• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Andra
    Hur World Trade Center fungerade
    World Trade Center tvillingtorn var riktiga original - deras historia är en innovation, uthållighet och storslagna idéer. Se fler vackra skyline -bilder. Foto med tillstånd Glass, Stål och sten

    När vi ser tillbaka den 11 september, 2001, vi tänker främst på människor. Vi sörjer över offren för attackerna, vi känner med deras familjer, vi hedrar räddningsarbetarna, och vi reflekterar över vår egen upplevelse. På samma gång, vi kommer ihåg all den tidens teknik - de flygplan som kaparna använde som flygbomber, byggnaderna de skadade och förstörde, och den tunga utrustning som användes vid den massiva räddnings- och saneringsinsatsen. Som otaliga händelser genom historien, attackerna den 11 september var ett krossande nät av människa och maskin.

    Den mest framstående tekniken den dagen, självklart, var World Trade Center -komplexet. Efter attacken, WTC:s tvillingtorn kom att symbolisera inte bara själva dagen, men också en kollektiv känsla av människor över hela världen.

    I den här artikeln, vi minns tvillingtornen för allt de var:en anmärkningsvärd teknisk prestation, en framställning av ett ideal, och, i sista hand, en häpnadsväckande påminnelse om vår egen sårbarhet. När jag minns denna stolta struktur, vi hedrar andan i vilken den byggdes, och vi minns offren för attackerna.

    Ursprung

    Den ursprungliga idén för ett världshandelscentrum i New York krediteras i allmänhet David Rockefeller , en av industrimannen John D. Rockefellers många barnbarn. Faktiskt, idén föreslogs strax efter andra världskriget, ett decennium innan Rockefeller någonsin engagerade sig, men det var han som faktiskt fick bollen att rulla.

    På 1950- och 60 -talen, medan han var ordförande för Chase Manhattan Bank, Rockefeller ägnade sig åt att återuppliva nedre Manhattan. Han hoppades få energi till området med nybyggnation, på ungefär samma sätt som hans far revitaliserade Manhattan på 1930 -talet med Rockefeller Center. Som en del av hans plan, David Rockefeller föreslog ett komplex för internationell handel, ska byggas i östra änden av Wall Street. Rockefeller trodde att handelscentret, som skulle omfatta kontor och hotellrum, en utställningshall, ett värdepappers- och utbytescenter och många butiker, skulle bara vara den främsta ekonomiska tillväxten i området.

    De hotande tvillingtornen gick långt bortom de ursprungliga koncepten för WTC. Foto med tillstånd av NARA

    Vid 1960 -talet, han hade verkligen något att vinna på WTC -projektet. Han hade precis satt upp det dyra 60-våningar höga Chase Manhattan Bank-tornet i finansdistriktet, och ville öka värdet på bankens investering. Men han drevs också av andan av internationell enhet. Ett världshandelscentrum skulle samla människor från hela världen, ett ädelt ideal under decennierna efter andra världskriget.

    Med hjälp av sin bror, Nelson Rockefeller, guvernören i staten New York vid den tiden, David Rockefeller fick Port of New York Authority inblandade. Port of New York Authority, numera känd som hamnmyndigheten i New York och New Jersey, är en statlig institution som leder offentliga projekt i hamnområdet New York och New Jersey. Medan hamnmyndigheten är en offentlig organisation, det fungerar som ett privat företag - det debiterar sina "kunder" direkt och vinster från investeringar, snarare än att ta skattepengar.

    Sedan det skapades 1921, hamnmyndigheten hade huvudsakligen haft att göra med broar, tunnlar, flygplatser och busstransporter. Det hade aldrig gjort någonting nära World Trade Center, men ändå, organisationen var det mest logiska valet att leda projektet. Den hade den sällsynta kombinationen av regeringsförbindelser, olika resurser och kraften hos en framstående domän.

    Rockefeller beställde tidiga konstruktioner för WTC 1958, hamnmyndigheten engagerade sig 1960, och de första planerna offentliggjordes 1961. Sedan bromsade det avsevärt. I åratal, hamnmyndigheten slog igenom skatteproblem, PR -problem och juridiska bråk, för att inte tala om den impopulära uppgiften att vräka ut de hundratals företag och bostäder som upptar byggarbetsplatsen.

    Med alla förhandlingar och logistiska konflikter, utgrävningen började faktiskt inte förrän 1966. Vid den tiden, projektets utformning och omfattning hade förändrats helt, som vi kommer att se i nästa avsnitt.

