Всемирный торговый центр в Нью-Йорке был разрушен 11 сентября 2001 года в результате террористических атак Аль-Каиды . Два коммерческих авиалайнера, захваченных террористами , были намеренно направлены в башни-близнецы комплекса, что привело к полному прогрессирующему обрушению, в результате которого погибло почти 3000 человек. Это было самое смертоносное и дорогостоящее обрушение здания в истории.
Северная башня (WTC 1) стала первым зданием, которое пострадало, когда рейс 11 American Airlines врезался в нее в 8:46 утра, [a] вызвав ее обрушение в 10:28 [e] после того, как она горела в течение одного часа и 42 минут. [f] В 9:03 утра [g] Южная башня (WTC 2) подверглась удару рейса 175 United Airlines ; она обрушилась в 9:59 утра [h] после того, как она горела в течение 56 минут.
Разрушение башен вызвало серьезные разрушения по всему Нижнему Манхэттену , и более дюжины соседних и близлежащих сооружений были повреждены или уничтожены обломками от ударов самолетов или обрушений. Четыре из пяти оставшихся сооружений Всемирного торгового центра были немедленно раздавлены или повреждены без возможности восстановления, когда башни упали, в то время как Всемирный торговый центр 7 простоял еще шесть часов, пока пожары, вызванные дождем из обломков Северной башни, не обрушили ее в 5:21 того же дня.
В результате захватов, аварий, пожаров и последующих обрушений первоначально погибло 2760 человек . Токсичный порошок из разрушенных высотных зданий был разнесен по всему городу и вызвал многочисленные долгосрочные последствия для здоровья, которые продолжают преследовать многих, кто находился поблизости от башен, и было зарегистрировано по меньшей мере три дополнительных случая смерти. [17] 110-этажные башни являются самыми высокими отдельно стоящими сооружениями, когда-либо разрушенными , а число погибших в результате атаки на Северную башню представляет собой самый смертоносный террористический акт в мировой истории. [i]
В 2005 году Национальный институт стандартов и технологий (NIST) опубликовал результаты своего расследования обрушения . Он не нашел ничего нестандартного в конструкции башен, отметив, что серьезность атак вышла за рамки всего, что испытывали здания в прошлом. NIST определил, что пожары были основной причиной обрушений, обнаружив, что провисающие полы тянули внутрь периметральные колонны, заставляя их изгибаться, а затем прогибаться. Как только верхняя часть здания начала двигаться вниз, полное прогрессирующее обрушение стало неизбежным.
Очистка территории Всемирного торгового центра включала круглосуточные операции и стоила сотни миллионов долларов. Некоторые из окружающих сооружений, которые не пострадали от самолетов, все еще получили значительный ущерб, требующий их сноса. Снос окружающих поврежденных зданий продолжался даже тогда, когда продолжалось новое строительство замены Башен-близнецов, нового Всемирного торгового центра 1 , который открылся в 2014 году. [19]
Когда они открылись в 1973 году, башни-близнецы были самыми высокими зданиями в мире. На момент атак выше были только башни Петронас в Куала-Лумпуре , Малайзия , и Уиллис-тауэр (тогда известная как Сирс-тауэр) в Чикаго . [20] Построенные с использованием новой конструкции «каркасной трубы» , которая максимизировала внутреннее пространство, башни имели высокое отношение прочности к весу, требуя на 40 процентов меньше стали, чем более традиционные небоскребы со стальным каркасом. [21] Кроме того, на вершине ВТЦ 1 стояла 362-футовая (110-метровая) телекоммуникационная антенна, возведенная в 1978 году, в результате чего общая высота этой башни достигла 1730 футов (530 м), хотя как неструктурное дополнение антенна официально не учитывалась.
Башни были спроектированы как каркасные трубчатые конструкции, которые предоставляли арендаторам открытые планировки этажей, не прерываемые колоннами или стенами. Здания были квадратными и имели 207 футов (63 м) с каждой стороны, но имели скошенные углы 6 футов 11 дюймов (2,11 м), что делало внешнюю часть каждого здания примерно 210 футов (64 м) шириной. [22] Всемирный торговый центр 1 (ВТЦ 1), «Северная башня», была, на 1368 футов (417 м), на шесть футов выше Всемирного торгового центра 2 (ВТЦ 2), «Южная башня», которая была высотой 1362 фута (415 м). Многочисленные близко расположенные периметральные колонны обеспечивали большую часть структурной прочности, наряду с гравитационной нагрузкой, разделенной со стальными коробчатыми колоннами ядра. [23] Выше десятого этажа, было 59 периметральных колонн вдоль каждой стороны здания, расположенных на расстоянии 3 фута 4 дюйма (1,02 м) по центру. [23] В то время как башни были квадратными, внутренние ядра были прямоугольными и поддерживались 47 колоннами, которые проходили по всей высоте каждой башни. [22] Все лифты и лестничные клетки находились в ядре, оставляя большое свободное от колонн пространство между ним и периметром, которое было перекрыто сборными фермами перекрытий. [23] Поскольку ядро было прямоугольным, это создавало длинные и короткие пролеты до периметральных колонн.
