Waarom de torens van het World Trade Center op 11 september instortten:een deskundige analyse

Belangrijkste punten

• De torens faalden vanwege de gecombineerde effecten van schade door vliegtuiginslagen en branden bij hoge temperaturen.
• Bij de eerste botsingen werd de kritische brandwering van de stalen spanten en kernwanden verwijderd, waardoor de constructie verzwakte.
• Overheidsonderzoeken concludeerden dat het bezwijken van de vloerspanten en het knikken van de kolommen een progressieve instorting veroorzaakten.

Op de ochtend van 11 september 2001 raakten twee Boeing 767-200ER-vliegtuigen de noordelijke en zuidelijke torens van het World Trade Center in New York City. De impact op de noordelijke toren vond plaats om 8.46 uur en de zuidelijke toren om 9.03 uur. De vliegtuigen, die elk ongeveer 10.000 liter vliegtuigbrandstof vervoerden, veroorzaakten enorme branden die temperaturen bereikten van 400–1.100 ° F (800–2.000 ° C). Deze branden, in combinatie met de structurele schade als gevolg van de inslagen, leidden om 09.59 uur tot het instorten van de zuidelijke toren en om 10.29 uur de noordelijke toren, waarbij 2.830 mensen om het leven kwamen, waaronder 2.270 bewoners van het gebouw, 157 bemanningsleden en passagiers van luchtvaartmaatschappijen en 403 hulpverleners (FEMA).

Bouw van het World Trade Center

Ontworpen in het begin van de jaren zestig door de architecten Minoru Yamasaki &Associates en Emery Roth &Sons, en ontwikkeld door Worthington, Skilling, Helle &Jackson, waren de torens een pionier in een “buis” structureel systeem. In plaats van een dicht raster van binnenkolommen concentreerde het ontwerp de verticale ondersteuning in de buitenomtrek en een centrale kern. Tussen deze kolommen werden stalen vloerspanten gespannen, terwijl een laag van 10 cm dik gewapend beton en opgespoten brandwerendheid het staal tegen brand beschermden.

De bouw van de torens begon op 5 augustus 1966, werd geopend in 1970 (noordelijke toren) en 1972 (zuidelijke toren) en werd voltooid in 1973. Hun open vloerontwerp creëerde bijna een hectare verhuurbare ruimte per niveau, een primeur voor een wolkenkrabber van deze hoogte.

Instortingsmechanismen

Twee gezaghebbende onderzoeken – de “World Trade Center Building Performance Study” (2002) van de Federal Emergency Management Agency en de “World Trade Center Disaster Study” (2005) van het National Institute of Standards and Technology – brachten dezelfde twee kritieke tekortkomingen aan het licht:

• Effectschade heeft de opgespoten brandwerende laag en de gipsplaat rond de kern doorgesneden, waardoor staal aan hoge temperaturen werd blootgesteld.
• Hevige branden verzwakten de vloerspanten, waardoor ze doorzakten. In het FEMA-model trokken doorhangende spanten de bouten weg van de kolommen, waardoor een “pannenkoek”-fout ontstond. In het NIST-model trokken de doorzakkende spanten de buitenste kolommen naar binnen, wat leidde tot knikken en een geleidelijke instorting.

In beide scenario's zorgde het verlies van zijdelingse steun ervoor dat het bovenste gedeelte van de torens door de impactzone instortte, waardoor de verwoestende stofwolk ontstond die Lower Manhattan overspoelde.

Veelgestelde vragen

Hoe zijn de bouwvoorschriften en ontwerpen veranderd na 9/11?

Na 11 september werden brandwerende brandwerendheid, toegenomen structurele overtolligheid en rigoureuze evacuatieprotocollen opgenomen in federale en lokale bouwvoorschriften, waardoor de kans op een soortgelijke ineenstorting aanzienlijk werd verkleind.

Welke rol speelde de brandwering bij de instorting?

Brandwering was bedoeld om staal te isoleren tijdens hoge temperaturen. Door de inslagen van het vliegtuig werd echter een groot deel ervan verwijderd, waardoor het staal werd blootgesteld aan brand en werd bijgedragen aan het bezwijken van de vloerspanten.

Aanvullende bronnen

Gerelateerde artikelen

Raadpleeg voor meer informatie de volgende peer-reviewed onderzoeken en gezaghebbende rapporten:

• Bazant, Zdenek P. en Yong Zhou. ‘Waarom stortte het World Trade Center in? – Eenvoudige analyse.’ Journal of Engineering Mechanics, 2002.
• Buyukozturk, mondeling. “Hoe veilig zijn onze wolkenkrabbers?:De ineenstorting van het World Trade Center.” MIT Nieuws, 2001.
• CBS New York. “Nieuw World Trade Center nu officieel het hoogste gebouw in Lower Manhattan.” 2011.
• Eagar, Thomas W. en Christopher Musso. "Waarom stortte het World Trade Center in? Wetenschap, techniek en speculatie." Journal of Metals, 2001.
• Federaal Onderzoeksbureau. “First Strike:mondiale terreur in Amerika.” 2008.
• Federaal Agentschap voor Noodbeheer. "Prestatiestudie naar gebouwen van het World Trade Center." 2002.
• Morse, Roger G. “‘Fireproofing’ bij de WTC-torens.” Brandtechniek, 2002.
• Nationaal Instituut voor Standaarden en Technologie. “Ramponderzoek naar het World Trade Center.” 2005.
• Staatsmuseum van New York. “Het World Trade Center:chronologie van de bouw.” 2011.
• Richman, Joe. “De dag dat een bommenwerper het Empire State Building raakte.” NPR, 2008.
• Uhlfelder, Eric en William Abrams. “Denk aan de durf van de Twin Towers.” De Christian Science Monitor, 2011.
• WNYC Newsroom. “Vandaag in de geschiedenis:eerste bomaanslag op het World Trade Center.” 2010.