    Innehåll
    1. World Trade Center Tube
    2. World Trade Center hissar
    3. World Trade Center badkar
    4. Konstruktion av World Trade Center
    5. World Trade Center:s liv
    6. 11 september, 2001
    7. World Trade Center brand
    8. Efterdyningarna av 9/11

    World Trade Center Tube

    World Trade Center -tornen hade en innovativ "rör" -design, med en omkretsstödkonstruktion förenad med en central kärnstruktur med horisontella golvstolar.

    Den slutliga designen för WTC var en gruppinsats, samlar arbetet med dussintals arkitekter, strukturingenjörer och chefer, ledd av några framstående talanger. Hamnmyndighetens Guy Tozzoli valde det sista laget och skötte hela design- och byggprocessen; chefsarkitekten för projektet, Minoru Yamasaki , kom på tvillingtornskonceptet, liksom den grundläggande layouten för resten av komplexet; strukturingenjörer Leslie Robertson och John Skilling kom på hur man får tornen att resa sig.

    Det slutliga komplexet bestod av sju byggnader, domineras av de två 110-våningstornen som stiger mer än 1, 360 fot (415 meter) ovanför en öppen torg. Den monumentala torndesignen var innovativ, ambitiös och bedrägligt enkel.

    Vid byggtiden, de flesta nya skyskrapor byggdes runt stålskelett i gallerstil. I denna design, stödstrukturen är spridd över hela byggnaden. Metallbalkar nitas från ände till ände för att bilda vertikala pelare, och på varje våningsplan, dessa vertikala kolonner är anslutna till horisontella balkbalkar. Supportkolumnerna är alla interna, så utsidan av byggnaden behöver inte hålla annat än sin egen vikt. Dessa yttre gardinväggar kan vara gjord av nästan vad som helst, inklusive vanligt glas.

    WTC -teamet tog en något annorlunda strategi. De bestämde sig för att bygga långa "rör, "där alla stödpelare skulle vara runt byggnadens utsida och i byggnadens centrala kärna. I huvudsak varje torn var en låda i en låda, förenade med horisontella fackverk på varje våning.

    Ytterlådan, mäter 63 x 63 m, bestod av 14 tum (36 cm) breda stålpelare, 59 per byggnadsyta, åtskilda drygt 3 fot (1 m) från varandra. På varje våning över torgnivån, mellanrummen mellan kolumnerna rymde 22-tums (56 cm) fönster. Yamasaki, som hade en uttalad höjdskräck, kände att de små fönstren fick byggnaden att känna sig tryggare. Kolonnerna var täckta med aluminium, ger tornen en distinkt silverfärg. Den inre lådan vid kärnan i varje torn mätte cirka 41 x 26 m. Dess 47 tunga stålpelare omgav ett stort öppet område med hissar, trapphus och toaletter.

    Denna design hade två stora fördelar. För det första, det gav byggnaden anmärkningsvärd stabilitet. Förutom att axla en del av den vertikala belastningen (byggnadens vikt), de yttre stålpelarna stödde alla horisontella krafter som verkar på tornet (vindens kraft). Detta innebar att den inre stödstrukturen var helt tillägnad de stora vertikala belastningarna.

    För det andra, röret design för stora fastigheter. Med stödstrukturen flyttad till sidorna och mitten av byggnaden, det fanns inget behov av att rymma skrymmande pelare på varje våning. Kunder kan konfigurera det tillgängliga utrymmet, cirka 3/4 tunnland per våning, hur de än ville.

    De vertikala stödpelarna i byggnadens kärna gick ända ner under bottenvåningen, genom källarstrukturen, till sprida fotfäste struktur under marken. I den breda fotdesignen, varje stödpelare vilar direkt på en gjutjärnsplatta, som sitter ovanpå en grillning . Grillen är i grunden en bunt med horisontella stålbalkar, fodras sida vid sida i två eller flera lager (se diagram nedan). Galleriet vilar på en tjock betongplatta som hälls på fastämnet berggrund djupt under jorden. Denna pyramidform fördelar den koncentrerade vikten från pelarna över en bred, fast yta. Med stålet på plats, hela strukturen var täckt med betong.