Полы состояли из 4-х толстых (10 см) легких бетонных плит, уложенных на рифленый стальной настил. [22] Сетка легких мостовых ферм и основных ферм поддерживала полы с помощью сдвиговых соединений с бетонной плитой для композитного действия . [23] Фермы имели пролет 60 футов (18 м) в областях с большими пролетами и 35 футов (11 м) в области с малыми пролетами. Фермы соединялись с периметром на чередующихся колоннах и, следовательно, находились на 6,8 футах (2,1 м) центрах. Верхние пояса ферм были прикреплены болтами к седлам, приваренным к перемычкам со стороны периметра, и каналу, приваренному к внутренним коробчатым колоннам со стороны ядра. Полы были соединены с периметральными перемычками с помощью вязкоупругих амортизаторов, что помогло уменьшить величину колебаний, ощущаемых жильцами здания. [23]
Башни также имели «шляпную ферму» или «аутригеровую ферму» между 107-м и 110-м этажами, состоящую из шести ферм вдоль длинной оси ядра и четырех вдоль короткой оси. [22] Эта система позволила оптимизировать перераспределение нагрузки диафрагм пола между периметром и ядром, с улучшенными характеристиками между различными материалами гибкой стали и жесткого бетона, что позволило моментным рамам передавать колебания в сжатие на ядро, которое также в основном поддерживало башню передачи. Эти фермы были установлены в каждом здании для поддержки будущих башен передачи, но только северная башня была в конечном итоге оснащена одной. [22]
Хотя исследования пожаров и даже анализ последствий столкновений с низкоскоростными реактивными самолетами были проведены до завершения строительства башен, полный объем этих исследований больше не существует. Тем не менее, поскольку пожар никогда ранее не приводил к обрушению небоскреба, а столкновения с самолетами учитывались при их проектировании, их разрушение изначально стало неожиданностью для некоторых представителей инженерного сообщества. [24]
Инженеры-конструкторы, работавшие над Всемирным торговым центром, рассматривали возможность того, что самолет может врезаться в здание. В июле 1945 года бомбардировщик B-25, заблудившийся в тумане, врезался в 79-й этаж Эмпайр -стейт-билдинг . [25] Год спустя C-45F Expeditor врезался в здание 40 по Уолл-стрит . И снова считалось, что причиной столкновения стал туман. [26] Лесли Робертсон , один из главных инженеров, работавших над проектированием Всемирного торгового центра, сказал, что он рассматривал сценарий столкновения Boeing 707 , который мог заблудиться в тумане и лететь на относительно низкой скорости, пытаясь приземлиться в аэропортах имени Кеннеди или Ньюарка . [27] В интервью BBC через два месяца после обрушения башен Робертсон сказал: «В случае с 707-м топливная загрузка не была учтена при проектировании. Я не знаю, как ее можно было учесть». Он также сказал, что основным различием между проектными исследованиями и событием, которое привело к обрушению башен, была скорость удара, которая значительно увеличила поглощенную энергию и никогда не учитывалась в процессе строительства. [28]
В ходе расследования крушения Национальный институт стандартов и технологий (NIST) получил трехстраничный документ , в котором говорилось, что здания выдержат удар самолета Boeing 707 или DC 8, летящего со скоростью 600 миль в час (970 км/ч). [29] В 1993 году Джон Скиллинг , ведущий инженер-строитель Всемирного торгового центра, сказал в интервью, проведенном после взрыва Всемирного торгового центра в 1993 году : «Наш анализ показал, что самой большой проблемой будет тот факт, что все топливо выльется в здание. Произойдет ужасный пожар. Погибнет много людей. Конструкция здания все еще будет там». [30] В своем отчете NIST заявил, что техническая возможность выполнить строгое моделирование удара самолета и последующих пожаров является недавней разработкой, и что технические возможности для такого анализа были весьма ограничены в 1960-х годах. [31] [j] В своем окончательном отчете об обрушениях NIST заявил, что не смог найти никакой документации, изучающей воздействие высокоскоростного реактивного самолета или крупномасштабного пожара, вызванного авиационным топливом. [32]
До середины 1970-х годов использование асбеста для огнезащиты было широко распространено в строительной отрасли. Но в апреле 1970 года Департамент воздушных ресурсов Нью-Йорка приказал подрядчикам, строящим Всемирный торговый центр, прекратить распыление асбеста в качестве изоляционного материала [33] и вместо него была использована вермикулитовая штукатурка. [34]
После бомбардировки 1993 года инспекции обнаружили, что противопожарная защита была недостаточной. [35] До обрушения владелец башен, Управление порта Нью-Йорка и Нью-Джерси , занимался добавлением противопожарной защиты, но завершил только 18 этажей в ВТЦ 1, включая все этажи, пострадавшие от падения самолета и пожаров, и 13 этажей в ВТЦ 2, хотя ни один из них не был напрямую затронут падением самолета. [36]
NIST пришел к выводу, что удар самолета снес значительную часть огнестойкости, что способствовало обрушению зданий. В WTC 1 удар сорвал изоляцию с большинства основных колонн (43 из 47) на более чем одном этаже, а также с ферм перекрытий на площади 60 000 кв. футов (5 600 м 2 ). В WTC 2 удар сорвал изоляцию с 39 из 47 колонн на нескольких этажах, а также с ферм перекрытий на площади 80 000 кв. футов (7 400 м 2 ). [32]
После крушений Лесли Э. Робертсон сказал: «Насколько нам известно, мало что было известно о последствиях пожара от такого самолета, и никаких конструкций для таких обстоятельств не было подготовлено. Действительно, в то время не было систем противопожарной защиты, чтобы контролировать последствия таких пожаров». [27]
Во время атак 11 сентября четыре группы террористов Аль-Каиды захватили четыре разных авиалайнера. Два из этих авиалайнеров, рейс 11 American Airlines и рейс 175 United Airlines , оба Boeing 767 , были захвачены после взлета из международного аэропорта Логан в Бостоне . В последние мгновения полета рейс 11 American Airlines летел на юг над Манхэттеном и врезался на скорости примерно 440 миль в час (710 км/ч) в северный фасад Северной башни (WTC 1) в 8:46 утра, задев 93-й по 99-й этажи. [37] Семнадцать минут спустя рейс 175 United Airlines летел на северо-восток, над гаванью Нью-Йорка , и врезался в южный фасад Южной башни (WTC 2) в 9:03 утра, [g] пробив участок между 77-м и 85-м этажами на скорости 540 миль в час (870 км/ч). [38] [39]
Удары разрушили внешние колонны в областях, затронутых фюзеляжем, двигателями и топливной секцией крыла (34 колонны в Северной башне и 26 в Южной башне). Повреждения также распространились на кончики крыльев и хвостовое оперение. Кроме того, несколько основных колонн были либо разорваны, либо сильно повреждены, особенно на пути фюзеляжа. [40]
Около трети топлива было израсходовано при первоначальном ударе и возникшем огненном шаре. [k] [41] [42] Часть топлива от удара пронеслась по крайней мере по одной шахте лифта и взорвалась на 78-м этаже Северной башни, а также в главном вестибюле. [43] Легкая конструкция и пустотность башен позволили реактивному топливу проникнуть далеко внутрь, одновременно вызвав множество крупных пожаров на большой площади пострадавших этажей. Топливо горело максимум несколько минут, но содержимое зданий горело в течение следующего часа или полутора часов. [44]
Когда рейс 175 врезался в Южную башню, ударная волна разбила стекло на восточной стороне Северной башни, прилегающей к огненному шару, [45] что усугубило пожары, уже полыхавшие в Северной башне, и выпустило клубы дыма из недавно открытых окон. [46] : 63 Неизвестно, повлиял ли удар рейса 11 на окна Южной башни. В любом случае, основные обломки рейса 11 пролетели мимо Южной башни, в то время как более значительные обломки рейса 175 также миновали уже горящую Северную башню. [47] В обоих случаях некоторые из этих частей приземлились на другие близлежащие здания, что привело к дальнейшим разрушениям. [48] : 16 [48] : 31
Пожары в каждом здании имели разные характеристики, что было очевидно из реакций и поведения людей, оказавшихся в ловушке в каждом из них. Бесчисленные окна в Северной башне были разбиты жильцами, искавшими облегчения от адских условий внутри. Хотя некоторые окна были разбиты в Южной башне, это было относительно необычно по сравнению с другими. Жертвы были замечены только изредка внутри открытых окон, и снаружи башни не было никаких толп, как на фотографии «Надвигающаяся смерть» горящей Северной башни.
