Разрушение башен Всемирного торгового центра в Нью-Йорке

Разрушение башен Всемирного торгового центра в Нью-Йорке
Обломки ВТЦ с обозначенными контурами зданий.

Разрушение башен Всемирного торгового центра стало основным событием из тех, которые происходили в связи с террористическими актами 11 сентября 2001 года. Две главные башни комплекса ВТЦ были поражены угнанными коммерческими авиалайнерами, южная башня (англ. 2 WTC) обрушилась в 09:59, через час после того, как в нее врезался самолет, северная башня (англ. 1 WTC) последовала за ней в 10:28.

В общей сложности, погибли 2751 человек, включая 157 пассажиров и членов команды на борту обоих самолетов[1]. Обрушение башен нанесло серьёзный урон строениям комплекса ВТЦ, а также окружающим зданиям. В результате полученных повреждений, в 17:20 обрушилась башня 7 WTC[2].

Федеральное Агентство Чрезвычайных Ситуаций (англ. FEMA) завершило изучение обстоятельств трагедии в мае 2002 года. Агентство признало, что конструкция башен ВТЦ соответствовала требованиям, разрушение башен объясняется действием экстраординарных факторов, находящихся вне возможностей контроля проектировщиков и строителей. FEMA высказало предварительное мнение, что разрушение возможно было вызвано ослаблением конструкций, поддерживающих перекрытия этажей. В тот момент, когда поддерживающие фермы на этажах зоны удара отделились от центральных опорных колонн, верхние этажи стали падать на нижние, и здание «сложилось»[3].

Предложенная FEMA версия была впоследствии отвергнута в процессе завершившегося в сентябре 2005 года более детального расследования, произведенного Национальным Институтом Стандартов и Технологии (англ. NIST). Так же как и FEMA, NIST не имел претензий к конструкции башен ВТЦ, отмечая, что сами атаки, а также величина нанесенных зданиям повреждений были далеко за пределами всего того, что когда-либо происходило в США. NIST объяснял разрушение башен тем, что оседающий пол (точнее, перекрытие) загнул внутрь внешние колонны здания, что вызвало обрушение верхних этажей[4].

Расчистка территории ВТЦ от обломков стала круглосуточной операцией, с привлечением множества подрядчиков и субподрядчиков; было потрачено несколько сотен миллионов долларов. На данный момент продолжается снос поврежденных зданий, а также восстановление ВТЦ, включая сооружение мемориала и «Башни Свободы» (англ. Freedom Tower). Здание 7 WTC построено заново.

Содержание

Конструкция башен ВТЦ

Конечно-элементная модель этажа ВТЦ, позволяющая оценить конструктивную систему здания

Габариты сооружения в плане 63,4х63,4 м, ядра жесткости - 26,8х42,1 м. Башни ВТЦ были сконструированы по типу "труба в трубе" (стволовая конструктивная схема), для того, чтобы создать на этажах непрерывное пространство, не разделенное стенами или колоннами. Это было достигнуто за счет того, что наружная стена башни, фактически, представляла собой множество установленных рядом колонн, берущих на себя основную вертикальную нагрузку, в то время как ветровая нагрузка приходился в основном на силовые колонны, находящиеся в центре башни (ядро жесткости). Начиная с десятого этажа, каждая стена башни была составлена из 59 колонн, в центре башни было установлено 49 силовых колонн[5] Все лифты и лестничные клетки проходили в ядре жесткости, оставляя между ядром и периметром башни большое свободное пространство для размещения офисов[6].

Конструкция пола башен ВТЦ

Конструкция этажного перекрытия представляла собой 10 см легкого бетона, уложенного на несъемную опалубку из профилированного настила. Профнастил укладывался на второстепенные (вспомогательные) фермы (балки), опирающиеся на главные фермы, передающие нагрузку на центральные и периферийные колонны. Главные фермы имели длину 11 и 18 метров (в зависимости от пролета), и укладывались с шагом 2,1 м., и были с внешней стороны прикреплены к перемычкам, соединяющим периферийные колонны на уровне каждого этажа, а с внутренней — к центральным колоннам. Пол крепился через эластичные демпферы, призванные снижать воздействие колебаний здания на работающих в нем людей[6].

Эта система ферм позволила оптимизированное перераспределение груза диафрагм пола между периметром и ядром с улучшенной работой между различными материалами гибкого стального и твердого бетона, позволяющего структуры момента передать влияние в сжатие на ядре, которое также главным образом поддержало башню передачи.

Башни также включили "связку аутригера (консоли)", расположенную между 107-ыми и 110-ыми этажами, которые состояли из шести ферм вдоль продольной (длинной) оси ядра и четырех вдоль короткой (поперечной) оси, которая служила для перераспределения нагрузки и повышения общей устойчивости здания, а также для поддержки шпиля антенны, которая была установлена только на одну из башен. NIST установил, что эта конструкция сыграла ключевую роль в последовательности событий, приведших к полному разрушению башен[6].

Возможности противостояния пожару и попаданию самолётов

Как и все современные высотные здания, башни ВТЦ проектировались и строились в расчете на противостояние обычному пожару. Многие противопожарные элементы закладывались еще на этапе проектирования и строительства, другие были добавлены после пожара 1975 года, который охватил шесть этажей, прежде чем был локализован и потушен[3]. Произведенные еще до катастрофы тесты показывали, что стальные конструкции башен находятся в соответствии с текущими требованиями устойчивости к огню, или даже превосходят их[7].

Инженеры по строительным конструкциям, проектировавшие Всемирный торговый центр, учитывали возможность того, что со зданием может столкнуться самолёт. В июле 1945 года бомбардировщик B-25 Mitchell потерял ориентацию в тумане и врезался в 79-й этаж Эмпайр-стейт-билдинг[8]. Годом позже двухмоторный самолёт C-45 Beechcraft столкнулся с небоскрёбом на Уолл-стрит, 40[9], а другой самолёт был близок к ещё одному столкновению с Эмпайр-стейт-билдинг[8].