    Grundläggande spridningsfotdesign

    Nära basen av varje torn, på torgnivå, de smalt åtskilda omkretsstödkolumnerna vilade på "kolumnträd". De välvda pelarträden sprider vikten från de smalt åtskilda kolumnerna över tjockare pelare med ett avstånd på cirka 10 fot (3 m) från varandra. Var och en av dessa kolumner vilade på ytterligare, mindre stödfot i fundamentet.

    World Trade Center hissar

    WTC -tornens innovativa hissarrangemang

    För att stå emot vindens horisontella kraft, skyskrapor behöver rätt kombination av stabilitet och flexibilitet. De måste vara tillräckligt styva för att vinden inte kan skjuta dem för långt från sida till sida, men tillräckligt flexibla för att de ska kunna ge lite, absorberar en del av vindenergin.

    WTC -besättningen körde omfattande tester för att ta reda på hur mycket svängning de kunde tillåta utan att störa de boende i byggnaden. De satte konstruktionsmodeller i vindtunnlar och lockade till och med intet ont anande testpersoner till rörliga rum anslutna till tung hydraulik.

    I slutet, de konstruerade tornen så att de kunde svaja cirka 3 fot i båda riktningarna. För att minimera svajkänslan, de installerade cirka 10, 000 viskoelastiska dämpare mellan stödpelare och golvstolar i hela byggnaden. Det speciella viskoelastiska materialet i dessa spjäll kan röra sig något, men den skulle återgå till sin ursprungliga form. Med andra ord, det kan ge lite och sedan återgå till sitt ursprungliga läge, absorberar mycket av chocken av byggnadens gungande rörelse.

    Förutom byggnadernas stödstruktur, WTC -besättningen var tvungen att överväga hur människor faktiskt skulle komma runt tornen. Hisssystem har alltid varit en svår balansgång för skyskraparkonstruktörer. När du bygger uppåt, öka det tillgängliga utrymmet och därför beläggning av en byggnad, du behöver fler hissar för att hantera de extra personerna. Men att lägga till fler hissar som går till översta våningen minskar det tillgängliga golvutrymmet något, och därför total beläggning (vilket minskar intäktspotentialen). Det är svårt att få alla siffror att räkna ut, och det begränsar funktionellt storleken på skyskrapan. Innan WTC, arkitekter tvekade att bygga högre än 80 våningar, till stor del på grund av hissproblemet.

    WTC -besättningen föreslog ett helt annat system för de enorma tornen. Istället för att bygga tillräckligt med hissar för att flytta alla från bottenvåningen till deras destination, de bestämde sig för att dela resan till de övre våningarna mellan flera hissar. Om folk ville komma från marken till översta våningen, de skulle behöva hoppa från hiss till hiss, på samma sätt kan du byta bil på ett tunnelbanesystem.

    Först, de skulle ta en expresshiss från huvudlobbyn direkt till en sky-lobby på 78:e våningen. Därifrån, de kunde gå direkt till målgolvet. För att hålla ordning, alla hissar för 55 personer hade dörrar på varje sida-du skulle gå in på ena sidan, gå framåt, och gå ut på andra sidan. Den här vägen, passagerarna kunde hålla sin plats i kö hela vägen upp.

    Väsentligen, varje torn fungerade som tre byggnader staplade ovanpå varandra. Systemet visade sig vara en stor framgång - med totalt 99 hissar per torn, varje serverar endast specifika våningar, passagerarna kunde ta sig fram snabbt och enkelt. De flesta superskyskrapor som byggdes efter WTC använde samma grundsystem.

    World Trade Center badkar

    Innan hamnmyndigheten kunde bygga upp, att bygga de massiva tornen, de var tvungna att bygga ner för att etablera byggnadernas grundvalar. Massiva skyskrapor måste vila på berggrunden, den fasta berget under markens mark, annars kommer de inte att kunna stå upp. För att komma till denna nivå, besättningen måste gräva upp en enorm massa smuts som den första etappen i konstruktionen.

    På WTC -webbplatsen berggrunden är mellan 17 och 24 m ned. Att gräva till denna nivå är ingen enkel uppgift, självklart, men det är lika med kursen i skyskrapor konstruktion. WTC -besättningen stod inför ytterligare en atypisk utmaning, dock. Byggplatsen låg omedelbart intill Hudson River, och bara några meter ner, jorden var helt mättad - om besättningen började gräva, utgrävningsplatsen skulle översvämmas.