Множество людей упали или выпрыгнули из горящих башен и разбились насмерть. Трое были замечены из окна, выходящего на восток, на южной стороне 79-го этажа, [49] в то время как 100–200 человек, которые упали или выпрыгнули с четырех сторон Северной башни, не имели других способов спастись от невыносимой жары, дыма и огня, пожиравших ее верхние 18 этажей. [50]
Такие различия подразумевают, что условия не ухудшались так быстро или не становились такими негостеприимными в Южной башне, как в Северной. Повреждения Северной башни от удара рейса 11 по центру перекрыли все пути эвакуации выше 91-го этажа и оставили застрявших рабочих в невыносимом аду, из которого единственным способом спасения был прыжок; рейс 175 врезался в Южную башню через юго-восточный угол южного фасада небоскреба и оставил северо-западную лестничную клетку неповрежденной сверху донизу. [51] Неповрежденная лестница означала, что люди в Южной башне не были полностью заперты, что могло повлиять на их решение прыгнуть.
Огненные шары, образовавшиеся в результате каждого удара, были, вероятно, очень похожи, но выглядели совершенно разными по размеру, несмотря на то, что самолеты перевозили одинаковое количество горючих веществ. [52] Это произошло потому, что значительная часть реактивного топлива была направлена в Северную башню, а не распылена на открытом воздухе. Рейс 11 врезался почти на полпути в центральное ядро Северной башни, [53] в результате чего воспламенившееся реактивное топливо выстрелило через шахты лифтов вниз до уровня подвала и вестибюля, [54] с вспышкой пожара, вспыхнувшей из лифтов в вестибюле первого этажа, более чем на 90 этажей ниже места удара. [55] Удар рейса 175 по южной стороне Южной башни был смещен на восток, а не был централизован, как у рейса 11, [56] оставив стороны башни единственным реальным направлением, в котором могло двигаться топливо, создавая заметно больший огненный шар снаружи.
.jpg/1280px-South_tower_burning_on_9-11_(34401277584).jpg)
Почти все смерти в Башнях-близнецах произошли в зонах выше точек падения самолета. Поскольку Северная башня была поражена почти прямо посередине конструкции, три главные лестницы (A, B и C) в ядре башни были повреждены или заблокированы обломками, что не позволило выбраться на нижние этажи. В Южной башне удар пришелся к востоку от центра в центральной части башни и близко к юго-восточному углу, в результате чего лестница A в северо-западной части центрального ядра осталась неповрежденной и лишь частично заблокированной, и 18 мирным жителям удалось спастись из точки падения самолета и с этажей выше. Точное количество погибших и где в некоторых случаях точно неизвестно; однако в отчете Национального института стандартов и технологий указано, что в общей сложности 1402 мирных жителя погибли в точке падения или выше в Северной башне, а сотни, по оценкам, погибли в момент падения. В Южной башне 614 мирных жителей погибли на пораженных этажах и этажах выше. Менее 200 жертв среди гражданского населения погибли на этажах ниже точек удара, однако все 147 гражданских пассажиров и членов экипажа на двух самолетах, а также все 10 террористов погибли, как и не менее 18 человек на земле и в соседних строениях. [57]
В общей сложности в результате обрушения погибли 342 [l] сотрудника пожарной охраны города Нью-Йорк (FDNY), 71 сотрудник правоохранительных органов, в том числе 23 сотрудника полиции города Нью-Йорк (NYPD), 37 сотрудников полиции Портового управления (PAPD), пять сотрудников Управления по налоговому обеспечению штата Нью-Йорк (OTE), три сотрудника Управления по судебному администрированию штата Нью-Йорк (OCA), один пожарный маршал Пожарной охраны города Нью-Йорк (FDNY), который имел полномочия по поддержанию правопорядка (и также был среди 343 погибших сотрудников FDNY), один сотрудник Федерального бюро расследований (ФБР) и один сотрудник Секретной службы США (USSS). Общее число погибших среди гражданских и негражданских лиц оценивается в 2606 человек.
