為什麼 9·11 恐怖襲擊中雙子塔在短時間的燃燒後就倒塌了?

直到現在世界上還有很多人持有911陰謀論的說法,那麼911恐怖襲擊中的雙子塔為何在短時間的燃燒之後就會轟然倒塌呢?大褲衩配樓當年的火把整個樓都點著了,同樣是鋼筋結構,也沒見倒塌啊,有沒有懂建築學的同志幫忙解釋下。
還有,911陰謀論的說法站得住腳么,為什麼。


事實上,世貿雙子樓並不是「短短的燃燒之後就倒塌了」,而是堅持了足夠長的時間,為很多人提供了寶貴的疏散時間。

至於說「為什麼最終會倒塌」,最想讓大家弄明白這個問題的答案的,應該就是 LERA 公司,畢竟,自己公司的標誌性作品轟然倒地,如果是由於設計原因,那麼這個後果將是災難性的。

在 LERA 的官網上,除了常見的 Home、Projects、News、Contact 之外,還有專門的一欄,叫做「LERA | WTC - Sept. 11, 2001」。LERA 是這麼說的:

作為世界貿易中心雙子樓的結構設計工程師,LERA 與世貿雙子樓之間有著特殊的紐帶。修建雙子樓的時候,我們的創始人 Leslie E. Roberson 主持了整個結構設計。此後的接近四十年里,我們也一直為雙子樓提供專業技術支持,包括1993年爆炸案後修復工作。

就在我們的辦公室里,我們親眼目睹了第二架飛機撞上雙子樓南塔。跟你們一樣,我們無比悲傷和沉痛,因為數千人死於這場災難......我們憂慮很多朋友的安危,不幸的是,一些朋友在這次襲擊中失去了生命。

如果一架波音707在大霧中迷航,偶然撞上了雙子樓,我們的設計可以抵禦這種撞擊。即使是被恐怖分子奪取的波音767,雖然體型更大、飛行速度更快,依然不能靠撞擊來摧毀雙子樓。但是,雙子樓的消防系統沒有能夠控制住數千加侖航空燃油引發的大火,事實上,這超越了消防系統的能力範圍。

雖然這場悲劇造成了嚴重的損失,我們感到慶幸的是,雙子樓在坍塌前堅持了足夠長的時間,為許多人提供了寶貴的逃生時間。

LERA 還提供了 FEMA 美國聯邦緊急事務管理署和 SEI/ASCE 美國土木工程師協會結構工程師分會的聯合調查報告 FEMA403 的摘要:http://www.fema.gov/pdf/library/fema403_execsum.pdf。這也應該是 @Raymond Wang 老師在回答中提到的調查報告。

這份報告描述的事故具體過程是這樣的:

雙子樓被飛機直接撞擊的若干個樓層,立即發生了嚴重的結構破壞,包括局部的坍塌。但除了這個局部之外的其它部位,結構保持完好。但是,由於飛機撞擊大樓,導致飛機上的航空燃料被點燃。撞擊產生的巨大火球瞬間消耗了一部分燃油。剩下的燃油沿著樓層流到電梯井和管道井裡,在整個建築的上半部分引發了大火。隨著大火的蔓延,主體鋼結構的承載能力被逐漸削弱,最終導致了大樓的整體坍塌。

這份報告提到的雙子樓堅持的時間足夠長、撤離人員比較多的原因包括:

  • 鋼結構體系的 robustness 和 redundancy (魯棒/強健 和 冗餘/備份)
  • 足夠多的帶有醒目疏散標誌和緊急照明的疏散樓梯
  • 樓內人員認真有序的執行了既定的緊急疏散計劃

報告還提到了這次事故所引發的思考包括:

  • 雙子樓的鋼桁架樓板的 robustness 和 redundancy 與其它結構體系的比較
  • 疏散通道周圍是否有必要採用抗撞擊的圍護措施
  • 在撞擊和爆炸下對建築內部的被動防火措施的保護
  • 疏散通道集中布置在中央核心筒內和分散布置在建築平面內的比較

報告給出的部分建議包括:

  • 更多的社會資源應該放在航空安全和其它安保措施上,而不是讓建築結構能夠抵禦類似的飛機撞擊
  • 對建築結構的防火需要做進一步的研究和分析。
  • 在結構工程師和消防工程師之間建立更密切的聯繫,包括協同設計、互相培訓。
  • 重視居民和用戶的緊急疏散演習。
  • 普及建築結構知識,讓用戶和居民了解基本的建築法規、規範、設計荷載、以及哪些極端情況是設計時所沒有考慮的。
  • 成立一個結構工程緊急響應計劃(Structural Engineering Emergency Response Plan),讓有專業技術經驗的工程師志願者可以更快更高效的參與到災難的營救和處理中。