    Att tömma Hudsonfloden skulle ha varit en logistisk mardröm. Bland annat, det skulle ha äventyrat stabiliteten hos andra byggnader längs stranden. Istället, hamnmyndigheten beslutade att använda den okonventionella "slamgravmetoden, "tidigare sysselsatt främst inom tunnelbanebyggande.

    Processen var ganska enkel, åtminstone konceptuellt. Besättningen använde grävmaskiner för att gräva 3 fot breda skyttegravar ner till berggrunden. När de grävde, de pipade in en uppslamning gjord av vatten och en expansiv lera kallad bentonit . Bentonituppslamningsmaterialet skulle expandera längs sidorna av diket, blockerar grundvattnet.

    När de väl hade avslutat en 6,7 meter lång dikenavdelning, besättningen sänkte en smal, sju våningar stålram i hålet. Sedan hällde de i betong från botten av skyttegraven medan de pumpade upp slammet genom toppen.

    På det här sättet, de byggde fast, stålarmerade betongväggar under jord. De upprepade processen med 152 ramsegment, var och en mäter 22 fot över att bilda en stor låda som mäter fyra stadsblock med två stadsblock (cirka 500x1, 152 x 304 m). Denna låda, kallas vanligtvis ett "badkar, "bildade en vattentät omkretsvägg för de två tornens fundamentstruktur.

    Med badkaret på plats, byggbesättningen kunde börja gräva ner till berggrunden för att lägga byggnadernas grundstöd. Det enda problemet var att jorden inuti badkaret var det främsta stödet för att hålla väggarna på plats - ta bort smutsen inuti, och vikten av smuts och vatten utanför skulle skjuta väggarna inåt. För att hålla väggarna på plats medan de byggde upp fundamentet, besättningen fick springa under jorden slipsar , kablar som sträcker sig från omkretsväggarna till sten som omger badkaret. Detta gav tillfälligt stöd tills besättningen kunde avsluta en stödstruktur inne i badkaret.

    Konstruktion av World Trade Center

    Med omkretsväggarna säkrade på plats, besättningen kunde börja gräva grundplatsen. De slutade med att gräva upp mer än 1 miljon kubikmeter fyllning, som de dumpade i Hudson, att förlänga stranden. Utgrävningen har faktiskt lagt till 28 hektar av främsta New York -fastigheter, bildar det som nu är Battery Park City.

    När de hade grävt ner till berggrunden, de sprängde bort stora gropar för tornens stödstruktur och började bygga den massiva grundstrukturen för byggnaderna ovan. Dessutom, källarstrukturen hade sju nivåer av användbart utrymme, som innehöll parkeringsdäck, butiker och tunnelbanestationer.

    Att sätta upp tvillingtornen var en stor logistisk utmaning, förutom ett häpnadsväckande teknikproblem. Byggnaderna krävde en enorm mängd stål - cirka 200, 000 ton totalt - men byggarbetsplatsen hade bara plats för lite när som helst. För att byggandet ska gå i rörelse utan att ta för mycket plats på byggarbetsplatsen, hamnmyndigheten var tvungen att inrätta "i tid stålleverans".

    I detta system, allt stål transporterades från tillverkarna till en jätte järnvägsgård i New Jersey. Varje större stålstycke var märkt med ett långt ID -nummer, som anger var och när den skulle användas. Enligt konstruktionsschemat, hamnmyndigheten skulle frakta stålbitarna från gården till platsen exakt när det behövdes - mindre bitar gick med lastbil och större bitar med bogserbåt.

    Byggprocessen fungerade inifrån och ut. Först, besättningen byggde stålramen i den inre kärnan till en viss höjd, och monterade sedan omkretsväggen runt den. Omkretsstrukturen bildades faktiskt av förfabrikerade sektioner av vertikala kolonner fästa vid horisontella balkar (kallad spandrels ). De prefabricerade sektionerna var cirka 3 fot breda, antingen två eller tre våningar hög, och vägde cirka 22 ton.

    Golvstrukturen installerades sedan mellan den yttre omkretsväggen och den inre kärnan. Golven kom också i förmonterade sektioner, bestående av 32-tums djupa (81 cm) fackverk toppade med en korrugerad metallyta. För att avsluta varje våning, besättningen skulle hälla betong över metallytan och toppa den med kakel. Golvpartierna inkluderade förmonterade kanaler för telefonlinjer och elkabel, för att underlätta för elektrikerna som skulle komma in senare. Efter att stålkonstruktionen var på plats, besättningen fäst den yttre "huden" på omkretsen - Anodiserad aluminium , förskuren i stora paneler.

