестничных клетках находятся близко друг к другу", отметил он, "один взрыв мог заблокировать их обоих." Другие идеи плавали включали установку более совершенных систем пожаротушения, используя водные пленкообразующие пенопластов, используемых в авиационных пожаров и создание защищенных подъездные пути для пожарных. Там также упомянуть о необходимости затвердеть лестничные и выхода путей, и, возможно, разработать «развертываемые системы эвакуации» для обитателей зданий.Помимо робототехнических устройств эвакуации трапов, развертываемые системы могут включать в себя управляющие трубы развернуты из окна, внешние люди, понижающие машины, летающие платформы или даже парашюты ".
Один член аудитории спросил собравшихся экспертов, является ли железобетонный небоскреб, таких как текущая высота рекордсмена, 452-метровой Башни Петронас в Куала-Лумпур, Малайзия, было бы лучше сопротивлялась столкновение с топливом заполнены авиалайнера. Их ответ указал, что конкретная структура будет, вероятно, продолжалось в течение нескольких часов больше, чем сделали стальные башни Всемирного торгового центра. Роберт Макнамара заявил, что многие из последних superskyscrapers были построены из монолитного железобетона в основном из-за высокой стоимости стали в Азии. Он также отметил, что Petronas Towers содержат "безопасное убежище полы", чтобы позволить пассажирам здания, чтобы достигнуть свежего воздуха во время пожаров.Макнамара сказал, что эта концепция была теперь несколько дискредитировал, так как подобные убежищ в ВТЦ не сэкономил бы никого.
Оживленная дискуссия затем последовало о том, знали ли террористы пилоты, где ударить здания для достижения максимального эффекта. Макнамара высказал мнение, что позиция воздействия кажется значительным. "Они били их только право placeabout две трети до трех четвертей пути вверх. Ранее [бомба грузовик] атака показала, что взрыв на дне мало влияет, и что это гораздо проще свернуть здание сверху, чем снизу . Если бы они попали в самый верх здания, ущерб от пожара не было бы такой катастрофический эффект. в нижней части колонны намного тяжелее и сильнее, и поэтому они приняли бы гораздо большую нагрузку ". Connor предложил, что можно было бы "нужно выпускником уровня инженерную подготовку, чтобы выбрать простое целевое местоположение."
В период после катастрофы Всемирного торгового центра, возник вопрос, должно ли быть построен superskyscrapers в будущем.Очевидно, эти лучшие инженеры ответили бы в определенный положительный ответ. Неизбежно, они сказали, новые высокие башни будут расти.

Обвинения в организации Gage являются типичным мешанина псевдонаучных претензий. Наряду с другими эзотерическими и развенчали технических аргументов, он говорит , что расплавленная стальбыла видна на месте Ground Zero , удостоверяющего , что пожары сожгли слишком жарко , чтобы было вызвано топливо для реактивных двигателей; что , поскольку здания рухнули на "возле свободного падения скорости ", должно быть , было контролируемого сноса; и что следы термитной реакции , найденной в мусоре Всемирного торгового центра доказывает , что использовались взрывчатые вещества.

Все так называемые доказательства Гейдж была опровергнута в рецензируемых работах, Федеральным агентством по чрезвычайным ситуациям, Национальным институтом стандартов и технологии, Американское общество гражданских инженеров, в докладе Комиссии 9/11, и, возможно , наиболее памятно, по 110-летний технический журналПопулярная механика.
Что более интересно , чем эти странные и развенчали теорий заговора является то, как Гейдж помещает его членство фронт и центр AIA в его презентации. Кажется, что он пытается скрыть свою организацию в чиновничества почтенного 155-летнего профессионального учреждения, даже AIA не хочет иметь ничего общего с его организацией. В начале своего последнего фильма, он объясняет, что он является "лицензированным архитектором более 20 лет и членом Американского института архитекторов."
Гейдж часто кажется орудовать свой статус AIA в продвижении своих теорий заговора. Делая свое дело, он также регулярно цитирует, что более 100 членов AIA и по меньшей мере шесть AIA стипендиатов подписали его петицию на новое расследование. В общей сложности, Гейдж говорит, что более 1700 из примерно 16 000 подписей петиции являются от архитекторов и инженеров.
Во время скрининга, Гейдж был по крайней мере, намекая, что его организация была приглашена AIA официально.
"Я не могу сказать вам, как мы благодарны должны были быть приняты, чтобы быть здесь, в конференц-зале в штаб-квартире национальной", сказал Gage. "Мы надеемся, что это начало очень продуктивных отношений".
Помимо Gage, хотя, там не было ни одного друга архитектора в комнате, гораздо меньше, чиновник из AIA, или даже другой член. 80-сильный толпа была составлена в основном из членов местного движения 9/11 истины и других политических деятелей.
Гейдж был когда-то предупреждал AIA чтобы не допустить распространения неверное впечатление, что существует связь между этими двумя организациями, после того, как он написал письмо Конгрессу о том, что более 100 членов AIA, которые подписали его ходатайство требовали новое расследование 9/11.
"Это несколько беспокоит, что он вроде изображает понятие, что у нас есть отношения, когда мы, конечно, нет," сказал Фрэнк.

После написания этого письма в Конгресс, Гейдж было сказано, по словам Франка, что «членство в AIA в одиночку не дает людям право выступать от имени института или представлять мнения Института."
Когда я говорил с ним после этого события, Гейдж подыграл важность места встречи.
"[AIA] не может игнорировать доказательства того, что мы говорим," сказал он. "Они не могут просто сказать:" это те ребята там. Теперь "они" в "нашем" доме ".
Когда я прямо спросил его, Гейдж признал, что это не является официальным мероприятием AIA, но арендованное пространство открыто для всех членов общества, добавив, что он чувствует, что он не был дан его собственно из-за этой организацией в прошлом.
Но он надеется, что в один прекрасный день он будет предложено официально рассмотреть этот зал заседаний.
"Мы должны быть здесь с членами правления Американского института архитекторов, так что они не могут игнорировать эти доказательства более длительный период времени," сказал Gage.
Он также надеется получить приглашение выступить на будущих конвенций AIA и быть предоставлена возможность провести бесплатно "образовательные" будками или семинары-запрос о том, что AIA опровергла. Архитекторы и Инженеры по 9/11 Истины экспонировались на национальном и местном уровнях конвенций AIA в прошлом, но только после того, как платить за стенд пространства.
Гейдж не следует ожидать, те приглашения, в ближайшее время, по словам Франка: "Существует абсолютно никакого отношения ... [между нашими группами], и не будет ли когда-нибудь в будущем."