NIST заявлял, что «Американские стандарты строительства не содержат требований к устойчивости зданий при попадании в них самолета. … и таким образом, здания не проектируются с расчетом на противостояние удару полностью заправленного коммерческого авиалайнера.»[10], тем не менее конструкторы и архитекторы ВТЦ обсуждали эту проблему, и признавали ее важность. Лесли Робертсон (англ.), один из главных инженеров Всемирного торгового центра, вспоминал, что рассматривался сценарий попадания в здание реактивного авиалайнера Boeing 707, потерявшего ориентацию в тумане и летящего на относительно низкой скорости в поисках аэропорта имени Джона Кеннеди или аэропорта Ньюарк Либерти[11][8][12]. Джон Скиллинг, другой инженер ВТЦ, говорил в 1993 году, что его подчинённые проводили анализ, который показал, что самой большой проблемой в случае столкновения башен ВТЦ с Boeing 707 станет то, что всё топливо самолёта попадёт внутрь здания и приведёт к «страшному пожару» и множеству человеческих жертв, но само здание останется стоять[13][12]. FEMA писала, что здания ВТЦ строились с учётом столкновения с реактивным авиалайнером Boeing 707, весящим 119 тонн и имеющим скорость около 290 км/ч, что намного меньше по весу и по скорости, чем те самолеты, которые были использованы в атаках 11 сентября[14][12].

NIST обнаружил в архивах трёхстраничный доклад, суммирующий исследование, моделировавшее попадание в здание Boeing 707 или Douglas DC-8 на скорости 950 км/ч. Исследование показывало, что здание не должно разрушиться в результате такого попадания[12]. Но, как отмечали эксперты NIST, «исследование 1964 года не содержало моделирования эффекта пожара, вызванного распылением авиационного топлива по зданию»[15]. Также NIST отметил, что в отсутствии первоначальных расчетов, используемых для моделирования ситуации[16], дальнейшее комментирование данной темы будет, в основном, «спекуляцией»[17]. Другим документом, найденным NIST, было вычисление периода колебаний здания в случае попадания самолёта в 80-й этаж башни ВТЦ, но в нём не было сделано никаких предположений о судьбе здания после столкновения[12]. В отчёте об оценке имущественного риска, подготовленного для Silverstain Properties, случай попадания самолёта в башни ВТЦ рассматривался как маловероятный, но возможный. Авторы отчёта ссылались на инженеров по строительным конструкциям ВТЦ, по мнению которых башни должны были выстоять в случае столкновения крупного пассажирского самолёта, но горящее топливо, стекающее из самолёта до уровня земли, повредило бы обшивку здания[12][16]. Часть документов, связанных с анализом сценария попадания самолёта в башни, была утеряна в результате разрушения WTC 1 и WTC 7, в которых хранились документы Портового управления Нью-Йорка и Нью-Джерси и Silverstain Properties[16].

Попадание самолётов в башни

Точки попадания самолетов в северную и южную башни ВТЦ
Места попадания самолётов(вид сверху) в северную и южную башни ВТЦ

Террористы направили в башни два реактивных авиалайнера Boeing 767, рейс 11 American Airlines (767-200ER) и рейс 175 United Airlines (767—200). Северная башня (1 WTC) была поражена в 8:46 рейсом 11, между 93 и 99 этажами. В южную башню (2 WTC) в 9:03 врезался рейс 175, между этажами 77 и 85.

Авиалайнер Boeing 767—200 имеет длину 48.5 м, размах крыльев 48 м, несет на борту от 62 тонн (-200) до 91 тонн (-200ER) авиационного топлива[18]. Самолеты врезались в башни на очень большой скорости. Рейс 11 летел со скоростью примерно 700 км/ч, в тот момент, когда он врезался в северную башню; рейс 175 врезался в южную на скорости около 870 км/ч[6]. В дополнение к тому, что попадания привели к серьёзным разрушениям несущих колонн, они вызвали взрыв приблизительно 38 тонн авиационного топлива в каждой башне[3], что привело к почти мгновенному распространению сильного пожара на нескольких этажах, где находилась офисная мебель, бумага, ковровые покрытия, книги, и другие горючие материалы. Ударная волна от попадания в северную башню распространилась вниз до первого этажа, как минимум по одной шахте скоростного лифта, выбила стекла на первом этаже, отчего пострадало несколько человек.

Пожар

Легкая конструкция башен и отсутствие сплошных стен и перекрытий привели к тому, что авиационное топливо распространилось в достаточно большом объеме зданий, приведя к многочисленным возгораниям на нескольких этажах, близких к зонам попадания самолетов. Само авиационное топливо выгорело в течение нескольких минут, но горючие материалы в самом здании поддерживали интенсивные пожары еще в течение часа или полутора[19]. Возможно, что если бы на пути самолетов оказались более традиционные конструкции, то пожары не были бы настолько централизованными и интенсивными — обломки самолетов и авиационное топливо могли остаться преимущественно в периферийной области здания, а не проникнуть непосредственно к его центральной части. В этом случае, башни возможно устояли бы, или во всяком случае, простояли бы существенно дольше[20][21].

Развитие ситуации

Звонки запертых на верхних этажах башен людей в службу 9-1-1 дают некоторое представление о дальнейшем развитии ситуации. В 9:37 в службу позвонил человек, находящийся на 105 этаже южной башни, и сообщил, что этажи под ним «в районе 90-х этажей» обрушились[22]. Об ухудшении ситуации также сообщали с вертолетов пожарного департамента, находившихся в воздухе в районе горящих башен[22].

  • 9:52 — вертолёт пожарного департамента сообщает по радио, что «большие куски здания могут упасть с верхних этажей южной башни. Мы наблюдаем большие части здания, находящиеся в подвешенном состоянии».
  • 9:59 — с вертолёта сообщают, что южная башня падает.

Также с вертолётов сообщали о развитии ситуации с северной башней ВТЦ[22].

  • 10:20 — вертолёт пожарного департамента сообщает, что верхние этажи северной башни могут быть неустойчивы.
  • 10:21 — сообщается, что покоробился юго-восточный угол башни, и что башня начинает клониться в южную сторону.
  • 10:27 — сообщается, что крыша северной башни может обрушиться в любую минуту.
  • 10:28 — пожарный департамент получает сообщение, что северная башня обрушилась.

