美国世贸大厦倒塌原因?
美东时间911号上午,一声尖啸,一架被恐怖分子劫持的波音767型客机在世界贸易中心双子塔北楼南面第78层撞出12层高的大裂口,并引燃911大火。17分钟后,一架更大的波音757飞机在南楼北面第59层爆炸,将楼房一分为二。半小时后,南楼坍塌,北楼紧随29分钟后坠毁。
飞机对高楼这种庞然大物的冲击实在微不足道。实际上,对像世贸大楼这样的巨型钢混框架结构的超高层建筑来说,按照设计规范的要求,即使整个外层玻璃幕墙被气浪冲击而粉碎,大厦也会安然无恙。关键在于支撑大厦的框架,只要框架不毁,即使门窗玻璃尽碎,大楼也依然巍然屹立,可就是这样的超高层大厦在美国纽约的恐怖袭击中相继倒塌了。
世贸大厦建于1970 年,总高度为414m(含天线),地上110 层,地下共有7 层,总建筑面积达40 万m2, 是一栋典型的双塔形框架-剪力墙结构,其横截面为正方形,边长为 67m, 核心筒中设有9 部高速电梯及楼梯间,外部为由钢柱及钢梁组合而成的筒中筒结构体系。主楼层的纵向钢框架每隔 3.7m布置一道钢柱,每道钢柱由5 根箱形钢柱组合而成,钢柱断面尺寸为750×750mm,钢梁断面尺寸为560×360mm,柱距为12.8m。核心筒外围至最外侧钢柱间的区域为办公室工作区,外侧钢柱之外为窗墙区域。大楼在设计上可抵受相当于10 架波音707同等重量飞机冲撞,但在911袭击中完全倒塌。
双子塔被撞及倒塌过程中产生了很多奇怪的现象:
第一,在碰撞过程中的变形现象,如梁柱的弯曲、下垂、扭曲及脱落等现象出现得很突然,与一般火灾下金属构件的热屈曲现象差别很大。
第二,从第一架飞机相撞到双子塔1、2 被撞的楼层完全破坏分别经过了50min 和1h, 但大楼在被毁楼层以下部分的构件在初始火灾发生后约15~30min 就开始出现下垂和弯曲等塑性变形迹象。
第三,两幢大楼都在约1h 内完全倒塌,倒塌的速度接近自由落体的速度,即在15s 左右就完全砸向地面。
第四,在双子塔完全倒塌以后,其周边的部分高层建筑也严重损毁。