    Detta fortsatte, avsnitt för avsnitt, som tornen klättrade högre och högre. Besättningen lyfte stålsektionerna på plats med fyra stora kranar (fyra per torn), monterad på långa stålkonstruktioner monterade inuti rörstrukturen. Kranarna kunde faktiskt lyfta sig högre, med tung hydraulik, när golven var färdiga.

    Medan besättningen fortsatte att bygga uppåt, andra arbetare började fläta ut golven nedanför, ner till att installera persienner och måla väggarna. Ett antal företag flyttade faktiskt in i sina nya WTC -kontor år innan tornen officiellt öppnade.

    Ny form

    Förutom att använda en okonventionell konstruktion, tvillingtornen var också en estetisk avvikelse från de äldre byggnaderna i New York. De flesta av stadens skyskrapor har en "bröllopstårta" -form, med större sektioner på botten avsmalnande till mindre sektioner ovanpå. Detta berodde delvis på den rådande arkitektoniska stilen under 1900 -talets första hälft, men det var också ett resultat av New Yorks zonbestämningar. För att se till att skyskrapornas väggar inte hindrar allt ljus från att nå gatan, staden antog en resolution 1916 som dikterade att alla skyskrapor skulle ha en övergripande pyramidform.

    En ny resolution 1962 flyttade fokus, reglerar totalhöjd snarare än form. De nya begränsningarna dikterade ett maximalt antal våningar, baserat på byggnadens distrikt och tomtens totala yta. Hamnmyndigheten fick bygga så höga torn eftersom de hade en stor tomt med en stor, öppet område torg. (Kolla in New York Skyscrapers:Regulations and Occupation för mer information.)

    Läs mer

    World Trade Center:s liv

    Så småningom, WTC Twin Towers blev en omtyckt ikon i New York och Amerika.

    World Trade Center -komplexet öppnade officiellt sina dörrar 4 april kl. 1973 , till ett mycket skeptiskt New York. Från dess uppfattning hela vägen till dess färdigställande, WTC -projektet var väldigt populärt bland många New York -bor. Företagare och invånare var upprörda över att tvingas ut från byggarbetsplatsen; medborgare över hela staden undrade varför hamnmyndigheten sjunkit så mycket pengar i projektet (uppskattat till mer än 1 miljard dollar, motsvarande cirka 4,5 miljarder dollar idag), tydligen på bekostnad av kollektivtrafik; miljöaktivister ifrågasatte några av konstruktionerna; och flera framstående arkitektkritiker sa att tornen helt enkelt var för stora och skrytfulla. Den stora invigningen var verkligen en firande dag för hamnmyndigheten, designteam och byggbesättning, men WTC -komplexet hade en lång väg att tjäna stadens acceptans.

    Under det kommande decenniet, det gjorde just det, och vann sedan över resten av landet. Upphöjt av framträdande framträdanden i flera filmer, till exempel 1976 års "King Kong" -inspelning, Woody Allens "Manhattan, "och" Superman "-filmerna, Twin Towers fick utbredd erkännande som en del av New York.

    Tornens berömmelse drevs också av flera anmärkningsvärda jippon. Under åren efter WTC:s slutförande fallskärmshoppare som fallskärmshoppade från toppen av tornen, klättrare skalade byggnaden och en fransk akrobat gick fram och tillbaka mellan byggnaderna på ett snörband. På bara några år, den utmärkande bilden av Twin Towers var en häftklammer på New York -vykort, T-shirts och reklam. Byggnaderna hade utvecklats till en stolt symbol för staden, säkra sin plats som en amerikansk ikon.

    Tornen vann också New Yorkers genom att ge dem en ny bild av sin stad. Besökare kunde klättra till toppen av WTC 2, södra tornet, för en hisnande utsikt över silhuetten från utomhusobservationsdäcket. På en klar dag, det var möjligt att se mer än 64 km åt alla håll. Besökare med en större budget kan njuta av utsikten från en mer elegant miljö, restaurangen "Windows of the World" högst upp i WTC 1, norra tornet. När observationsdäcket och restaurangen öppnade, även starka WTC -kritiker dök upp för att kolla in utsikten.