Перегрузка диспетчеров и плохая работа коммуникаций привели к тому, что пожарный и полицейский департаменты Нью-Йорка испытывали большие проблемы с обеспечением своевременного взаимодействия, как со своими подразделениями, так и друг с другом. В результате пожарные команды, находившиеся в башнях, не получили приказа об эвакуации и при обрушении зданий погибло 343 пожарных[23][24][25].

Обрушение башен ВТЦ

В 9:59 обрушилась южная башня, через 56 минут после удара. Северная башня простояла до 10:28, 102 минуты после попадания в нее самолета. Обрушившиеся башни создали огромное облако пыли, которое покрыло значительную часть Манхэттена. В обоих случаях произошел похожий процесс, верхняя поврежденная часть здания обрушилась на нижние этажи. Обе башни упали практически вертикально, хотя наблюдалось значительное отклонение от вертикали верхней части южной башни. Наблюдалось также, что из окон здания ниже быстро продвигающейся зоны обрушения вылетали обломки и пыль.

Механизм обрушения башен

Расследование NIST показало, что по причине того, что самолеты попали в башни неодинаковым образом, процесс разрушения северной и южной башни также несколько отличался, хотя в целом был одинаковым в обоих случаях. После попадания самолетов, были серьёзно повреждены внутренние силовые колонны, хотя внешние колонны пострадали относительно слабо. Это вызвало серьёзное перераспределение нагрузки между ними. Значительную роль в этом перераспределении сыграла верхняя силовая структура башен[4].

Попавшие в здания самолеты ободрали огнеупорное покрытие со значительной части стальных конструкций, что привело к тому, что они оказались под непосредственным воздействием огня. За 102 минуты, предшествовавшие падению северной башни, температура пожара, хотя и была значительно ниже точки плавления металла, достигла достаточной величины, чтобы вызвать ослабление силовых колонн в центре здания, которые стали деформироваться и изгибаться под весом верхних этажей. Отчет NIST описывает эту ситуацию так:

Можно представить центральный силовой каркас северной башни в виде трех секций. Нижняя секция (ниже зоны разрушений) представляла собой жесткую устойчивую неповрежденную структуру, имеющую температуру, близкую к нормальной. Верхняя секция, выше зоны разрушений, также представляла собой жесткую коробку, имеющую к тому же, большой вес. Средняя секция, находящаяся между ними, была повреждена ударом и взрывом самолета, а также была ослаблена пожаром. Верхняя часть силового каркаса стремилась провалиться ниже, но ее удерживала верхняя ферменная конструкция, опирающаяся на периферийные колонны. В результате эта конструкция создала большую нагрузку на периметр здания.

— Отчет NIST, стр 29

Похожая ситуация была и в южной башне (были серьёзно повреждены внутренние силовые колонны). Периферийные колонны и структуры пола обеих башен были ослаблены огнем, что вызвало оседание пола на поврежденных этажах и создание значительной нагрузки на периферийные колонны, направленной внутрь здания.

В 9:59, через 56 минут после удара, оседающий пол вызвал серьёзное изгибание внутрь внешних колонн на восточной стороне южной башни, верхняя силовая структура передала это изгибающее усилие на центральные колонны, что вызвало их разрушение и начало коллапса здания, верхняя часть башни при этом отклонилась в сторону поврежденной стены. В 10:28 покоробилась южная стена северной башни, что вызвало приблизительно такую же последовательность событий. В результате последовавшего коллапса верхних этажей полное разрушение башен стало неминуемым, из-за огромного веса той части зданий, которые находились выше зоны повреждений.

Причиной того, что северная башня простояла дольше южной, стало сочетание следующих трех факторов: зона попадания самолета в северную башню была выше (и вес верхней части здания, соответственно, меньше), скорость попавшего в башню самолета была ниже, кроме того, самолет попал на этажи, противопожарная защита которых была ранее частично улучшена[4].

Теория полного прогрессирующего коллапса

Руины Южной башни (справа) и Северной башни (слева), а также других зданий Всемирного торгового центра

Огромное облако пыли закрыло разрушающиеся башни, что сделало невозможным установить точную продолжительность разрушения на основе визуальных свидетельств.

Поскольку отчет NIST касается в основном механизмов первоначального обрушения, он не затрагивает вопрос последующего за ним полного коллапса обеих башен ВТЦ. Первоначальные анализы объясняли коллапс тем, что кинетическая энергия падающих верхних этажей была намного больше того, что могли выдержать межэтажные перекрытия, которые также разрушались, добавляя падающему зданию кинетической энергии.[26] Этот сценарий развития событий повторялся со все увеличивающейся скоростью до тех пор, пока башни не разрушились полностью. Несмотря на то, что это наиболее широко распространенная среди строительных инженеров точка зрения[27], она критиковалась за то, что в ней не учитывается сопротивление низлежащих структур, которое должно было замедлить коллапс башен, или даже остановить его.[28]

Обрушение здания 7 WTC

Пожары в здании 7 WTC 11 сентября после обрушения главных башен.

Комплекс ВТЦ состоял из семи зданий, три из которых полностью обрушились в тот же день, когда произошли террористические атаки. В 17:20 обрушилось 47-этажное здание 7 WTC, располагавшееся через улицу от главных башен, оно стало третьим полностью разрушенным зданием ВТЦ. В отличие от двух башен-близнецов, обрушение 7 WTC было предсказано за несколько часов, и здание было полностью эвакуировано. Для наблюдения за горящим и разрушающимся зданием использовались геодезические приборы[29].

Первоначальное исследование FEMA получилось неубедительным[30], и обрушение 7 WTC не вошло в окончательный отчет NIST, опубликованный в сентябре 2005 года. За исключением письма, опубликованного Металлургическим Журналом, в котором предполагалось, что стальной каркас здания мог расплавиться от пожара[31], никаких других исследований данного вопроса в научных журналах опубликовано не было. Падение 7 WTC расследовалось отдельно от падения 1 WTC и 2 WTC, и в июне 2004 года NIST выпустил рабочий отчет, в котором содержалось несколько гипотез произошедшего. Одной из гипотез стало разрушение одной из критически важных опорных колонн здания, вызванное пожаром или попаданием крупных обломков падающих башен, что привело к «диспропорциональному коллапсу всей структуры»[32][33].

