Чему научились инженеры-строители после событий 11 сентября

Представители профессии изучают такие трагические события, чтобы попытаться убедиться, что нечто подобное не повторится.

События 11 сентября потрясли мир. До этого дня мы и представить себе не могли, что кто-то окажется достаточно смелым и жестоким, чтобы совершить такое насилие. Мы не могли себе представить, что два знаковых 110-этажных небоскреба рухнут посреди американского города, разрушая и разрушая другие здания на сотни футов во всех направлениях. Мы спросили себя: «Как это могло произойти? Как они могли рухнуть?» Это естественные вопросы, которые отражают масштаб утраты, которую мы почувствовали в тот день.

Инженеры-строители тоже задавали эти вопросы, но они также задавали противоположный вопрос: как башни Всемирного торгового центра вообще смогли выдержать атаку, хотя бы на короткое время? Ущерб был обширным. Коммерческий самолет, летевший почти на максимальной скорости, врезался в здания, прорезав широкие полосы наружных стен и причинив значительный внутренний ущерб. Разве этого не должно было быть достаточно, чтобы вызвать немедленный крах?

Башни-близнецы не были спроектированы так, чтобы противостоять таким повреждениям, которые они получили. Самое большее, когда они проектировались, существовало опасение, что сбившийся с пути самолет может случайно поразить одну из башен. Инженеры могли предположить, что пожар в любом здании, скорее всего, будет ограничен одним этажом и что спринклерные системы будут работать правильно.

То, что мы увидели, было совсем другим. Многие ключевые элементы конструкции были мгновенно разрушены, а крупные пожары вспыхнули одновременно на нескольких этажах с испорченными спринклерами. Здания устояли, пусть и недолго, в первую очередь потому, что в их конструкциях были резервные механизмы, выдерживающие вес.

Вы видели фотографии башен до 11 сентября. Наружные стены имели узкие окна, окруженные необычно близко расположенными стальными колоннами. На уровне пола также были глубокие балки, образующие плотную стальную решетку, покрывающую поверхности зданий.

Большая часть сварочных работ выполнялась за пределами объекта. Трехэтажные панели решетки шириной в три колонны были изготовлены на фабрике и перевезены в центр Манхэттена. Для увеличения прочности эти панели располагали вертикально, как кусочки головоломки, так что все их верхи и низы не располагались на одном уровне пола.

Четыре стороны каждого здания образовывали трубу с оконными прорезями. Эта труба была спроектирована так, чтобы нести вес здания и его содержимого прямо вниз к фундаменту. Стены представляли собой вертикальные балки, широкие и высокие, как здания, которые наклонялись в стороны, чтобы поглощать ветровые нагрузки.

Когда самолет вырезал ряды колонн и балок во внешних стенах, в области решетчатых конструкций над повреждением образовались горизонтальные балки глубиной в несколько этажей, которые перекрывали дыру. В то же время поврежденные внешние стены частично свисали с конструкции наверху.

Прочность плотно расположенных элементов конструкции позволила стенам немного провиснуть, но не разрушиться полностью. В этом состоянии стоячие башни позволили многим людям, находившимся под столкновением этажей и в окружающих зданиях, спастись.

В конце концов, неудача произошла, когда интенсивные пожары внутри башен ослабили системы перекрытий, поддерживающих внешние стены. Когда стены прогибались, верхние части зданий падали блоками и пробивались сквозь нижние этажи, подобно тому, как лезвие топора пронзало дерево, чтобы расколоть его.

Мы также знаем, что Пентагон подвергся нападению с самолета 11 сентября. Вероятно, менее известно то, что некоторые поврежденные участки простояли около 20 минут, прежде чем они также рухнули. Пятиэтажное здание Пентагона было подорвано самолетом, который врезался в его первый этаж, разрушив многочисленные колонны там и несколько этажей выше. Тем не менее, оно продержалось достаточно долго, чтобы все на трех верхних уровнях успели эвакуироваться до обрушения.

Пентагон имеет железобетонный каркас с «двухсторонней» системой перекрытий: балки проходят в обе стороны между колоннами, обеспечивая вторичный механизм, поддерживающий вес. Когда колонны были разрушены, здание наверху просело. Но