    De flesta New Yorkbor (och de flesta amerikaner) var bekanta med tornen främst utifrån, men de tusentals människor som arbetade i tornen hade ett helt annat perspektiv - de uppskattade inte bara byggnadernas monumentala storlek, men också den svindlande variationen av aktiviteter som pågår inuti. WTC stödde cirka 500 företag med ett kollektivt 50, 000 anställda. Detta inkluderade kontor för banker, advokatbyrå, mäklarhus, tv -stationer, utgivare, välgörenhetsorganisationer och flygbolag, bland många andra saker. Dessutom, tornen innehöll nio kapell med olika trosuppfattningar.

    På en vanlig arbetsdag, upp till 200, 000 besökare från hela världen passerade genom komplexet. Med det stora utbudet av aktiviteter på gång, tornen var nästan en stad för sig själva.

    11 september, 2001

    På morgonen den 11 september, 2001, omedelbart efter att terrorister träffade tvillingtornen, det såg ut som om byggnaderna kan förbli stående. Medan flygkrascherna hade tagit stora bitar ur båda tornen, den övergripande strukturen verkade vara intakt, åtminstone till observatörerna på marken och de miljoner amerikaner som tittar på katastrofen på tv. Men inom en timme, World Trade Center 2 hade kollapsat, följt av World Trade Center 1 bara 40 minuter senare.

    Under veckorna efter attackerna, Federal Emergency Management Agency (FEMA) och Structural Engineering Institute of the American Society of Civil Engineers (SEI/ASCE) samlade ett team av forskare och ingenjörer för att undersöka exakt hur byggnaderna kollapsade. Baserat på video, ögonvittnesbok och skräpanalys, laget bildade en sannolik hypotes om vad som hände, som de offentliggjorde i april 2002. I augusti 2002, National Institute of Standards and Technology (NIST), en byrå i det amerikanska handelsdepartementet, tillkännagav att det skulle lansera sitt eget tvååriga, 16 miljoner dollar studie av kollapsen.

    Följande är en sammanfattning av FEMA -utvärderingsteamens resultat, som var i stort sett i samma linje som de många medieutvärderingarna under veckorna efter attackerna. Du kan läsa hela rapporten på FEMA:s webbplats.

    När planen träffade de två tornen, kollisionerna skadade varje byggnad på två stora sätt:

    • I varje fall, hastighetsplanets kraft slog ut ett antal vertikala pelare runt byggnadens omkrets, skadade stora delar av golvet, skickade möbler och flygvrak som flyger genom kontoren och förmodligen skadade stödpelare i varje byggnads kärna. Mest troligt, den första påverkan förstörde också sprinklersystemet på dessa golv. Utvärderingsteamet uppskattar att det första planet - en 395, 000 pund (180, 000 kg) Boeing 767-200ER går cirka 470 miles i timmen (756 km / h)-brutna upp till 36 perimeter stödpelare över ett fyra våningar stort område av WTC 1:s norra sida. De anslutna golven kollapsade delvis, och den centrala kärnan led odefinierad skada. Det andra planet, en Boeing 767-200ER som flyger i cirka 590 miles i timmen (950 kph), orsakade liknande skador på WTC 2. Kollisionen bröt upp till 32 omkretspelare över ett fem våningar stort område, kollapsa delar av anslutet golv och skadar den centrala kärnan.
    • I varje attack, kraschen tändde planets bränsletillförsel, orsakar en massiv eldkula - ett expanderande område med brinnande gas. Medan det tända bränslet inte riktigt explodera , eldbollen spred eld på byggnadens sida, genom de närliggande golven och nedåt inre schakt till nedre våningar. Utredarna antog att nästan allt jetbränsle förbrukades under den första eldbollen och de första minuterna av byggbranden, men det tända tillräckligt med kontorsutrustning, papper och byggmaterial för att få elden att rasa fram till kollapsen.

    Otroligt, den första skadan på stödstrukturen var inte tillräckligt för att välta byggnaden. Rapporten, liksom ett antal framstående ingenjörer, har hävdat att majoriteten av skyskraporna på planeten skulle ha kollapsat inom några sekunder efter en sådan kollision. Men kollisionerna ledde hela byggnadens vertikala belastning till de återstående kolumnerna, väsentligt öka strukturens spänningsnivå.

    Utan ytterligare belastningar på stödstrukturen, rapporten hävdar, tornen kunde ha stannat uppe på obestämd tid. Men eldens extrema hetta, som kan ha överstigit 2, 000 grader Fahrenheit (1, 090 C) vid vissa punkter, utövade enorm belastning på omkretspelarna, kärnkolumnerna, och golvstolarna mellan dem.