Диаграмма NIST, показывающая изгиб колонны 79 (обведено оранжевым), в результате которого началось прогрессирующее разрушение здания.
Порядок разрушения 7 WTC на схеме из предварительного отчёта NIST 2004 года. Колонна 79 отмечена кругом в центре красной зоны.
Модель падения 7 WTC, разработанная NIST. В первой части видеофрагмента слева направо изображены колонны 81, 80 и 79.

20 ноября 2008 года NIST опубликовал окончательный отчёт по падению 7 WTC[34]. В отчёте NIST основной причиной разрушения назывался пожар вместе с отсутствием воды для борьбы с огнём у пожарных и в системе автоматического пожаротушения. NIST восстанавливает последовательность событий следующим образом: в 10:28 обломки от падающего 1 WTC вызвали повреждения в рядом стоящем 7 WTC. Также возникли возгорания, вероятно, от горящих обломков из 1 WTC. К 7 WTC сразу приехали пожарные, но в 11:30 обнаружили, что в пожарных гидрантах нет воды для борьбы с огнём — вода поступала из городской системы водоснабжения, разрушенной в результате падений башен 1 WTC и 2 WTC. Пожарный департамент Нью-Йорка (англ.), опасаясь за жизнь пожарных в случае разрушения 7 WTC, в 14:30 отозвал пожарных и прекратил борьбу за сохранение здания. Огонь наблюдался на 10-ти этажах от 7-го до 30-го, а на этажах 7—9 и 11—13 пожар вышел из под контроля[N08 1][N08 2]. Тепловое расширение нагревшихся до приблизительно 400 °C балок вокруг колонны 79 в восточной части здания в районе 13-14 этажа привело к провалу ослабленных пожаром перекрытий, смежных с колонной 79, с 13-го до 5-го этажа. Разрушение перекрытий лишило колонну 79 горизонтальной поддержки, и она начала изгибаться, что стало непосредственной причиной полного разрушения здания через несколько секунд[N08 2][N08 3][35][36]. Изгиб колонны 79 привёл к переносу нагрузки на колонны 80 и 81, которые также начали изгибаться, в результате чего были разрушены все связанные с этими колоннами перекрытия до верха здания. Падающие перекрытия разрушили ферму 2, что привело к падению колонн 77, 78 и 76. В результате увеличения нагрузки, перешедшей с согнувшихся колонн, падения сверху обломков перекрытий и отсутствию горизонтальной поддержки со стороны разрушенных перекрытий все внутренние колонны с востока на запад стали последовательно изгибаться. Вслед за этим в районе этажей 7—14 начали изгибаться и внешние колонны, на которые перешла нагрузка с опустившихся внутренних колонн и центра, и все этажи выше согнутых колонн начали опускаться вниз как единое целое, что завершило окончательное разрушение здания в 17:20[N08 2][35].

Некоторые авторы критиковали решение городских властей о размещении на 23-м этаже 7 WTC штаб-квартиры Офиса чрезвычайных ситуаций (англ. Office of Emergency Management). Предполагалось, что это могло стать существенным фактором в разрушении здания.[37] Особенно отмечалось размещение в здании больших резервуаров с дизельным топливом, которые должны были служить для питания аварийных электрогенераторов[38]. NIST пришёл к выводу, что дизельное топливо не сыграло роли в разрушении здания, но быстрая эвакуация Офиса чрезвычайных ситуаций стала одной из причин плохого взаимодействия различных служб и потери контроля над ситуацией[N08 4]. Основной причиной разрушения здания стал пожар, повреждения от обломков падающего 1 WTC ускорило падение здания, но расчёты NIST показали, что 7 WTC разрушилось бы и от одного только неконтролируемого пожара[36][N08 5].

Ход расследований

Первая реакция

Разрушение башен ВТЦ оказалось сюрпризом для строительных инженеров. «До 11 сентября, — писал журнал New Civil Engineer, — мы совершенно искренне не могли предположить, что строение такого масштаба может постигнуть подобная судьба»[39]. Несмотря на то, что повреждения от ударов самолетов были весьма серьёзны, они затронули всего несколько этажей каждого здания. Для инженеров стало вызовом выяснить, каким образом подобные локальные повреждения стали причиной полного прогрессирующего коллапса трех, одних из самых больших в мире, зданий[27]. В интервью каналу BBC, данном в октябре 2001 года, английский архитектор Боб Халворсон вполне удачно предсказал, что последуют многочисленные «дебаты, о том мог ли Всемирный торговый центр обрушиться таким образом, как он это сделал.» В полный анализ должны войти архитектурные и конструкторские планы ВТЦ, показания свидетелей, видеозаписи разрушения, данные исследования обломков, и т. д. Подчеркивая сложность этой задачи, Халворсон сказал, что разрушение башен ВТЦ находится «далеко за гранью обычного опыта»[40].

Авторитетность исследований

Сразу после катастрофы возникла ситуация неопределенности в том, кто имеет достаточный авторитет для проведения официального расследования. В противоположность той практике, которая существует при расследовании авиакатастроф, ясных процедур расследования обрушения зданий просто не существовало[41].

Через небольшое время после катастрофы на базе Института Строительных Инженеров (англ. Structural Engineers Institute (SEI)) Американского Сообщества Гражданских Инженеров (англ. American Society of Civil Engineers ASCE), была создана рабочая группа, куда также были привлечены специалисты Американского Института Стальных Конструкций (англ. American Institute of Steel Construction), Американского Института Бетона (англ. American Concrete Institute), Национальной Ассоциации Противопожарной Защиты и Сообщества Инженеров Противопожарной Защиты (англ. Society of Fire Protection Engineers)[42]. ASCE также пригласило присоединиться к работе этой группы Федеральное агентство по управлению в чрезвычайных ситуациях (FEMA), которая позже получила совместное управление ASCE-FEMA[42]. Это расследование впоследствии критиковалось американскими инженерами и юристами, тем не менее авторитет вышеупомянутых организаций был достаточен для ведения расследования и для обеспечения доступа на место катастрофы для экспертов группы. Одним из наиболее острых моментов расследования стало то, что расчистка места катастрофы фактически привела к уничтожению оставшихся компонентов здания[43]. Действительно, когда NIST опубликовал свой финальный отчет, в нем была отмечена «нехватка физических свидетельств», которая стала одной из основных проблем расследования. Только доли процента останков здания остались доступными для расследования после окончания работ по расчистке, всего удалось собрать 236 отдельных стальных фрагментов[4].