Разрушение Башен-близнецов было названо «самой печально известной парадигмой» прогрессирующего обрушения . [24] Каждое обрушение начиналось с локального разрушения вертикальных несущих компонентов этажей, которые были поражены самолетами, и прогрессировало, охватывая всю конструкцию. [58] Конструктивные компоненты были разорваны, высвобождая гравитационную энергию, которая передавала нагрузку вниз посредством последовательно распространяющихся ударных сил. [59] За исключением верхних этажей здания, которые не высвободили бы достаточно гравитационной энергии, чтобы вызвать полное обрушение, обрушения могли начаться с обрушения любого этажа. [60]
Башни рухнули симметрично и более или менее прямо вниз, хотя наблюдался некоторый наклон верхушек башен и значительное количество осадков по бокам. По мере того, как обрушение прогрессировало, можно было видеть, как пыль и обломки вылетали из окон на несколько этажей ниже надвигающегося разрушения, вызванного внезапным порывом воздуха, сжатого под опускающимися верхними уровнями.
Во время каждого обрушения большие части колонн периметра и сердечников оставались без какой-либо боковой поддержки, заставляя их падать вбок наружу, подталкиваемые увеличивающейся грудой обломков. В результате стены отслаивались и отделялись от зданий на большом расстоянии — около 500 футов (150 м) в некоторых случаях — ударяя соседние здания и вызывая пожары, которые позже привели к обрушению здания 7. Некоторые соединения сломались, когда болты лопнули, оставив множество панелей беспорядочно разбросанными. [61] Первые фрагменты внешних стен рухнувшей Северной башни упали на землю через 11 секунд после начала обрушения, а части Южной башни — через 9 секунд. Нижние части сердечников обоих зданий (60 этажей ВТЦ 1 и 40 этажей ВТЦ 2) оставались стоять до 25 секунд после начала первоначального обрушения, прежде чем они тоже рухнули. [31]
В обеих башнях часть здания, которая была повреждена самолетами, рухнула. Помимо структурных повреждений, удары удалили огнезащиту с большой части зоны удара, что позволило конструкционной стали быстро нагреться. В результате основные колонны ослабли и начали укорачиваться из-за ползучести. Шляпная ферма сопротивлялась этому, перенося нагрузки на периметральные колонны. Тем временем диагонали сетки 60-футовых ферм, поддерживающих большую площадь этажа арендатора, начали прогибаться, в результате чего полы провисли более чем на 2 фута. Это потянуло за собой периметральные стены, которые прогнулись. Полы над зоной удара теперь свободно упали на неповрежденную конструкцию ниже. [62] [63]
Северная башня продержалась примерно на 46 минут дольше своего близнеца, будучи пораженной за 17 минут до атаки на Южную башню и простояв еще полчаса после того, как рухнула Южная башня. Это произошло потому, что рейс 11 врезался более или менее в центр, вызвав более симметричные повреждения ядра Северной башни и оставив большую часть ее структурной поддержки нетронутой. Пожару также потребовалось более часа, чтобы распространиться на южную сторону здания, где были повреждены огнезащитные покрытия. [64] Двигаясь со скоростью 440 миль в час, рейс 11 пробил этажи 93 и 99, оставив только 10 этажей структурного веса, давящего на поврежденную, горящую часть Северной башни.
Гораздо более высокая скорость удара рейса 175 нанесла структурный ущерб, даже более катастрофический, чем у рейса 11, что усугубилось тем, что самолет прорезал юго-восточный угол, а не центр, нарушив равновесие Южной башни с одной стороны. [52] Неравномерное распределение веса было значительно усугублено тем, что рейс 175 рухнул гораздо ниже, между этажами 77 и 85, что привело к большему давлению как на колонны периметральной стены, так и на основные колонны, чем в Северной башне, и заставило их сломаться быстрее. [65] Разница в ударах была такова, что, как сообщается, старший руководитель FDNY выразил сильное недоверие тому, что Северная башня рухнет, даже после того, как стал свидетелем обрушения Южной башни, потому что Северная башня не была поражена в угол. [66]
Когда колонны рухнули, все здание сверху рухнуло на первый неповрежденный этаж под ударом. Вертикальная емкость соединений, поддерживающих неповрежденный этаж ниже уровня обрушения, была достаточной, чтобы выдержать нагрузку 11 дополнительных этажей, если нагрузка была приложена постепенно, но только 6 дополнительных этажей, если нагрузка была приложена внезапно как это было в случае. Поскольку количество этажей выше приблизительного этажа начала обрушения превышало шесть в каждой башне ВТЦ (12 этажей в ВТЦ 1 и 29 этажей в ВТЦ 2), этажи ниже уровня начала обрушения не смогли выдержать внезапно приложенную гравитационную нагрузку с верхних этажей зданий. [67]
Оттуда обрушение проходило через две фазы. Во время фазы обрушения верхний блок разрушил конструкцию ниже в прогрессивной серии обрушений пола примерно по одному этажу за раз. Каждое обрушение начиналось с удара верхнего блока о плиту пола нижней секции, опосредованного растущим слоем щебня, состоящего в основном из бетона из плит пола. Энергия от каждого удара была «повторно введена в конструкцию при последующем ударе, ... сконцентрирована в несущих элементах, непосредственно затронутых ударом». [59] Это перегрузило соединения пола этажа непосредственно под наступающим разрушением, заставив их отделиться от периметральных и основных колонн. Периметральные колонны отслоились, а ядра остались без боковой поддержки. [62]
Это продолжалось до тех пор, пока верхний блок не достиг земли и не началась фаза дробления . Здесь колонны выгибали по одному этажу за раз, теперь начиная с самого низа. [62] Когда каждый этаж рушился, оставшийся блок падал через высоту этажа на следующий, который он также раздавливал, пока крыша, наконец, не ударилась о землю. [24] Процесс ускорялся на протяжении всего времени, и к концу каждый этаж разрушался менее чем за десятую долю секунды. [68]
Пока пожары продолжали распространяться, люди, оказавшиеся в ловушке на верхних этажах Южной башни, предоставили диспетчерам 9-1-1 информацию о ситуации . В 9:37 утра человек, находившийся на 105-м этаже Южной башни, сообщил, что этажи под ним «на 90-м этаже» обрушились. [69] Авиационное подразделение полиции Нью-Йорка также передало информацию об ухудшении состояния зданий командирам полиции. [70] В 9:51 утра, за семь минут до обрушения, авиационное подразделение полиции Нью-Йорка сообщило, что с Южной башни свисают или падают большие куски обломков. [71] [69] Предполагаемая угроза неминуемого обрушения была достаточной для того, чтобы полиция Нью-Йорка приказала своим офицерам эвакуироваться, хотя ни один из пилотов вертолетов конкретно не предсказал, что какая-либо из башен рухнет. Во время реагирования на чрезвычайную ситуацию связь между NYPD и FDNY была слабой , а перегруженные диспетчеры 9-1-1 не передавали информацию командирам FDNY на месте происшествия. В 9:59 утра, [46] : 80 [71] : 322 рухнула Южная башня, через 56 минут [ч] после того, как в нее врезался рейс 175.