世貿中心雙子樓是典型的鋼結構框筒,同時也是一個現代主義/國際主義建築的代表作品。框筒體系在國內比較少見,因為犧牲了外牆的開窗面積,所以不太受國內業主青睞。世貿中心雙子樓採用了外圍密柱框筒,鋼框架柱的間距非常密,照片上很密的豎向線條就是一根根鋼框筒柱,而柱子和柱子之間的鋼裙梁也非常高,所以開窗面積很小。但是好處是不需要「傻大笨粗」的混凝土筒體,空間非常寬敞。建築內部的普通鋼柱子只承受豎向荷載,側向荷載全部由外圈的密柱框筒承擔。

一定意義上,防火問題是鋼結構的阿喀琉斯之踵。結構鋼材在攝氏600度左右時,強度已經下降到50%左右,事實上的承載力可能已經低於實際的負荷;溫度達到1200~1400度時,鋼材喪失全部的結構強度。建築物上部的重量壓下來,就像多米諾骨牌一樣,造成建築結構的整體逐層垮塌。雖然世貿雙塔採取了消防保護措施,但在這樣的災難面前,實在是杯水車薪。

就我個人而言,不管是在結構意義上,還是在建築意義上,世貿雙子樓都非常優雅。如此美麗的東西,卻毀於這樣的無妄之災,思之實在是令人心痛。但沒辦法,人類的愚蠢和狂妄又有誰能解決。至少,這樣的災難不是工程學所應該和能夠應對的。

PS: 看了評論和其它回答,再多說一句,直白說,我個人覺得,這種事故根本就不在結構工程學範疇之內。就像核彈可以輕易摧毀一切建築結構,但我們不可能在結構設計中考慮核爆的衝擊力和高溫,否則,每棟建築的造價都是天文數字。如何避免建築物被核彈摧毀,這是政治家的議題,不是結構工程師的議題。

PS: 很多人質疑「足夠長」,質疑「去問問沒跑出來的人,什麼叫足夠長」。

這個「足夠長」不是我定義的,是 SEI/ASCE 定義的。當時整個世貿中心共有約58000人,事故最終造成2830人死亡,其中403人為趕來營救的消防人員。我不知道對於這些「義正言辭「的人們,到底多長才算是足夠長?


身為建築師可以說兩句,Yamazaki的這個世貿塔的結構形式是鋼結構,鋼結構好處是預製周期短,剛度強,建設快,但有個至今都很致命的弱點就是不耐燃,燃燒後容易變軟失去剛度。其實從燃燒後的照片可以看出來墜落的外結構都是三根三根一起墜的(爪機答題,明天配圖),說明當時建造的時候已經是在工廠預製好再現場配製的。

換句話說其實大樓不是被撞倒的,而是被燒毀的。

大褲衩的結構形式還是混凝土,比較耐燒。(明天換電腦詳細答)

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20世紀50年代的時候世界上的高層建築一般都是外牆不承重,所以都只是稱為幕牆。而世貿塔的創新就在於他採用外牆承重的方式,不過和以前的承重牆不一樣,他在外牆排列了很密的柱子,每根柱子寬45.7cm,相鄰柱子的距離只有55.8cm。鋼柱包裹著防火的材料,表面是鋁板。

(圖片來源網路)

同時大樓裡面的核心筒(裡面安設電梯、樓梯、設備管道等的地方)也是由鋼結構做成的。內外管筒之間,每一層都是鋼桁架連接,各層的樓板由剛桁架支撐。

綜上所述,這是一個徹徹底底的從內到外都是鋼結構的摩天大樓。同時,為了減少人們在高層建築上容易產生的恐高症,Yamazaki一向主張在高層建築上開窄窗。世貿中心外牆上開細窗子的做法使得外牆的玻璃面積只佔了表面積的30%,由於玻璃窗不大,人們站在二三百米之上時常感覺不出已經距離地表如此之高。

(圖片來源網路)

當然,當年的這些所有引以為豪的創新手法在遭受襲擊後都變成了瞬間地獄的推動因素。一棟從內而外,徹頭徹尾,鋼用料密集林立的鋼結構大廈在遭受飛機撞擊後,由於汽油燃燒的高溫使鋼結構喪失強度而坍塌損毀

以下摘抄自《新科學家》雜誌的詳細數據解釋:

第一架波音767飛機的重量超過120噸,以630km/h的速度沖向北樓,專家計算其對大樓的衝力為3260牛頓(經指正,此處單位應為萬牛),而大樓結構設計是可以抵抗颶風的5840牛頓
(經指正,此處單位應為萬牛)
,所以大樓肯定不是被飛機衝撞倒的。但是飛機衝力集中在大樓的一個點上,能把那裡的外牆柱撞斷。波音767翼展47.6m,在撞上北樓第96層的被牆面時,將北面的35根外牆柱撞斷,飛機衝進了樓層內,但這一層樓的另外一百五十多根外牆柱和內部核筒都未受破壞,大樓96層以上的樓層重量依然還被支撐著。

飛機撞上大樓時候,飛機中還剩有3.1萬升的汽油 (經指正,此處單位應為航空煤油) ,大部分還儲藏在機翼油箱里。大量的汽油被帶入樓層內,引起爆炸和大火。大樓的鋼構件上包有防火的隔熱層,但是767飛機撞擊大樓時候的強烈震動,把鋼構件上的隔熱層震掉了。研究表明如果沒有隔熱層存在,大樓的鋼結構會在10-15分鐘內就坍塌。而實際上是北樓在遭襲1小時40分鐘後坍塌,南樓在撞擊後56分鐘坍塌,兩座大樓之所以能堅持那麼長時間,還是靠隔熱層發揮了作用。

911使三千多人喪生,但是我們也應該看到同樓里也有九千多人活了下來。因此單單因為這種百年一遇的恐怖事件就否定鋼結構大樓的存在意義是十分因噎廢食的一件事情。現在的建築高層工程中也一直在研究和改進超高層建築的防災減災措施。

補充一張圖以說明預製鋼結構在建築建造過程中的快速建造的好處

(圖片來源網路)

再補一張圖說明世貿中心不是被撞斷而是被「燒軟」的

(經指正已將圖片進行處理)

最後,再次向當年在這次恐怖事件中喪生的人們默哀悼念。
All we are saying,give peace a chance.


看了那麼多陰謀論者對結構工程師的攻擊,我有話說!
非結構專業從業人士永遠無法理解鋼結構的痛。都以為鋼鐵是萬能的。其實我們在日常設計工作中依然更加傾向於鋼筋混凝土結構。原因有下:
1.鋼結構太軟,雖然鋼彈性模量很大,但是鋼材因為強度高,故而截面一般比較小,其抗彎能力EI中的截面慣性矩項I偏小。太軟往往帶來很多問題,對於高層來說是頂部位移問題,對於普通房屋來說存在舒適度問題。因為軟其結構自振周期往往接近人步行周期,故而鋼結構人走在上面會有震動問題。上海的朋友在宜山路站換乘九號線時候想必深有體會。
2.鋼結構怕火,400度強度相對室溫打對摺,600度就只剩下室溫的20%,同時幾乎喪失全部剛度。一般而言鋼結構設計中,我們為了控制成本,構件應力比一般都在70%到80%。也就是說400度足以摧毀鋼結構構件。而剛度的喪失對於鋼柱而言更是火上澆油,一旦鋼柱發生一個小小的傾斜,那就是妥妥的附加彎矩。最終導致的破壞可能是強度破壞也可能是剛度不足導致的穩定性破壞。所以高溫對於鋼結構的破壞遠遠超出普通人的想像