FEMA опубликовало свой отчет в мае 2002 года. Несмотря на то, что NIST уже декларировал свою вовлечённость в расследование в августе того же года, в октябре 2002 года под нарастающим давлением общественности, требовавшей проведения более детального расследования, Конгресс принял билль о создании новой группы под управлением NIST, которая опубликовала свой отчет в сентябре 2005 года[44][45].

Теория FEMA «стопка блинов»

В своих ранних расследованиях FEMA разработало теорию, объясняющую коллапс башен ВТЦ, названную «теорией стопки блинов» (англ. pancake theory). Эта теория защищалась Томасом Ига и широко освещалась телекомпанией PBS[46]. Согласно этой теории произошло разрушение соединения между поддерживающими пол перемычками и колоннами здания, в результате чего пол провалился этажом ниже, создав для его конструкции нагрузки, на которые тот не был рассчитан[47]. Некоторые отдельные публикации предлагали другие наборы факторов, вызвавших коллапс башен, но в целом большинство приняло эту теорию[21][48].

Основным ключевым фактором в данной теории оставались пожары. Томас Ига, профессор материаловедения MIT, описывал пожары как «наиболее непонятную часть коллапса башен ВТЦ»[47]. Несмотря на то, что первоначально считалось, что пожары «расплавили» стальные конструкции, Ига заявил, что «температура пожаров в башнях ВТЦ была необычно большой, но всё же определенно недостаточной для того, чтобы вызвать расплавление или серьёзное размягчение стали». Возгорание авиационного керосина как правило приводит к обширным пожарам, но эти пожары не имеют очень высокой температуры. Это привело Ига, FEMA и других исследователей к мнению, что существовала слабая точка, и этой точкой были названы крепления пола к несущим конструкциям здания. Из-за пожара эти крепления ослабли и, когда они разрушились под весом пола, начался коллапс[49][50]. С другой стороны, отчёт NIST полностью и недвусмысленно заявляет о том, что эти крепления не были разрушены. Мало того, именно их прочность и явилась одной из основных причин обрушения, поскольку через них на периферийные колонны было передано усилие, согнувшее колонны внутрь.

При температурах выше 400—500 °C происходит резкое снижение предела прочности и предела пластичности (в 3-4 раза), при 600 °C они близки к нулю и несущая способность стали исчерпывается[51].

Отчёт NIST

Организация исследования

Часть внешней стены южной башни ВТЦ продолжает стоять после катастрофы. На переднем плане разрушенный в результате падения башен 22-этажный отель Mariott.

В результате нарастающего давления со стороны экспертов, лидеров строительной индустрии и членов семей погибших, возникшего после опубликования отчета FEMA, Национальный Институт Стандартов и Технологии (NIST) Департамента Коммерции провел трёхлетнее расследование причин разрушения и коллапса башен ВТЦ, стоившее 24 миллиона долларов[52]. Исследование включало в себя серию экспериментов, кроме того, в него были вовлечены ведущие специалисты многих сторонних организаций:

  • Structural Engineering Institute of the American Society of Civil Engineers (SEI/ASCE)
  • Society of Fire Protection Engineers (SFPE)
  • National Fire Protection Association (NFPA)
  • American Institute of Steel Construction (AISC)
  • Council on Tall Buildings and Urban Habitat (CTBUH)
  • Structural Engineers Association of New York (SEANY)

Область исследования и ее ограничения

Область исследования NIST была ограничена изучением вопроса о «последовательности событий от момента попадания самолета до начала обрушения каждой башни», а также включала в себя «небольшой анализ структурного поведения конструкции башни после того, как были достигнуты условия ее разрушения, и коллапс стал неизбежен»[53]. Так же, как и многие другие инженеры, занимавшиеся этим вопросом, эксперты NIST сосредоточились на попаданиях самолетов в башни, моделируя эффекты попаданий, такие как разрушение конструкций, распространение огня и т. д. с очень высокой степенью подробности. NIST разработал несколько очень высокодетализированных моделей различных компонентов здания, таких как поддерживающие пол перемычки, кроме того, были смоделированы здания целиком, но уже с меньшим уровнем детализации. Эти модели были статическими, или квазистатическими, включали в себя моделирование деформаций, но не включали в себя моделирования движения структурных элементов после их рассоединения друг с другом. Таким образом, модели NIST полезны для выяснения причин начала коллапса башен, но не дают возможности смоделировать сам коллапс.

Параллельные расследования

В 2003 году три инженера Университета Эдинбурга опубликовали доклад, в котором предполагалось, что одного только действия пожаров, даже без учета разрушительного действия ударов самолетов, было достаточно для полного разрушения башен ВТЦ. По их мнению, конструкция башен делала их исключительно уязвимыми для обширных пожаров, охватывающих сразу несколько этажей[54] Когда вышел отчет NIST, Барбара Лейн и английская инженерная компания Arup критиковали содержащееся в нем заключение, что разрушения, вызванные попаданием самолётов, стали необходимым фактором для начала разрушения зданий[55][56][57][58].

Критика

Джеймс Квинтере, профессор по противопожарной защите Университета Мэриленда, указывал, что отчету NIST недостает четкого изложения последовательности событий и физических свидетельств произошедшего[59].

Некоторые инженеры предлагали свое понимание механизма коллапса башен, разрабатывая анимированные последовательности разрушения, основанные на динамических компьютерных моделях, и сравнивая получившиеся результаты с видеосъемками с места катастрофы. В октябре 2005 года журнал New Civil Engineer относительно компьютерной модели, созданной NIST. В ответ NIST привлек Колина Бейли из Университета Манчестера и Робера Планка из Университета Шеффилда, для того, чтобы они создали компьютерную визуализацию, необходимую для работ по коррекции моделей коллапса башен, и приведение этих моделей в полное соответствие с наблюдаемыми событиями[60].