До того, как рухнула Южная башня, 18 человек покинули зону удара и этажи выше, включая Стэнли Праймнатха , который видел, как на него летит самолет. Они выбрались через Лестницу А, единственную лестницу, оставшуюся неповрежденной после крушения. Возможно, были и другие ранее попавшие в ловушку пассажиры, которые спускались из зоны удара, когда башня рухнула. [72] [73] Многочисленные операторы горячей линии полиции, которые принимали звонки от людей в Южной башне, не были хорошо информированы о ситуации, поскольку она быстро развивалась. Многие операторы говорили звонившим не спускаться самостоятельно, хотя сейчас считается, что Лестница А, вероятно, была проходима в точке удара и выше. [74]
Обрушение Южной башни разбило окна и повредило другие внешние элементы вдоль южного и восточного фасадов Северной башни, хотя этого было недостаточно, чтобы вызвать ее последующее обрушение. [48] : 20 После падения Южной башни вертолеты полиции Нью-Йорка передали информацию об ухудшающемся состоянии Северной башни, в то время как командиры пожарной охраны Нью-Йорка отдали приказы пожарным в Северной башне об эвакуации. Плохой прием радиосигнала привел к тому, что пожарные внутри Северной башни не услышали приказ об эвакуации от своих руководителей на месте происшествия, и большинство не знали, что другая башня рухнула. [75] Офицер полиции Нью-Йорка сказал в 10:06 утра, что Северная башня не продержится долго, и рекомендовал отвести машины скорой помощи от комплекса. [76] В 10:20 утра авиационное подразделение полиции Нью-Йорка сообщило, что «вершина башни может наклониться», а минуту спустя подтвердило, что Северная башня прогибается в юго-западном углу и наклоняется на юг, что побудило офицера начать призывать весь персонал полиции Нью-Йорка, находящийся поблизости от здания, отступить по крайней мере на три квартала в каждом направлении. [76] В 10:27 авиационное подразделение объявило, что «крыша рухнет очень скоро»; [69] это подтвердилось менее чем через минуту, когда Северная башня рухнула в 10:28 утра, [e] через один час и 42 [f] минуты после удара.
Поскольку все пути эвакуации изнутри, сверху и непосредственно под зоной удара были перерезаны при крушении рейса 11, никто из находившихся выше 91-го этажа не выжил. [78] Рушащиеся башни создали огромные облака пыли и мусора, которые окутали нижний Манхэттен; легкая пыль достигла Эмпайр -стейт-билдинг , находящегося в 2,93 мили (4,72 км). Облако мусора от обрушения Северной башни также было больше и более обширным, чем у Южной башни, потому что обрушение Северной башни также подняло пыль из Южной башни.
Когда рухнула Северная башня, тяжелые обломки обрушились на Всемирный торговый центр 7, нанеся ущерб южной стороне здания [79] и вызвав пожары, которые продолжали гореть в течение всего дня. [80] Повреждения конструкции произошли в юго-западном углу между этажами 7 и 17 и на южном фасаде между этажом 44 и крышей; другие возможные повреждения конструкции включают большую вертикальную рану около центра южного фасада между этажами 24 и 41. [80] Здание было оборудовано спринклерной системой , но имело много уязвимых мест в одной точке для отказа: спринклерная система требовала ручного запуска электрических пожарных насосов, а не была полностью автоматической системой; элементы управления на уровне пола имели одно соединение с водоподъемником спринклера; и спринклерная система требовала некоторой мощности для подачи воды пожарным насосом . Кроме того, давление воды было низким, с небольшим или отсутствующим количеством воды для питания спринклеров. [81] [82]
.jpg/1280px-Fire_fighter_at_base_of_burning_building_following_September_11th_terrorist_attack_(29318323962).jpg)
Некоторые пожарные вошли в здание Всемирного торгового центра 7, чтобы обыскать его. Они попытались потушить небольшие очаги пожара, но низкое давление воды помешало их усилиям. [83] Пожары продолжались до полудня на 11-м и 12-м этажах Всемирного торгового центра 7, пламя было видно на восточной стороне здания. [84] [85] Во второй половине дня пожар также наблюдался на этажах 6–10, 13–14, 19–22 и 29–30. [79] В частности, пожары на этажах с 7 по 9 и с 11 по 13 продолжали выходить из-под контроля в течение дня. [86] Примерно в 14:00 пожарные заметили выпуклость в юго-западном углу здания Всемирного торгового центра 7 между 10-м и 13-м этажами, что было признаком того, что здание было неустойчивым и могло опрокинуться на одну сторону или «рухнуть». [87] Во второй половине дня пожарные также услышали скрипящие звуки, доносящиеся из здания, и сделали неопределенные сообщения о повреждениях в подвале. [88] Около 15:30 начальник пожарной охраны Нью-Йорка Дэниел А. Нигро принял решение прекратить спасательные операции, удаление поверхности и поиски вдоль поверхности обломков около Всемирного торгового центра 7 и эвакуировать район из-за опасений за безопасность персонала. [89] В 17:20:33 по восточному поясному времени 11 сентября 2001 года Всемирный торговый центр 7 начал разрушаться, при этом обрушился восточный механический пентхаус, а в 17:21:10 по восточному поясному времени все здание полностью рухнуло. [90] [91] Жертв, связанных с обрушением, не было .