單建教授的趣味結構力學中有所論據,


唉看到那麼多專業角度的回答,本來不敢說話的,還是忍不住上來吐槽一句。
脫離定量計算地分析垮塌原因,相當於脫離計量談毒性,耍流氓啊!
我可以負責任的告訴題主,到一年前我碩士畢業為止,學界對於雙子塔到底是怎麼塌的這個問題,依然是沒有定論的。就是說,如果你能提出新的看法並證明它、或者哪怕只是用定量方法證明已存在的某些看法,都是可以繼續發論文的。——雖然過去這麼多年了,能挖的都挖的差不多了,也沒有什麼人繼續在這上面下功夫了。
燃燒產生高溫造成骨架軟化是一個很重要的原因,但是不是直接原因、是不是最重要的原因,都還存在一定爭議。
因為確實有很多的計算模型分析後,即使考慮了撞擊、高溫燃燒、航油等等影響,計算模型依然不足以垮塌。
我並不相信陰謀論——就算陰謀論你也得給個工程學上如何造成這種陰謀的解釋吧?但我個人覺得,雙子塔的垮塌事故中,必然還存在著什麼我們沒有發現的原因。
這其實很正常,就像很多失蹤的飛機耗盡了人力也沒有找到,其實人類的科研是相當脆弱的,比我們想像的要不牢靠得多。尤其是土木工程,這種半經驗半科學的學科,技術的進步是需要許多許多實驗、事故的現場分析、經驗積累才能總結出來的。而對於土木工程,還有一點比較崩潰的是,比例模型在很多方面不能真實反映原結構的特性。換言之,我們建個縮小比例的雙子塔拿縮小比例的飛機撞塌它,其情況很可能和原雙子塔完全不一樣。至於你要建個原比例的雙子塔然後撞塌它以觀察測試……你在逗我吧?
所以有些未解之謎,現在只能是未解。
當然,以上是負責任的、嚴謹的說法。事實是你在計算模型中人為調整幾個參數有時候也能達到整體垮塌的結果。反正無論如何燃燒後鋼骨架軟化都是非常重要的原因——雖然可能不是全部原因。
ps至於題主說到大褲衩的配樓,我其實不了解那配樓是個什麼結構。但是二者有一個最大的差距我前面其實已經說了——是航油!航油!其實做過雙子塔計算模型分析的很多研究者已經認同了,單考慮雙子塔自身燃燒,其實是燒不塌的,或者至少不會那麼快燒塌,能留下相當長的救援時間。但問題是當時撞進雙子塔的那架飛機上帶著大量的航油。
什麼叫火上澆油?懂吧。
另外還有一點——我是學土木的不是學消防的,而且土木不管消防建築才管,所以我也是隨口說,說錯勿怪——據說到現在為止超高層建築的高層滅火也沒有什麼太好的方法,過火不可怕,火勢無法迅速撲滅才是要命的。
最後補充一點,題主和大部分人可能都不知道,雙子塔的設計之初確實是做了防飛機撞擊設計的。這也是我為什麼說其實人類的技術非常脆弱。沒有雙子塔的事故,其實我們根本並不清楚在飛機撞建築中最主要的問題究竟是什麼(是的設計時沒考慮航油,根本連燃燒都沒考慮;而且當時設計還是一種理想撞擊情況,實際由於撞擊角度、嵌入深度等等問題導致撞擊本身造成的損壞就比預估的大很多——對,如果按照所謂理想撞擊模式去撞即使燒了那麼久也很有可能不塌的)。雙子塔給我們提供了一個範例,至少以後我們設計「防飛機撞擊」的建築會考慮高溫影響了。雖然我也不能確定考慮了是否一點有用。很可能還會有其他的問題。所以說科技發展真的還有很長的路要走啊。
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哦對了,再補充一點。前面所有答主說的包括燃燒後骨架變軟、整體失穩、高層砸低層自由落體等等問題都是對的,我沒有說任何一點不對。我只是說定量地看這些條件是否足以在那段時間之內造成雙子塔以那種方式垮塌,並沒有完全定論。簡單說就是還沒有一個和實際情況吻合得非常好讓所有人信服的計算模型出來。
但這並不是說之前的定性分析錯了。
而且作為一個搞計算力學的,我同時也懷疑,不排除人家定性分析完全正確,就那幾個原因,但是計算的模型取的不好、假設脫離了實際、模型中忽略了某些重要因素或者無法很好模擬(比如上層砸下層這個問題,其實已經是動力分析了,土木工作者很多做不好,搞機械的又對什麼鋼筋混凝土的搞不明白,能做這個分析還是這幾年才開始的,而且準不準確也沒法保證。以前都是把從結構上脫落的部分直接按消失掉處理。這無遺忽視了很重要的一部分垮塌原因。)甚至可能計算方法本身有問題,穩定性收斂性不夠好結果根本不對啊啥的……什麼可能都有的。
ps我是搞計算力學的我不做數值模擬。我自己沒算過雙子塔模型,我沒那個能耐。


於911事件14周年之際,看了一部關於911真相的紀錄片,雖然對美國自編自導911的這一觀點無法接受,但紀錄片中不少對大樓倒塌方式的質疑還是很有探討意義的。

911是在我小學五年級時發生,彼時對建築一無所知,只聽新聞里說是鋼材不耐火,燒塌的,於是十幾年來從未質疑,此次紀錄片打開了一個新的視角。

1. 是不是火災足以燒塌鋼架建築?

2005年位於馬德里的一棟32層高的WINDSOR大樓起火,起火點位於21樓,電路引燃,燃燒了20小時後火勢才得以控制,然而撲滅後,雖然部分鋼結構垮塌,但大樓主體依然保持直立。

2. 為什麼雙子樓會以自由落體的速度下落?
一個小球從420m高空墜下,不考慮空氣阻力,下落時間為9.3秒,而雙子塔坍塌的時間為10秒,幾乎等同於自由落體。大樓倒塌模型可見下圖。

是一個典型的Progressive Collapse的過程。在80+層被火燒軟以後,失去承重力,上部結構以接近自由落體的速度下墜幾層,再一層層摧毀下部結構。然而下部結構是十分堅實的鋼框架結構,為什麼會對墜落物幾乎無還手之力?