Другие здания

Части внешней стены северной башни напротив останков здания 6 WTC, получившего очень серьёзные повреждения в результате падения северной башни. В правом верхнем углу останки здания 7 WTC.

11 сентября 2001 года был разрушен весь комплекс зданий Всемирного торгового центра и маленькая православная греческая церковь Св. Николая, стоявшая на Либерти-стрит напротив южной башни ВТЦ. Кроме того, в той или иной степени пострадали многие окружающие комплекс здания.

Последствия

Расчистка места катастрофы

Огромная гора обломков на месте ВТЦ продолжала гореть и тлеть еще в течение трех месяцев, попытки справиться с огнем не имели успеха до тех пор, пока не было вывезено значительное количество обломков и мусора[61][62]. Расчистка стала весьма масштабной операцией, координацией которой занимался Строительный Департамент (DDC). Предварительный план расчистки был подготовлен еще 22 сентября, компанией Controlled Demolition Inc. (CDI) из Феникса. Марк Лозо, президент CDI, особенно подчеркивал важность защиты глиняной стены (или «ванны»), которая предохраняла фундамент ВТЦ от затопления водами Гудзона[63]. Расчистка велась круглосуточно, с привлечением большого количества подрядчиков, и обошлась в сотни миллионов долларов[64]. В начале ноября, после того как была убрана примерно треть мусора, правительство города стало сокращать участие в расчистке полицейских и пожарных, занимавшихся поиском останков погибших, и перенесло приоритеты на вывоз мусора. Это вызвало возражения пожарных[65]. По состоянию на 2007 год продолжался снос некоторых окружающих ВТЦ зданий, на фоне строительства замены ВТЦ, мемориального комплекса и «Башни Свободы» (Freedom Tower).

Версии контролируемого сноса

Существует версия, что башни ВТЦ могли быть разрушены в результате спланированного контролируемого сноса, а не в результате попадания самолетов. Эта теория была отвергнута NIST, который пришел к заключению, что в процессе обрушения башен не было участия взрывчатых веществ[66]. NIST заявил, что он не выполнял тесты для поиска остатков взрывоопасных веществ в любом роде в обломков ввиду того, что в этом не было необходимости:

12. Did the NIST investigation look for evidence of the WTC towers being brought down by controlled demolition? Was the steel tested for explosives or thermite residues? The combination of thermite and sulfur (called thermate) "slices through steel like a hot knife through butter."

NIST did not test for the residue of these compounds in the steel.

The responses to questions number 2, 4, 5 and 11 demonstrate why NIST concluded that there were no explosives or controlled demolition involved in the collapses of the WTC towers.

http://www.nist.gov/public_affairs/factsheet/wtc_faqs_082006.cfm

В отчёте 2008 года NIST также проанализировал гипотезу взрыва в башне 7 WTC и пришёл к выводу, что взрыв не мог вызвать наблюдаемых последствий. В частности, наименьшее количество взрывчатки, которое смогло бы разрушить колонну 79, вызвало бы шум в 130—140 децибел на расстоянии 1 км от 7 WTC, но такой шум не был замечен ни звукозаписывающей аппаратурой, ни свидетелями[N08 6][36]. Данная теория стала заметной частью большинства всех «теорий заговора», возникших в результате событий 11 сентября[67].