Когда рухнул Всемирный торговый центр 7, обломки нанесли значительный ущерб и загрязнили здание Fiterman Hall муниципального колледжа округа Манхэттен , расположенное по соседству по адресу 30 West Broadway, до такой степени, что здание было не подлежало восстановлению. В августе 2007 года Fiterman Hall был запланирован к демонтажу. [92] Пересмотренный план предусматривал снос в 2009 году и завершение строительства нового Fiterman Hall в 2012 году стоимостью 325 миллионов долларов. [93] [94] Здание было окончательно снесено в ноябре 2009 года, а строительство его замены началось 1 декабря 2009 года. [95] Соседнее здание Verizon Building , здание в стиле ар-деко , построенное в 1926 году, получило значительные повреждения восточного фасада от обрушения Всемирного торгового центра 7, хотя оно было успешно восстановлено за 1,4 миллиарда долларов США. [96]
Многие из окружающих зданий также были повреждены или разрушены, когда башни упали. Всемирный торговый центр 5 пережил большой пожар и частичное обрушение его стальной конструкции и был снесен. Другие разрушенные здания включают Всемирный торговый центр 3 , Всемирный торговый центр 4 , Всемирный торговый центр 6 и Греческую православную церковь Святого Николая . Здания Всемирного финансового центра, 90 West Street и 130 Cedar Street пострадали от пожаров. Здание Deutsche Bank , здание Verizon и Всемирный финансовый центр 3 получили повреждения от удара от обрушения башен [97] , как и 90 West Street. [98] One Liberty Plaza уцелел структурно, но получил поверхностные повреждения, включая разбитые окна. 30 West Broadway был поврежден обрушением Всемирного торгового центра 7. Здание Deutsche Bank, которое после 11 сентября было накрыто большим черным «саваном», чтобы скрыть ущерб, был разобран из-за воды, плесени и других серьезных повреждений, вызванных обрушением соседних башен. [99] [100] Кроме того, в результате обрушения были уничтожены многие произведения искусства .
Сразу после атак многочисленные инженеры-строители и эксперты выступили перед СМИ, описав, что, по их мнению, стало причиной обрушения башен. Аболхассан Астанех-Асл , профессор структурной инженерии Калифорнийского университета в Беркли , объяснил, что высокие температуры во время пожаров ослабили стальные балки и колонны, сделав их «мягкими и рыхлыми», и в конечном итоге они не смогли поддерживать конструкцию наверху. Астанех-Асл также предположил, что огнезащита сместилась во время первых ударов самолетов. Он также объяснил, что после того, как произошел первоначальный структурный отказ, постепенное обрушение всей конструкции было неизбежным. [101] Сезар Пелли , который спроектировал башни Петронас в Малайзии и Всемирный финансовый центр в Нью-Йорке, заметил: «ни одно здание не подготовлено к такому виду нагрузки». [102]
13 сентября 2001 года Зденек П. Бажант , профессор гражданского строительства и материаловедения Северо-Западного университета , распространил черновик статьи с результатами простого анализа обрушения Всемирного торгового центра. Бажант предположил, что ключевым фактором было тепло от пожаров, из-за которого стальные колонны как в ядре, так и по периметру ослабли и деформировались, прежде чем потеряли свою несущую способность и выпучились. Как только более половины колонн на определенном этаже выпучились, верхняя конструкция больше не могла поддерживаться, и произошло полное обрушение конструкций. Позже Бажант опубликовал расширенную версию этого анализа. [103] Другие анализы были проведены инженерами-строителями Массачусетского технологического института Оралом Бююкозтюрком и Францем-Йозефом Ульмом , которые также описали механизм обрушения 21 сентября 2001 года. [104] Позже они внесли свой вклад в сборник статей Массачусетского технологического института об обрушениях Всемирного торгового центра под редакцией Эдуардо Кауселя под названием «Потерянные башни и дальше» . [105]
Сразу после обрушений возникла некоторая путаница в отношении того, кто имел полномочия проводить официальное расследование. Хотя существуют четкие процедуры расследования авиакатастроф, ни одно агентство не было назначено заранее для расследования обрушений зданий. [106] Институтом инженеров-строителей Американского общества инженеров-строителей была быстро собрана команда во главе с У. Джином Корли , старшим вице-президентом CTLGroup . В нее также вошли Американский институт стальных конструкций , Американский институт бетона , Национальная ассоциация противопожарной защиты и Общество инженеров противопожарной защиты . [107] В конечном итоге ASCE пригласило FEMA присоединиться к расследованию, которое было завершено под эгидой последнего. [107]
Расследование подверглось критике со стороны некоторых инженеров и законодателей в США. Оно имело мало финансирования, не имело полномочий требовать доказательства и имело ограниченный доступ к площадке ВТЦ. Одним из основных пунктов разногласий в то время было то, что очистка площадки ВТЦ привела к разрушению большинства стальных компонентов зданий. [108] Действительно, когда NIST опубликовал свой окончательный отчет, он отметил «скудность физических доказательств», которые были в его распоряжении для расследования обрушений. Только часть процента зданий осталась для анализа после завершения очистки: около 236 отдельных кусков стали, хотя 95% структурных балок и пластин и 50% арматурных стержней были восстановлены. [109]
FEMA опубликовало свой отчет в мае 2002 года. Хотя NIST уже объявил о своем намерении расследовать обрушения в августе того же года, к 11 сентября 2002 года (спустя год после катастрофы) общественность все больше требовала более тщательного расследования. [110] В октябре 2002 года Конгресс принял законопроект о Национальной группе по безопасности строительства, предоставив NIST полномочия на проведение расследования обрушений Всемирного торгового центра. [111]