    World Trade Center brand

    Huvudfaktorn var egentligen eldens storlek - den totala ytan som den täckte. Byggbränder börjar vanligtvis med en liten eld - säg en brinnande cigarett på en pappersbunt - som gradvis sprider sig genom ett större område. I den situationen, elden är mest intensiv där den har mest bränsle (saker som kan brinna), och det försvagar stödstrukturen avsevärt endast vid de mest intensiva punkterna. Om en brand startar i det nordvästra hörnet av ett skyskrapergolv, när elden når det sydöstra hörnet, startbranden vid startpunkten kommer att ha brunnit igenom det mesta av bränslet, och elden kommer inte att vara lika intensiv. Resultatet är att branden inte belastar den totala stödstrukturen på en gång. Det anstränger olika delar av stödstrukturen i sin tur, över tid.

    När det gäller World Trade Center, det brinnande jetbränslet spred elden över flera våningar på några sekunder. Denna massiva eld belastade strukturen exceptionellt på nästan alla punkter på dessa golv.

    Dessutom, rapporten tyder på att kraften i kollisionen tog bort mycket av det brandsäkra materialet som sprutades på stålet, vilket gör strukturen mer mottaglig för värmeskador.

    Värmen expanderade, vridit och spände stålstödkonstruktionen, gradvis minska byggnadens stabilitet. Hur många saker som helst kunde ha hänt under denna period. Till exempel, förbindelserna mellan vertikala pelare och golvstolar troligen avbrutna, tappa golvpartier på lägre nivåer och bryta förbindelserna mellan kärnan och omkretsväggen, möjligen att kolumner längs omkretsen spänns utåt. Varje bruten anslutning eller spännlängd av stål läggs till kraften som verkar på anslutna stålsegment, tills hela strukturen försvagades till den grad att den inte kunde hålla den övre delen av byggnaden.

    När detta hände, den övre delen av varje byggnad föll ner på byggnadens nedre del. Väsentligen, det här var som att tappa en 20 våningar hög byggnad ovanpå en annan byggnad. Innan kraschen, denna övre struktur utövade en konstant nedåtriktad kraft - dess vikt - på överbyggnaden nedanför. Självklart, den nedre överbyggnaden var tillräckligt stark för att klara denna vikt. Men när kolumnerna kollapsade, byggnadens övre del började röra sig - tyngdkraften nedåt accelererade den. Momentet i ett objekt - mängden av dess rörelse - är lika med dess massa multiplicerat med dess hastighet. Så när du ökar hastigheten på ett objekt med en uppsatt massa, du ökar dess fart. Detta ökar den totala kraft som objektet kan utöva på ett annat objekt.

    För att förstå hur detta fungerar, tänk på en hammare. Vilar i din hand, det skadar dig inte alls. Men om du tappar den på din fot, det kan göra lite skada. Liknande, om du svänger hammaren framåt, du kan använda tillräckligt med kraft för att driva spikar in i en vägg.

    När den övre strukturen i varje torn föll ner, dess hastighet - och därmed dess fart - ökade kraftigt. Denna större fart resulterade i en slagkraft som överskred pelarnas strukturella integritet omedelbart under det förstörda området. Dessa stödkolumner gav vika, och hela massan föll på golven ännu längre ner. På det här sättet, kraften hos den fallande byggnadsstrukturen bröt sönder överbyggnaden under, krossa byggnaden uppifrån, en våning i taget.

    För att uttrycka det på ett annat sätt, byggnadsmassans potentiella energi, positionenergin den hade på grund av dess höjd och dragkraften, omvandlades till rörelseenergi, eller rörelseenergi (rapporten anger den totala potentiella energin för WTC 1 vid 4*10^11 joule). Detta är samma grundprincip som professionella rivningsblåsare använder för att fälla obebodda byggnader.

    WTC 2, det andra tornet slog till, kollapsade faktiskt före WTC 1. Detta berodde troligen på två olika faktorer. Först, WTC 2 fick förmodligen större omedelbar skada - det andra planet som träffade gick snabbare än det första. För det andra, planet som träffade WTC 2 kraschade lägre på byggnaden än planet som träffade WTC 1. Följaktligen de ansträngda stödkolumnerna i WTC 2 hade en större belastning som pressade ner på dem än de ansträngda kolumnerna i WTC 1, so it would make sense that they reached the buckling point more quickly.