3. 為什麼上部結構在空中墜落數層後已然碎成渣渣?
參加上海的樓倒倒,汶川地震中三樓變一樓,其上部結構卻能在數層甚至十數層墜落下基本保持完整。

4. 燃燒溫度是否足矣燒融鋼結構?
下圖為鋼鐵強度比(高溫下的屈服點比常溫屈服點)隨溫度(攝氏度)變化的曲線。

而航空煤油的露天燃燒溫度為260-315 ℃,最大燃燒溫度為980 ℃。鋼鐵的熔點為1500 ℃。也就是說,火場中我們傳統意義上燃燒釋放熱量最大的可燃物,並不足以使鋼鐵融化,然而廢墟現場卻發現了很多液態鋼。

5. 現場發現鋁熱劑(鋁+三氧化二鐵)。

於是乎,紀錄片得出的結論是美國自己把樓定向爆破的,賴在恐怖分子身上。

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這些說法乍一看都挺有道理,但以我多年前本科修Fire Engineering時的一些微薄知識,也能發現問題2,3的一些漏洞。如果有了解問題1,4,5的,歡迎解惑。

首先為什麼上部結構會碎成渣渣?因為熱量是向上走的。

『重返危機現場』有一集提到2000年奧地利登山纜車大火,在密閉登山隧道中,車尾起火,驚慌的人們紛紛向上方遠離火場的方向逃離,只有11人在一位有經驗的消防員的帶領下,穿過火場,向下方逃離。最後這11人獲救,其餘向上逃的155人全部罹難,屍體化為灰燼,需要依靠DNA技術辨認。同理,向上的熱空氣使大樓的結構迅速軟化,在下墜力中不堪一擊。

那麼為什麼下部結構也會如此不堪一擊呢?倒塌前大樓下方基本沒有火災的痕迹,甚至電力系統都仍然正常。但是觀察大樓的外部結構,不難看出一些端倪。

這像晶元一樣帥氣的鋼結構就是大樓的外框架,用於抗扭抗彎和部分承重,中間部分為剪力結構,此時所有外部鋼結構都沒有一點點防備,沒有一絲顧慮,也沒有一點點insulation,就這樣讓上部的熱量通過熱的良導體傳播下來,所以當上部結構垮塌時,砸中的不是堅挺的框架,而是已經軟化了的下部結構,所以坍塌速度才會接近自由落體。

此外計算後的下墜力令人震驚,例如 0.5 kips的鐵塊於4ft(1.2m) 處自由下墜,砸在16 ft (5m) 凈跨的普通鋼樑上減速為0,產生的下墜力高達120 kips,為原本重力的240倍。即使下部鋼結構並未軟化,恐怕也是設計不能承受之重。

如果大樓中間有足夠堅實耐燒的混凝土剪力牆,亦或是外部鋼結構犧牲部分連貫美觀性設立隔熱層,亦或是外包混凝土隔熱,大樓或許都不會倒塌的如此之快。這裡『快』的定義為遠小於規範限定的四小時,之所以是千人傷亡而非萬人傷亡跟碰撞時間點有關,北塔撞擊時間為8:46分,很多華爾街精英都還沒來得及上班,很難想像如果在11點前後發生撞擊,幾萬人如何能在一小時內得以疏散?

災難不會憑空發生,而是關鍵事件的連鎖效應。在一場十數年前的悲劇中,安保,航空,災難應急,摩天大樓本身的特點,甚至政治,信仰,一環扣一環,最終導致了悲劇的發生。在這場事件中,結構工程師不是也不應是被譴責的人,但從中暴露出的高層建築可能產生的問題,仍然對每個有志於投身土木行業的人有著借鑒意義。


看到很多人糾結於豬小寶學長答案里的「足夠長」,我查了下百度百科,

上午8時46分40秒,美國航空公司11次航班以每小時490英里的速度撞向世界貿易中心北樓,撞擊位置為大樓北方94至98層之間。上午9時03分聯航第175次航班撞進世貿中心南樓。世貿中心北樓倒塌發生在上午9時59分,而世貿中心南樓倒塌時間為10時29分。

所以簡單的相減就可知道北樓堅持了1小時13分鐘,而南樓為1小時26分鐘,這麼長的時間是一個什麼概念呢?我們不妨看一下《建築鋼結構防火技術規範》(CECS200:2006)3.0.1條,單、多層和高層建築構件的耐火極限:

按照最嚴格的要求,對於高層建築,一級耐火等級的柱子的耐火極限是3小時。所謂的耐火極限,指的是在標準耐火試驗條件下,建築構件或結構從受到火作用時起,到失去穩定性、完整性或隔熱性時這段時間。但是請大家注意一個問題,這裡的條件是標準耐火試驗條件,所謂標準條件主要指的是按照標準升溫曲線(ISO834)升溫,如下圖示。

但是實際火災中,由於起火原因與室內可燃物情況不同,溫度幾乎不可能按照標準升溫曲線走。具體到911事件,由於飛機攜帶有一定量的航空燃油,撞擊後發生爆炸引發大火,再加上大樓里人員密集,可燃燒物較多,所以按照正常情況推算,大樓內溫度上升應該是快於標準升溫曲線的。而且這裡的耐火極限針對的是單個構件,也就是梁、柱、支撐等單個構件試驗,而不是整體結構。經過研究發現,鋼結構中節點一直是結構抗火的薄弱環節,一旦節點破壞,結構的荷載傳遞路徑將會部分中斷,也極易導致結構破壞。所以一般情況下整體結構的耐火極限是要低於單個構件的。世貿中心大樓建於1962年,那個時候工程界幾乎還沒有結構抗火的意識,整棟結構也只是按照建築防火的要求做了一定的防火保護,而且由於經歷的時間比較久,肯定有部分防火保護層發生脫落。所以不得不說世貿大樓在如此不利的環境下,能堅持將近1個半小時,實屬不易,對於豬小寶學長說的足夠長,我是贊同的。


對於大樓倒塌的原因,豬小寶學長說的也已經很清楚了,主要是由於結構在火災下性能的退化,而不是撞擊所致。但是對於他最後說的

「我個人覺得,這種事故根本就不在結構工程學範疇之內,就像核彈可以輕易摧毀一切建築結構,但我們不可能在結構設計中考慮核爆的衝擊力和高溫,否則,每棟建築的造價都是天文數字」

這句話,我持有不同看法。爆炸、撞擊不僅屬於結構工程領域,而且屬於最近幾年結構工程領域最活躍的幾個方向,據我所知,世界上有很多著名學者包括我們學院很多老師都在研究鋼結構抗火、結構抗爆、結構的抗連續性倒塌等諸多問題,也正是在美國911事件後,美國政府邀請了包括加拿大、歐洲等很多著名的結構工程專家對世貿大廈的倒塌原因及過程進行了充分的調研,而這些學者很多人現在都活躍在結構抗火領域。作為工程師的我們,難道不正是出現了新問題,然後運用我們已有的知識去解決從而營造一個更加安全舒適的生活環境嗎?當然不可否認這樣的悲劇確實屬於政治問題,但是我們也可以從我們的角度去思考,我們可以做些什麼?據我了解,現在鋼結構的抗火和抗連續性倒塌領域已經積累了足夠多的成果,通過這些研究,我們可能還是不能阻止大樓的最終倒塌,但是我們可以使結構的破壞更推遲一些,從而為逃生留下更多的時間。


確實不可否認,工程是需要平衡功能、安全和造價,但是為了更安全,多花點錢就一定不可取嗎?而且現在的結構抗火設計已經在向性能化防火設計邁進,

性能化防火設計(Performance-based
Fire Protection Design)的標準定義是:性能化設計是一種新型的防火系統設計思路,是建立在更加理性條件上的一種新的設計方法。它不是根據確定的、一成不變的模式進行設計,而是運用消防安全工程學的原理和方法首先制定整個防火系統應該達到的性能目標,並針對各類建築物的實際狀態,應用所有可能的方法對建築物的火災危險和將導致的後果進行定性、定量的預測與評估,以期得到最佳的防火設計方案和最好的防火保護。

簡而言之,就是根據需要進行合適的防火保護。我國防火規範以前的規定是比較死板的,比如說一棟大樓,多少層,多少面積,然後防火保護層的做法是確定的。但是性能化防火設計就是通過模擬軟體建立建築可能的火災狀態,然後根據需要進行防火設計,比如節點的做法,防火保護層的厚度等,部分火災下溫度上升很少的部位就不用再塗抹防火保護層,達到降低造價的效果。所以隨著新的抗火設計方法的發展,我相信我們可以在比現有的花費增加不多的基礎上,也可以使建築更加的安全穩固。