FEMA предположила, что пожары в сочетании с повреждениями, вызванными ударами самолетов, стали ключом к обрушению башен. Томас Игар, профессор материаловедения и инженерных систем в Массачусетском технологическом институте , описал пожары как «самую неправильно понятую часть обрушения ВТЦ». Это потому, что изначально утверждалось, что пожары «расплавили» полы и колонны. [112] Реактивное топливо по сути является керосином и служило в основном для воспламенения очень больших, но не необычно горячих углеводородных пожаров. [113] Как сказал Игар, «температура пожара в ВТЦ не была необычной, и он определенно не был способен расплавить сталь». [114] Это заставило Игара, FEMA и других сосредоточиться на том, что, по-видимому, было самым слабым местом конструкций, а именно на точках, в которых полы крепились к каркасу здания. [115]
Большое количество реактивного топлива, перевозимого каждым самолетом, воспламенилось при ударе в каждое здание. Значительная часть этого топлива была немедленно израсходована в последовавших огненных шарах. Оставшееся топливо, как полагают, либо протекло через здания, либо сгорело в течение нескольких минут после удара самолета. Тепла, выделяемого этим горящим реактивным топливом, само по себе, по-видимому, было недостаточно, чтобы инициировать обрушение конструкций. Однако, поскольку горящее реактивное топливо распространилось по нескольким этажам зданий, оно воспламенило большую часть содержимого зданий, вызвав одновременные пожары на нескольких этажах обоих зданий. Тепловая мощность этих пожаров, по оценкам, была сопоставима с мощностью, вырабатываемой крупной коммерческой электростанцией. В течение многих минут это тепло вызывало дополнительные напряжения в поврежденных структурных каркасах, одновременно смягчая и ослабляя эти каркасы. Эта дополнительная нагрузка и вызванные ею повреждения были достаточны, чтобы вызвать обрушение обеих конструкций. [116]
После публикации отчета FEMA и под давлением технических экспертов, руководителей отрасли и семей жертв Национальный институт стандартов и технологий Министерства торговли провел трехлетнее расследование стоимостью 16 миллионов долларов США по факту разрушения конструкции и прогрессирующего обрушения нескольких сложных сооружений Всемирного торгового центра. [117] Исследование включало внутреннюю техническую экспертизу, а также помощь нескольких внешних частных учреждений, включая Институт строительной инженерии Американского общества инженеров-строителей , Общество инженеров противопожарной защиты , Национальную ассоциацию противопожарной защиты , Американский институт стальных конструкций , Simpson Gumpertz & Heger Inc. , Совет по высотным зданиям и городской среде обитания и Ассоциацию инженеров-строителей Нью-Йорка .
Область исследования NIST была сосредоточена на определении «последовательности событий», которые вызвали обрушение, и не включала подробный анализ самого механизма обрушения (после точки, в которой события сделали обрушение неизбежным). [118] [119] [120] В соответствии с опасениями большинства инженеров, NIST сосредоточился на ударах самолетов, а также на распространении и последствиях пожаров, моделируя их с помощью программного обеспечения Fire Dynamics Simulator . NIST разработал несколько высокодетализированных структурных моделей для определенных подсистем, таких как фермы пола, а также глобальную модель башен в целом, которая менее детализирована. Эти модели были статическими или квазистатическими, включая деформацию, но не движение структурных элементов после разрыва.
Джеймс Квинтьер, профессор противопожарной инженерии в Университете Мэриленда, назвал тот факт, что только небольшая часть стали здания была сохранена для исследования, «грубой ошибкой», которую NIST должен был открыто критиковать. [121] Он также отметил, что в отчете отсутствуют временная шкала и физические доказательства, подтверждающие его выводы. [122] Некоторые инженеры предположили, что понимание механизма обрушения можно улучшить, разработав анимированную последовательность обрушений на основе глобальной динамической модели и сравнив ее с видеодоказательствами реальных обрушений. [123] В отчете NIST для WTC 7 сделан вывод, что на аудио- и видеозаписях не было слышно никаких звуков взрыва, и о них не сообщали очевидцы. [124]
В мае 2002 года FEMA опубликовало отчет о крушении, основанный на предварительном расследовании, проведенном совместно с Институтом структурной инженерии Американского общества инженеров-строителей под руководством доктора У. Джина Корли , PE FEMA сделало предварительные выводы о том, что крушение было вызвано не фактическим ущербом от удара при обрушении 1 ВТЦ и 2 ВТЦ, а пожарами на нескольких этажах, вызванными обломками двух других башен, которые не утихали из-за отсутствия воды для спринклеров или ручного пожаротушения. В отчете не были сделаны выводы о причине крушения, и было предложено провести дополнительное расследование. [ необходима цитата ]
В ответ на обеспокоенность FEMA Национальный институт стандартов и технологий (NIST) был уполномочен провести расследование структурного разрушения и обрушения башен-близнецов Всемирного торгового центра и Всемирного торгового центра 7. [125] Расследование, возглавляемое доктором С. Шьямом Сандером, опиралось не только на внутреннюю техническую экспертизу, но и на знания нескольких внешних частных учреждений, включая Институт структурной инженерии Американского общества инженеров-строителей (SEI/ASCE), Общество инженеров противопожарной защиты (SFPE), Национальную ассоциацию противопожарной защиты (NFPA), Американский институт стальных конструкций (AISC), Совет по высотным зданиям и городской среде обитания (CTBUH) и Ассоциацию инженеров-строителей Нью-Йорка (SEAoNY). [126]
Основная часть расследования Всемирного торгового центра 7 была отложена до тех пор, пока не будут завершены отчеты о крушении башен-близнецов Всемирного торгового центра. [86] Тем временем NIST представил предварительный отчет о Всемирном торговом центре 7 в июне 2004 года, а затем время от времени публиковал обновления о ходе расследования. [79] По данным NIST, расследование Всемирного торгового центра 7 было отложено по ряду причин, в том числе из-за того, что сотрудники NIST, работавшие над Всемирным торговым центром 7, были назначены на полный рабочий день с июня 2004 года по сентябрь 2005 года для работы над расследованием крушения башен-близнецов. [31] В июне 2007 года Шьям Сандер объяснил: «Мы действуем как можно быстрее, тщательно тестируя и оценивая широкий спектр сценариев, чтобы прийти к наиболее определенному выводу. Исследование 7 Всемирного торгового центра в некоторых отношениях столь же сложно, если не сложнее, чем исследование башен. Однако текущее исследование в значительной степени выигрывает от значительных технологических достижений и уроков, полученных в ходе нашей работы с башнями». [127]
