​美国世贸大厦为什么会塌（美国世贸大厦重建好了吗）

美国世贸大厦为什么会塌（美国世贸大厦重建好了吗）

美国911事件，世贸大厦为何会‘垂直‘’崩塌呢？有不少人觉得这是定向爆破，但研究人员经过仔细分析之后，则认为这是一连串的连锁反应所致，其中至关重要的一项因素，就是大楼本身的结构。

垂直崩塌

世贸大厦的平面是一个边长为63.4米的正方形，整体采用的是套筒式设计（如下图），内筒是由47根钢柱和混凝土打造的超大电梯间，外筒是由236根高强度钢柱围合而成的外立面，大楼总共有110层、高度为415米。

大楼套筒式结构

该楼的楼板极为特别，设计师采取了架桥的方式，也就是先用大量的钢桁架，搭建于内外筒的钢柱上，而后又在上面铺上了10厘米厚的水泥板地面，为了实现宽敞通透的效果，楼板之间没有再增加任何承重柱。

架桥的楼板

楼板

2001年9月11日，上午8点46分40秒，一架满载燃油的波音757飞机，以大约每小时790公里的速度，一头撞向了世贸大厦的北楼，撞击的位置在大楼北方94至98层之间，此飞机的重量大约有115吨，在巨大冲击力和爆炸的共同作用下，大楼直接被轰出了一个30多米宽的大洞。

飞机形状的大洞

外立面的部分承重钢柱被瞬间冲断，内筒的部分承重钢柱被瞬间挤弯（如下图模拟），这几层的楼板全部遭到了严重的破坏，楼板钢桁架上的防火材料被大量剥落，整个楼体晃动了近1米，随后上面那十分之一的楼体重量（大约有45000多吨），全部压在了其余的承重钢柱上，虽然已经受力不均，但上面的楼体并未立即坍塌。

外柱冲断，内柱弯曲

不过接下来发生的事情，就相当致命了！由于飞机满载了42000升的燃油，在其解体的一刹那，燃油被泼洒的到处都是，并被迅速引燃，航空燃油充分燃烧的温度为980度，因为是在室内燃烧，故而温度会略低一些，这样的温度虽然无法融化钢材，但却能使其软化。

研究人员通过测试得知：当钢材被加热到500度时，强度会损失38%，加热到600度时，强度损失会多达62%。

钢强度测试

9点02分54秒，北楼的大火还在疯狂地燃烧，就在这时，另一架满载燃油的波音767飞机，突然以大约每小时950公里的时速，一头冲入了南楼的78至84层之间，由于这架飞机更重，装的燃油更多，所以造成的破坏也就更为严重，随后，撞击之上10多万吨的楼体重量，都压在了未被破坏的钢柱上。

南楼被撞，位置较低

随着烈火的持续炙烤，那些承重的钢柱或许还能再坚持一些时间，但楼板的钢桁架很快就不行了，它们先是受热膨胀，而后又软化弯曲，负载能力随之急剧下降。

钢桁架向内弯曲

楼板多米诺效应

9点59分，后被撞击的南楼，一些楼板突然向内坍塌，上面巨大的楼体进而被撕裂，超重的分量几乎垂直往下砸，多米诺效应就此产生，伴随着重量的不断累积，在短短的8秒钟内，所有的楼板都被冲得粉碎，承重柱也全部被拽断或撕裂。

崩塌

断裂的钢柱

虽然北楼是先于南楼被撞，但由于撞击的位置较高，上面的重量相对要少一半，所以北楼是在南楼坍塌之后才崩溃。

那么附近的7号楼（如下图位置），没被任何飞机撞到，为何后来也坍塌了呢？研究人员通过全面模拟证实，倒塌的原因也是由于火灾。

7号楼

在世贸北楼坍塌的过程中，掉落的碎片在7号楼的10层位置引发了大火，因为世贸坍塌破坏了水管，致使7号楼的灭火喷淋无法使用，大火在这里持续燃烧了7个多小时，而7号楼同样也是钢结构框架，楼板钢结构也是被烧得发生了软化，最终因不堪重负而瞬间土崩瓦解。

7号楼崩塌

总的来说，这套分析的确有一定的道理，当然，怀疑者依旧有自己的看法，不管怎么说吧，反正大楼终究是倒了，这确实是美国人永久的伤痛，毕竟有2753人，在大楼被撞和崩塌的过程中丧了命。