    While the towers' support structure ultimately couldn't withstand the raging fire, it was strong enough to save thousands of people's lives. Around 99 percent of the people below the impact in each tower were able to evacuate before the buildings collapsed. If the towers hadn't been built with redundant structural stability, the death toll would have easily been in the tens of thousands.

    In Memoriam

    The late Minoru Yamasaki, chief architect on the WTC project, had this to say about the Twin Towers, on their completion in 1973:

    "I feel this way about it:World trade means world peace and, consequently, the World Trade Center buildings in New York ... had a bigger purpose than just to provide room for tenants. The World Trade Center is a living symbol of man's dedication to world peace. Beyond the compelling need to make this a monument to world peace, the World Trade Center should, because of its importance, become a representation of man's belief in humanity, his need for individual dignity, his beliefs in the cooperation of men, and through cooperation, his ability to find greatness." Read More

    The Aftermath of 9/11

    An aerial view of "ground zero" in early October 2001 Photo courtesy FEMA

    In the months following the attacks, Förenta staterna, and the world, had a lot of work to do. While most of us were doing a lot of emotional work, to make sense of what had happened, the more than 1, 500 firemen, search and rescue teams, ironworkers, engineers, heavy equipment operators and other workers at ground zero were doing the very tangible physical work of cleaning up the World Trade Center wreckage.

    The ground zero effort began as a search-and-rescue operation, with workers removing debris carefully, looking for voids where there might be survivors. In the first hours, rescue workers mainly employed bucket brigades , which allowed them to remove debris carefully and systematically. This was important not only for the safety of any survivors, but also for the workers themselves. The wreckage was a precarious mess of twisted steel, concrete and debris, which could shift at any time.

    The crew also brought in heavy equipment, including excavators and cranes. Setting up the massive cranes was a real challenge, because the ground underneath wasn't entirely stable. When the towers and surrounding buildings collapsed, the falling steel punctured huge holes in the WTC plaza, filling large sections of the basement with debris. The rescue workers weren't just sifting through a pile of wreckage above ground; they were working on top of a pit filled with debris. Engineers had to find and secure stable ground for their 300-ton and 800-ton cranes.

    Rescue workers search through the rubble, two weeks after the attack. Photo courtesy FEMA A search-and-rescue team working at ground zero Photo courtesy FEMA

    Dessutom, the ground zero crew had to address the underground bathtub's stability. The force of the collapse destroyed much of the underground support structure that held the bathtub walls in place, risking a massive underground collapse. To maintain the basement's relative stability, the clean-up engineers had to reconfigure the tieback system that originally held the walls in place until they could construct a permanent support structure. This involved drilling into the ground and running new tieback cables between the walls and surrounding bedrock.

    The clean-up effort was slow going -- the crew had to proceed carefully, and they had to move a lot of debris, truckload by truckload, to a Staten Island landfill. When the clean-up was finished, in May 2002, the workers had moved 108, 000 truckloads of debris -- around 1.8 million tons of material. But despite this massive undertaking and inherent slow speed, the crew finished the job ahead of schedule, and well under budget.

    Excavators sort through the rubble at ground zero, a month after the attack. Photo courtesy FEMA

    When the clean-up was finished, Americans turned their attention to the future of the World Trade Center site, and the varied visions are a poignant manifestation of the nation's emotion. Americans wanted a memorial to honor the dead and mark the pivotal day in history. Men samtidigt, most of the country wanted to put up new office buildings and get people back to work at the WTC site.

    The prevailing sentiment is clear:Most Americans want the site to reflect the gravity and sorrow of September 11, but they refuse to let the attacks crush the spirit that put up the towers in the first place. It's important to the nation, on a symbolic and practical level, that the American way of life goes on undeterred, that international trade prevails and that engineers and architects continue to dream big.

    Mycket mer information

    Relaterade artiklar om HowStuffWorks

    • Hur skyskrapor fungerar
    • Hur järn och stål fungerar
    • How Tower Cranes Work
    • How Elevators Work
    • How Fire Engines Work
    • How Conspiracy Theories Work
    • Why has the World Trade Center Memorial been delayed?

    More Interesting Links

    • Lower Manhattan Development Corporation
    • Museum of the City of New York:Building the World Trade Center
    • World Trade Center History
    • Collapse of the World Trade Center Towers>
    • NIST Details Federal Investigation of World Trade Center Collapse
    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com