В ноябре 2008 года NIST опубликовал свой окончательный отчет о причинах обрушения Всемирного торгового центра № 7. [80] Это последовало за проектом отчета от 21 августа 2008 года, который включал период для публичных комментариев. [86] В своем расследовании NIST использовал ANSYS для моделирования событий, приведших к началу обрушения, и модели LS-DYNA для моделирования глобальной реакции на инициирующие события. [128] NIST определил, что дизельное топливо не играло важной роли, как и структурные повреждения от обрушения башен-близнецов, и элементы переноса (фермы, балки и консольные свесы), но нехватка воды для борьбы с огнем была важным фактором. Пожары вышли из-под контроля во второй половине дня, в результате чего балки перекрытия около колонны 79 расширились и вытолкнули ключевую балку со своего места, вызвав обрушение этажей вокруг колонны 79 на этажах с 8 по 14. Из-за потери боковой поддержки на девяти этажах колонна 79 вскоре прогнулась, потянув за собой восточный пентхаус и близлежащие колонны. С прогибом этих критических колонн обрушение затем распространилось с востока на запад по ядру, в конечном итоге перегрузив периметральную опору, которая прогнулась между этажами 7 и 17, в результате чего все здание наверху рухнуло вниз как единое целое. Из измерений времени обрушения, сделанных с видеозаписи северной стороны здания, NIST заметил, что внешний фасад здания упал с ускорением свободного падения на расстояние примерно 8 этажей (32 метра или 105 футов), отметив, что «время обрушения было примерно на 40 процентов больше, чем время свободного падения для первых 18 этажей спуска». [129] Основными причинами обрушения стали пожары, вызванные офисным содержимым, а также нехватка воды. [80]
Крушение старого Всемирного торгового центра 7 примечательно тем, что это был первый известный случай обрушения высотного здания, в первую очередь в результате неконтролируемых пожаров. [86] Основываясь на своем расследовании, NIST повторил несколько рекомендаций, которые он дал в своем предыдущем отчете о крушении башен-близнецов, и призвал к немедленным действиям по еще одной рекомендации: огнестойкость должна оцениваться при условии отсутствия спринклеров; и необходимо учитывать влияние теплового расширения на системы поддержки пола. Признавая, что текущие строительные нормы разработаны для предотвращения гибели людей, а не обрушения зданий, основной момент рекомендаций NIST заключается в том, что здания не должны разрушаться от пожара, даже если спринклеры отсутствуют. [80]
В 2003 году Асиф Усмани, профессор структурной инженерии в Эдинбургском университете , опубликовал статью с двумя коллегами. Они предварительно пришли к выводу, что одних только пожаров, без какого-либо ущерба от самолетов, могло быть достаточно, чтобы обрушить здания. По их мнению, башни были уникально уязвимы к последствиям крупных пожаров на нескольких этажах одновременно. [130] Когда был опубликован отчет NIST, Барбара Лейн из британской инженерной фирмы Arup раскритиковала его вывод о том, что потеря огнестойкости была необходимым фактором, вызвавшим обрушения: «Мы провели компьютерное моделирование, которое показало, что башни рухнули бы после крупного пожара на трех этажах одновременно, даже с установленной огнестойкостью и без какого-либо ущерба от удара самолета». [131] Хосе Л. Тореро , бывший сотрудник Центра пожарной безопасности BRE в Эдинбургском университете, продолжил исследования потенциально катастрофических последствий пожара для реальных зданий . [132] [133] [134]
Очистка была масштабной операцией, координируемой Департаментом проектирования и строительства города Нью-Йорк. 22 сентября предварительный план очистки был представлен Controlled Demolition, Inc. (CDI) из Финикса, штат Мэриленд . [135] Стоимостью в сотни миллионов долларов, она включала круглосуточные операции с участием многих подрядчиков и субподрядчиков. [136] К началу ноября, когда была удалена треть мусора, чиновники начали сокращать количество пожарных и полицейских, назначенных для извлечения останков жертв, чтобы отдать приоритет удалению мусора. Это вызвало столкновения с пожарными. [137] Несмотря на усилия по тушению пожара, большая куча мусора горела в течение трех месяцев, пока большая часть обломков не была наконец вывезена с места. [138] [139] В 2007 году снос окружающих поврежденных зданий все еще продолжался, поскольку продолжалось новое строительство замены Всемирного торгового центра, Всемирного торгового центра 1 .
Крушение Всемирного торгового центра вызвало огромные облака пыли, которые на несколько дней накрыли Манхэттен. 18 сентября 2001 года Агентство по охране окружающей среды США (EPA) заверило общественность, что воздух в Манхэттене «безопасен для дыхания». [140] В 2003 году генеральный инспектор EPA обнаружил, что на тот момент у агентства не было достаточных данных, чтобы сделать такое заявление. Пыль от крушения серьезно снизила качество воздуха и, вероятно, является причиной многих респираторных заболеваний в нижнем Манхэттене. Асбестоз — это такое заболевание, и асбест должен был присутствовать в пыли. [141] Значительные долгосрочные медицинские и психологические эффекты были обнаружены среди лиц, оказавших первую помощь, включая повышенный уровень астмы , синусита , гастроэзофагеальной рефлюксной болезни и посттравматического стрессового расстройства . [142]
Последствия для здоровья также распространились на жителей, студентов и офисных работников Нижнего Манхэттена и близлежащего Чайнатауна . [143] Несколько смертей были связаны с токсичной пылью, и имена жертв будут включены в мемориал Всемирного торгового центра . [144] Более 18 000 человек пострадали от болезней, вызванных пылью. [145]