Примечания

  1. Relatives gather at ground zero to mark 9/11, The Associated Press / MSNBC (September 9, 2007). Проверено 3 ноября 2007.
  2. PartIIC - WTC 7 Collapse (pdf). NIST Response to the World Trade Center Disaster. National Institute of Standards and Technology (April 5, 2005). Архивировано из первоисточника 4 марта 2012. Проверено 1 ноября 2006.
  3. 1 2 3 Hamburger, Ronald, et al World Trade Center Building Performance Study (pdf). Federal Emergency Management Agency. Архивировано из первоисточника 4 марта 2012. Проверено 27 июля 2006.
  4. 1 2 3 4 Snell, Jack, S. Shyam Sunder NIST Response to the World Trade Center Disaster (pdf). National Institute of Standards and Technology (November 12, 2002). Архивировано из первоисточника 4 марта 2012. Проверено 27 июля 2006.
  5. National Construction Safety Team Chapter 1 // Final Report on the Collapse of the World Trade Center Towers. — NIST. — P. p. 6.
  6. 1 2 3 4 National Construction Safety Team Final Report on the Collapse of the World Trade Center Towers. — NIST.
  7. Barrett, Devlin Steel type in WTC met standards, group says. The Boston Globe. Associated Press (2003). Проверено 2 мая 2006.
  8. 1 2 3 Glanz, James and Eric Lipton. The Height of Ambition  (англ.), The New York Times (8 September 2002).
  9. Adam Long. PILOT LOST IN FOG; SCENE OF PLANE CRASH LAST NIGHT AIRPLANE CRASHES INTO SKYSCRAPER Ceiling Reduced by Fog  (англ.), The New York Times (24 May 1946).
  10. Lew, H.S.; Richard W. Bukowski and Nicholas J. Carino Design, Construction and Maintenance of Structural and Life Safety (pdf). NIST NCSTAR 1-1 Pages 70-71. National Institutes of Standards and Technology (2006). Архивировано из первоисточника 4 марта 2012. Проверено 15 октября 2007.
  11. Leslie E. Robertson. Reflections on the World Trade Center (англ.) // The Bridge. — National Academy of Engineering, 2002. — Т. 32. — № 1. Архивировано из первоисточника 28 февраля 2010.
  12. 1 2 3 4 5 6 Fahim Sadek. NIST NCSTAR 1-2. Baseline Structural Performance and Aircraft Impact Damage Analysis of the World Trade Center Towers (англ.). — NIST, September 2005. — С. 3—5, 308.
  13. Nalder, Eric. Twin Towers Engineered to Withstand Jet Collision»  (англ.), The Seattle Times (27-02-1993).
  14. Ronald Hamburger, et al. World Trade Center Building Performance Study. — Federal Emergency Management Agency. — С. 1-17.
  15. NIST’s Working Hypothesis for Collapse of the WTC Towers (Appendix Q). NIST (June 2004). Архивировано из первоисточника 4 марта 2012. Проверено 21 декабря 2007.
  16. 1 2 3 NIST was informed by the Port Authority that the documents cited were destroyed in the collapse of WTC 1 and the WTC owners documents held in WTC 7 were also lost.
  17. Lew, H.S.; Richard W. Bukowski and Nicholas J. Carino Design, Construction and Maintenance of Structural and Life Safety (pdf). NIST NCSTAR 1-1 Page 71. National Institutes of Standards and Technology (2006). Архивировано из первоисточника 4 марта 2012. Проверено 15 октября 2007.
  18. Jane's All the World's Aircraft Boeing 767. Jane's (2001). Проверено 19 августа 2007.
  19. Field, Andy A Look Inside a Radical New Theory of the WTC Collapse. Fire/Rescue News (2004). Проверено 28 июля 2006.
  20. Gross, John L., Therese P. McAllister Structural Fire Response and Probable Collapse Sequence of the World Trade Center Towers (pdf). Federal Building and Fire Safety Investigation of the World Trade Center Disaster NIST NCSTAR 1-6. National Institute of Standards and Technology (2004). Архивировано из первоисточника 4 марта 2012. Проверено 28 июля 2006.
  21. 1 2 Wilkinson, Tim World Trade Center - Some Engineering Aspects (2006). Архивировано из первоисточника 4 марта 2012. Проверено 28 июля 2006.
  22. 1 2 3 Lawson, J. Randall, Robert L. Vettori. NIST NCSTAR 1-8 — The Emergency Response P. 37. NIST (сентябрь 2005). Архивировано из первоисточника 4 марта 2012.
  23. McKinsey Report - Emergency Medical Service response. FDNY / McKinsey & Company (August 9, 2002). Архивировано из первоисточника 26 августа 2011. Проверено 12 июля 2007.
  24. McKinsey Report - NYPD (August 19, 2002).(недоступная ссылка — история) Проверено 10 июля 2007.
  25. NY Firefighters attack Giuliani. BBC News, July 12, 2007 http://news.bbc.co.uk/2/hi/americas/6294198.stm
  26. Bažant, Zdeněk P.; Yong Zhou (2002-01-01). «Why Did the World Trade Center Collapse?—Simple Analysis». J Engrg Mech 128 (1): pp. 2-6. DOI:0.1061/(ASCE)0733-9399(2002)128:1(2). Проверено 2007-08-23.
  27. 1 2 Bažant, Zdeněk P.; Mathieu Verdure (March 2007). «Mechanics of Progressive Collapse: Learning from World Trade Center and Building Demolitions». J. Engrg. Mech. 133 (3): pp. 308-319. DOI:10.1061/(ASCE)0733-9399(2007)133:3(308). Проверено 2007-08-22.
  28. Cherepanov, G.P. (September 2006). «Mechanics of the WTC collapse». Int J Fract (Springer Netherlands) 141 (1-2): 287-289. DOI:10.1007/s10704-006-0081-8. Проверено 2007-10-07.
  29. Hayden, Peter WTC: This Is Their Story. Firehouse Magazine (April 2002).(недоступная ссылка — история)
  30. Observations, findings and Recommendations (pdf). World Trade Center Building Performance Study, (Chapter 8.2.5.1). Federal Emergency Management Agency. Архивировано из первоисточника 4 марта 2012. Проверено 28 июля 2006.
  31. Barnett, J.R.; R.R. Biederman, R.D. Sisson Jr. An Initial Microstructural Analysis of A36 Steel from WTC Building 7. Feature: Letter. The Journal of Materials (2001). Архивировано из первоисточника 4 марта 2012. Проверено 12 мая 2006.
  32. Key Findings of NIST’s June 2004 Progress Report on the Federal Building and Fire Safety Investigation of the World Trade Center Disaster. Fact sheets from NIST. National Institute of Standards and Technology (2004). Архивировано из первоисточника 4 марта 2012. Проверено 28 июля 2006.
  33. Interim Report on WTC 7 (pdf). Appendix L. National Institute of Standards and Technology (2004). Архивировано из первоисточника 4 марта 2012. Проверено 28 июля 2006.
  34. NIST Releases Final WTC 7 Investigation Report. National Institute of Standards and Technology (20 ноября 2008). Архивировано из первоисточника 4 марта 2012. Проверено 28 августа 2009.
  35. 1 2 Robert MacNeill, Steven Kirkpatrick, Brian Peterson, Robert Bocchieri. Global Structural Analysis of the Response of World Trade Center Building 7 to Fires and Debris Impact Damage (англ.). — November 2008. — С. 119—120.
  36. 1 2 3 Questions and Answers about the NIST WTC 7 Investigation  (англ.). National Institute of Standards and Technology (21 April 2009). Архивировано из первоисточника 1 марта 2010.
  37. Barrett Wayne Grand Illusion: The Untold Story of Rudy Giuliani and 9/11. — Harper Collins. — ISBN 0-06-053660-8
  38. Replying to Giuliani
  39. Oliver, Anthony Lasting lessons of WTC. New Civil Engineer (June 30, 2005).(недоступная ссылка — история) Проверено 28 июля 2006.
  40. Whitehouse, David WTC collapse forces skyscraper rethink. BBC News (2001). Архивировано из первоисточника 4 марта 2012. Проверено 28 июля 2006.
  41. Snell, Jack. «The Proposed National Construction Safety Team Act.» NIST Building and Fire Research Laboratory. 2002.[1]
  42. 1 2 Experts Debate Future of the Skyscraper in Wake of Disaster, Engineering News-Record (September 24, 2001).
  43. Glanz, James and Eric Lipton. «Nation Challenged: The Towers; Experts Urging Broader Inquiry In Towers' Fall». New York Times December 25, 2001
  44. Dwyer, Jim. «Investigating 9/11: An Unimaginable Calamity, Still Largely Unexamined». New York Times. September 11, 2002 [2]
  45. NIST. «NIST’s Responsibilities Under the National Construction Safety Team Act» [3]
  46. Thomas Eagar. The Collapse: An Engineer’s Perspective. NOVA (2002).(недоступная ссылка — история) Проверено 28 июля 2006.
  47. 1 2 Eagar, Thomas W.; Christopher Musso (2001). Why Did the World Trade Center Collapse? Science, Engineering, and Speculation. JOM, 53 (12). The Minerals, Metals & Materials Society. Retrieved on 2006-05-02.
  48. Clifton, G. Charles Collapse of the World Trade Centre Towers (pdf) (2002).(недоступная ссылка — история) Проверено 28 июля 2006.
  49. How the World Trade Center fell. Би-би-си (2001). Архивировано из первоисточника 4 марта 2012. Проверено 28 июля 2006.
  50. Twin towers' steel under scrutiny. Би-би-си (2001). Архивировано из первоисточника 4 марта 2012. Проверено 28 июля 2006.
  51. Металлические конструкции: Учебник для вузов. Под ред. Н. С. Стрелецкого, М., Госстройиздат, 1961, стр.48
  52. Newman, Michael E. Commerce's NIST Details Federal Investigation of World Trade Center Collapse. National Institute of Standards and Technology (2002). Архивировано из первоисточника 4 марта 2012. Проверено 28 июля 2006.
  53. NIST final report (2005). NCSTAR 1, p. xxxvii.
  54. Usmani, A.S., Y.C. Chung, J.L. Torero How did the World Trade Center Collapse: A New Theory (pdf). Fire Safety Journal, 38, 6 (2003). Архивировано из первоисточника 4 марта 2012. Проверено 7 мая 2007.
  55. Row erupts over why twin towers collapsed. New Civil Engineer (2005).(недоступная ссылка — история) Проверено 28 июля 2006.
  56. BRE Centre for Fire Safety Engineering, University of Edinburgh Dalmarnock Full-Scale Experiments 25 & 26 July 2006. BRE Centre for Fire Safety Engineering, University of Edinburgh (2006). Архивировано из первоисточника 4 марта 2012. Проверено 4 августа 2006.
  57. Christian, Nicholas Glasgow tower block to shed light on 9/11 fire. Scotsman (2006). Архивировано из первоисточника 4 марта 2012. Проверено 28 июля 2006.
  58. Skyscraper Fire Fighters. BBC Horizon (2007). Архивировано из первоисточника 4 марта 2012. Проверено 31 июля 2007.
  59. Quintiere, James "2004 REPORT TO CONGRESS OF THE NATIONAL CONSTRUCTION SAFETY TEAM ADVISORY COMMITTEE". NIST (December 2004). Архивировано из первоисточника 4 марта 2012.
  60. Parker, Dave. «WTC investigators resist call for collapse visualisation.» New Civil Engineer October 6, 2005.
  61. WTC Fire Extinguished
  62. CBS News | WTC Fires All But Defeated | December 19, 2001 23:22:25
  63. Post, Nadine M. and Debra K. Rubin. «Debris Mountain Starts to Shrink.» Engineering News Record, 10/1/01. [4]
  64. Kugler, Sara. Officials Wanted More Searching at WTC, Washington Post (23 октября 2006). Проверено 29 октября 2007.
  65. Rubin, Debra K. and Janice L. Tuchman. «WTC Agency Begins Ramping Up Operations.» Engineering News Record, 11/01/01. [5]
  66. Answers to Frequently Asked Questions. NIST & The World Trade Center. National Institute of Standards and Technology. Архивировано из первоисточника 4 марта 2012. Проверено 17 сентября 2006.
  67. James B., Meigs The Conspiracy Industry. Popular Mechanics. Hearst Communications, Inc. (2006). Архивировано из первоисточника 4 марта 2012. Проверено 11 декабря 2006.
  1. С. 18—19
  2. 1 2 3 С. 21—23
  3. С. 38—42
  4. С. 49, 71
  5. С. 47—48
  6. С. 26—28, 49