最後,我也和小寶學長一樣希望政治家們能夠更加創造一個更和諧的世界,讓我們每一個人都免受這樣的飛來之禍。

利益相關:豬小寶學長粉+結構抗火研究生


軟化了支撐大樓的鋼筋骨架,最終導致世貿中心大樓在自身重力的作用下坍塌


大家都提到這一點。但是軟化了骨架之後的過程都一筆帶過。
軟化了骨架之後,由於骨架不是整體,猜測骨架連接部分首先斷裂,使得這一樓層的地板整體下墜,當然更上的樓層也跟著下墜,這個動量是極大,並且越來越大,因為下墜的樓層越來越多,直接壓塌下面的所有樓層


https://www.youtube.com/watch?v=Yo1WZ9g1IJ4
以下答案取材於此視屏(視屏中的結論可能未必那麼嚴謹)。

世貿塔樓用的是密肋桁架組合樓蓋,而桁架雖然比起相等強度的鋼樑更省料、質量更輕,但是它的缺點也是顯而易見的,就是耐火性能極差——這意味著需要燒軟桁架所要的時間比起燒軟相等強度的鋼樑所需要的時間更短。加上樓蓋與外筒的連接——比起結構抗側力體系——缺乏足夠的冗餘度(至少視屏中給出的是一塊樓板只在4角各有一個錨栓和內外筒相連),樓蓋首先開始坍塌。當隨著火勢的蔓延越來越多的樓層的樓蓋失去承載力時,外框筒的鋼柱的計算長度越來越長,最後,失去樓蓋的外框筒屈曲失穩,撞擊點以上樓層就向重鎚一樣向下砸去,後果就是大樓沿整體沿豎向坍塌。

Leslie E. Roberson在設計時,考慮了lower manhattan的狂風,考慮了波音707客機的撞擊,考慮了如何用材料最有效率...,唯獨沒有考慮到飛機攜帶的巨量燃油燃燒對於結構的影響。但他不應該被苛責,他盡到了他的責任,被767撞然後起大火這種工況沒有哪個結構工程師會想到,即便想到了也這也是超出他能力範圍的。至少樓是向下塌的,而不是在撞擊的一瞬間傾覆,而後者造成的後果肯定比前者不知道嚴重多少倍。


我覺得這個問題本身帶有強烈的誤導傾向,建議修改。

首先,世貿雙子塔並沒有「短短的」燃燒之後就倒塌了。

大學的時候課上閱讀過相關資料,兩座塔從燃燒到倒塌,時間都超過了一個小時,這一個多小時里,有近萬人從中撤離和被營救,作為一座徹頭徹尾鋼結構的高層建築,世貿雙子塔堅持的時間確實已經足夠長了。
對建築稍微有點兒了解的人就知道,鋼結構不耐燃,鋼結構不耐燃,鋼結構不耐燃,別說美國有錢所以美國的鋼結構就該怎麼怎麼樣,哪個國家的鋼結構,都不耐燃。

總不會還有人問「為什麼不耐燃還要用鋼結構」、「鋼怎麼會燃燒」這種問題吧……

其次,什麼叫燃燒後「就」倒塌了?

地球上沒有什麼建築物能夠毫髮無損地抵禦飛機的撞擊,更何況是兩架滿載燃油的大型飛機高速攔腰撞上一座一百多層的鋼結構大樓,火一起不塌才有鬼。

別說三峽大壩,謝謝……

再次,這問題問得也挺巧妙的,輕描淡寫,給人一種火勢根本不大的感覺。

兩架飛機里,有幾萬升航空燃油,全著了。

消防系統根本就撲不滅這種級別的大火啊……

至於大褲衩,燒的從來就是外掛幕牆的鋼骨架結構而已,並不是主體建築。

所以,真的沒有那麼多陰謀論什麼的,對於美國政府來說,得太不償失了。
支持陰謀論的,別光在那兒判斷定向爆破的痕迹,忙著找其他鋼結構建築火災的結果,也不妨考慮考慮:美國這麼做,得到了什麼,付出了什麼,承擔多大的風險,利益是否大到能夠抵得過風險,是否有此必要,這是不是美國想要達到目的的唯一手段和最終手段。
有空質疑,真不如騰出時間求真,真的。


樓上那些說定向爆破的人。。。到底知道不知道怎麼做定向爆破啊。。以為真的就搬對炸藥放在隔壁炸一下就可以


回答一下陰謀論的帖子中的圖片,為什麼鋼材斷得整齊且沒有燃燒的痕迹:因為很大可能照片是位於下半部樓層的鋼材。要知道燃燒的起火點在50%以上的高度,下面的樓層基本沒有燃燒。只是因為上部坍塌時壓垮了下面的結構。

另外噴射的照片也正好說明了不是定點爆破,明顯是因為下部被快速擠壓後有構件被彈射出來。就像大貨車輪胎壓到路邊石子會強勁彈射而出,經常還打死人可見彈射速度有多快!如果是定向爆破,區區兩三個爆破點就可以了嗎?如果不信,請自行搜索定向爆破的視頻。起碼數十上百個爆破點並要精確控制。這正好說明是由於中上部結構被破壞,大樓上部重力引發的多米諾骨牌效應的近乎垂直坍塌。