Литература

Ссылки


Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Разрушение башен Всемирного торгового центра в Нью-Йорке" в других словарях:

  • Разрушение башен Всемирного Торгового Центра в Нью-Йорке — Обломки ВТЦ с обозначенными контурами зданий. Разрушение башен Всемирного Торгового Центра стало основным событием из тех, которые происходили в связи с террористическими актами 11 сентября 2001 года. Две главные башни комплекса ВТЦ были поражены …   Википедия

  • Всемирный торговый центр — У этого термина существуют и другие значения, см. Всемирный торговый центр (значения). Координаты: 40°42′42″ с. ш. 74°00′45″ з. д. / 40.711 …   Википедия

  • Террористические акты 11 сентября 2001 года — Террористические акты 11 сентября 2001 года …   Википедия

  • Пожар (значения) — Пожар  неконтролируемый процесс горения: Лесной пожар Подземный пожар Пожар нефтяной скважины Населённые пункты: Пожар  посёлок в Брасовском районе Пожар  деревня в Вожегодском районе Вологодской области Пожар деревня в Опочецком… …   Википедия

  • Марриотт (Всемирный торговый центр) — Координаты: 40°42′39.24″ с. ш. 74°00′41.76″ з. д. / 40.7109° с. ш. 74.0116° з. д.  …   Википедия

  • Хронология событий 11 сентября 2001 года — Эта статья или раздел нуждается в переработке. Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с правилами написания статей. Здесь приведен …   Википедия

  • Критика официальной версии событий 11 сентября 2001 года — Террористические акты 11 сентября 2001 года в США вызвали неоднозначную реакцию общественности. Факты, изложенные ниже, могут свидетельствовать о том, что необходимо новое независимое расследование этих терактов. Содержание 1 Официальная версия… …   Википедия

  • Крупные пожары в небоскребах — 3 апреля пожар площадью по меньшей мере 300 квадратных метров был ликвидирован. На месте работали десятки расчетов, действия которых были осложнены из за большой высоты, сильного ветра и отсутствия в недостроенном здании системы пожаротушения.… …   Энциклопедия ньюсмейкеров


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»