結構掛過科的建築狗試著用簡單通俗的描述回答一下。
首先糾正,燃燒的時間並不短。將近一個小時1000℃的高溫足夠使鋼材軟化。

在回答雙子塔的問題之前。先看這張圖:

想像有這麼一棟由竹籤(吃烤串常用的那種)為柱子,硬卡紙為樓層的「大樓」,如圖一。「大樓」四角為柱子,柱子用U膠和層層樓板粘在一起。想像著去扭它,會不會感覺很難扭動呢(請務必粘牢固點)?
接著把樓層全部移除,如圖二,只留下最頂端與最低端的樓板。此時再去扭它,會覺得好扭多了,如圖三。因為實際上每一層樓板緊緊地將柱子固定住了,而相對而言每層的層高又很低,使得這種固定十分密集。這在很大程度上發揮著抗扭的功能。
感興趣(閑得蛋疼)的同學可以做個模型試一下。

回到雙子塔的問題。

(出處:Info torri a "guscio")

雙子塔大致就是這麼一種模型。它外立面上那些密集的柱子就是之前那張圖裡的竹籤。當然了,雙子塔是筒中筒結構,除了外圍一圈鋼柱,核心筒也有一束柱子。然而,偏偏飛機一頭扎進了核心筒,核心筒受損。外立面也被撞出一個大洞,機翼像雙刀一般砍過去,柱子斷了不少。更要命的是,撞擊和之後的爆炸把好幾層樓層給炸塌了,被撞樓層處的好幾層樓板支離破碎,樓板一旦失去了整體性,就不再同柱子發揮結構作用,在結構上,這一段大樓實際上形成了一個十幾米高的空腔。回到之前的那張竹籤紙板大樓,失去了樓層,模型就會變得非常地不抗扭,試想一下,在扭動它的同時,用力向下壓會怎樣?
沒錯,它會有垮塌的危險。空腔之上的那段大樓可是很沉重的,這棟大樓在此時可謂搖搖欲墜。與此同時,1000℃大火持續燃燒,導致鋼柱開始軟化,一個小時之後,撞擊樓層的鋼柱終於無法再支撐上邊大樓的重量,於是整整一段大樓砸了下來。底下的樓層當然承受不住這麼一個龐然大物整個兒從十幾米高的空腔上方砸下來,於是被直接砸塌。接著,它們又一起狠狠地砸在下一層樓層上。就像多米諾骨牌,一層一層地垮了。整個大樓就這麼塌了。

放一張大樓70層的平面:

該網站有雙子塔所有的圖紙,可能要翻牆:North Tower Blueprints

鋼結構都怕火,不過相比雙子塔,褲衩的結構還是要先進那麼一丟丟的。更何況自911事件之後,超高層都開始將恐怖襲擊納入考慮範疇,真遇上火災,會比雙子塔持久得多。
放幾張圖感受下:

(出處:Sina Visitor System)
PS:山崎實大概是最蛋疼的建築師了。


很簡單,因為它是鋼結構,高溫下強度下降速度非常之快,所以被燒軟後自然就塌了


All Photos are from Remember Building 7


因為珍珠港被爆是美國有意參戰的借口

因為阿波羅登N次月都其實是在沙漠取景

因為美國是世界上最大的國家利益高於人民權益的暴政國家

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在YouTube看過loose change 2nd edition,深感美國言論自由,任何人表達思想的權利都會被尊重的地方,我不相信人命在那裡視如草芥。

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摺疊我吧


不要低估襲擊的精心謀劃


非常不喜歡補充中的陰謀論。人性都是被陰謀論抹殺掉的。


世界貿易中心是由日裔美籍建築設計師山崎實(雅馬薩奇)所設計。事後據他生前的助手說,因為參考過去帝國大廈曾經受到美國空軍轟炸機誤撞事件的影響,在設計過程當中已經考慮到需要使大樓結構足以抵禦大型飛機的直接撞擊。有報導分析,認為大樓的倒塌並不是因為飛機的直接衝撞,而是飛機內滿載的航空沒有傾瀉進入大樓引起的大火所釋放出的巨大熱量,軟化了支撐大樓的鋼筋骨架,最終導致世貿中心大樓在自身重力的作用下坍塌。但是,也有一批建築學家認為僅憑大火併無法令大樓倒塌。有關摩天大樓結構設計的調查依然在進行中。


911真正的真相超出任何人的想像!---世貿大廈核彈拆除:
視頻共3部分:
俄羅斯專家介紹美國核爆拆遷1
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