世貿(mào)大廈破壞分析研究報(bào)告

美國世貿(mào)大廈破壞分析

世貿(mào)大廈破壞分析世貿(mào)大廈慘遭毀滅的大致過程世貿(mào)大廈與波音飛機(jī)的基本狀況世貿(mào)大廈倒坍破壞的主要緣由世貿(mào)大廈破壞引出的主要觀點(diǎn)一、世貿(mào)大廈慘遭毀滅的大致過程美國航空公司波音767型客機(jī)從波士頓飛往洛杉磯，載有92位乘客，8點(diǎn)45分撞擊北樓；聯(lián)合航空公司波音757型客機(jī)從波士飛往洛杉磯，載有65位乘客，9點(diǎn)03分撞擊南樓。10時(shí)南樓發(fā)生整體垂直倒塌，10時(shí)28分北樓也發(fā)生整體破壞，這兩座曾經(jīng)是世界上最高建筑的標(biāo)記性建筑物不復(fù)存在。飛機(jī)撞擊爆炸后，大廈內(nèi)很多人無法忍受大火和濃煙的熏烤，爬出窗外，有的甚至跳樓墜落。連續(xù)倒塌相擁而泣逃離現(xiàn)場一片廢墟人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失10月11日，美國官方宣布“9.11”事務(wù)中有5393人失蹤，紐約失蹤4776人，442人被確認(rèn)為死亡。美國保險(xiǎn)公司安邦集團(tuán)評估認(rèn)為此次事務(wù)造成全球經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)一萬億美元，僅美國資本市場將損失一千億美元。二、世貿(mào)大廈與波音飛機(jī)的基本狀況紐約世界貿(mào)易中心（常簡稱世貿(mào)中心、世貿(mào)大廈、世貿(mào)大樓）位于紐約曼哈頓鬧市區(qū)南端，雄踞紐約海港旁，曾是世界上最著名的一組高層建筑群。世貿(mào)大廈由2座并立的塔式摩天樓、4幢辦公樓和1幢旅館組成，接受鋼結(jié)構(gòu)，其主樓呈雙塔形，塔柱邊寬63.5米，用鋼7.8萬噸，樓的外圍有密置的鋼柱，墻面由鋁板和玻璃窗組成。北樓417.24米，南樓415.41米，其塔樓結(jié)構(gòu)是“框架筒體系”結(jié)構(gòu)中最知名的典例。1993年2月26日星期五下午12點(diǎn)18分，紐約世貿(mào)中心姊妹樓1號(hào)大廈下面樓層地下停車場曾發(fā)生過惡性大爆炸事務(wù)，世貿(mào)中心地下建筑層有4層被炸穿，彈坑達(dá)30米寬。世貿(mào)大廈在設(shè)計(jì)時(shí)可以抗拒波音707飛機(jī)的撞擊作用。波音757接受先進(jìn)低油耗發(fā)動(dòng)機(jī),機(jī)翼為懸臂式下單翼，接受鋁合金雙梁破損平安結(jié)構(gòu)，機(jī)身接受全金屬半硬殼式破損平安結(jié)構(gòu)，機(jī)頭接受單曲面駕駛窗風(fēng)擋，削減阻力和噪聲，水平尾翼為一般輕合金抗扭盒形結(jié)構(gòu)，垂直尾翼為三梁雙室抗扭盒形結(jié)構(gòu)。波音767飛機(jī)接受懸臂式下單翼鋁合金破損平安結(jié)構(gòu)。機(jī)身接受一般鋁合金半硬殼式結(jié)構(gòu)，由蒙皮隔框和縱向桁條組成，按破損平安準(zhǔn)則設(shè)計(jì)。尾翼接受懸臂式破損平安鋁合金和鋁合金蜂窩結(jié)構(gòu)。

表1波音飛機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)表

三、世貿(mào)大廈倒塌破壞的主要緣由1、飛機(jī)的高速撞擊：導(dǎo)致樓層破壞，引起油箱爆炸2、油箱的強(qiáng)力爆炸：擴(kuò)大破壞范圍，導(dǎo)致燃油擴(kuò)散

3、燃油的高溫燃燒：軟化結(jié)構(gòu)主體，導(dǎo)致頂部塌落4、頂部的突然塌落：引起連鎖坍塌，導(dǎo)致整體破壞5、基礎(chǔ)的承載失衡：打破受力平衡，導(dǎo)致鄰樓倒塌

波音飛機(jī)飛行速度可達(dá)每小時(shí)1000公里。波音757和767飛機(jī)自身重量分別為64噸和80噸，載重約20噸，燃油30-50噸，總重量超過100噸。波音757和767飛機(jī)的翼展分別為38.05米、47.57米，而塔樓立柱間距63.5米。1、飛機(jī)的高速撞擊：導(dǎo)致樓層破壞，引起油箱爆炸

2、油箱的強(qiáng)力爆炸：擴(kuò)大破壞范圍，導(dǎo)致燃油擴(kuò)散波音757飛機(jī)可載約35噸的燃油，波音767飛機(jī)可載燃油51噸。撞擊爆炸產(chǎn)生的能量相當(dāng)于2萬公斤的黃色炸藥，通常摧毀50層的大樓只需800公斤黃色炸藥。爆炸使爆心區(qū)域的鋼結(jié)構(gòu)完全破壞，爆炸的強(qiáng)力沖擊波和破片的高速飛射使塔樓結(jié)構(gòu)進(jìn)一步的損壞。爆炸沖擊波以應(yīng)力波形式在塔樓結(jié)構(gòu)中向下傳播，產(chǎn)生偏心應(yīng)力，造成局部結(jié)構(gòu)屈服失穩(wěn)。這種作用將傳遞至塔樓基礎(chǔ)，對基礎(chǔ)也將造成很大的影響。3、燃油的高溫燃燒：軟化結(jié)構(gòu)主體，導(dǎo)致頂部塌落爆炸破壞，結(jié)構(gòu)開裂，燃油擴(kuò)散，火勢擴(kuò)散，高溫燃燒。航空燃油及大廈內(nèi)部可燃物體燃燒，中心火區(qū)溫度將高達(dá)2000℃左右。依據(jù)防火設(shè)計(jì)規(guī)范，假如結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的平安系數(shù)為2.0，結(jié)構(gòu)在高溫時(shí)的實(shí)際承載極限約為常溫下材料強(qiáng)度的40%，結(jié)構(gòu)失穩(wěn)時(shí)的臨界溫度約為5500C。鋼材有一個(gè)致命的弱點(diǎn)，就是遇高溫變軟，丟失原有的強(qiáng)度。假如一旦發(fā)生火災(zāi)，結(jié)構(gòu)溫度達(dá)到300℃以后時(shí)，鋼筋就起先軟化，強(qiáng)度漸漸下降，等達(dá)到750℃左右時(shí)，強(qiáng)度降為零，鋼結(jié)構(gòu)就失去承載實(shí)力。

高溫應(yīng)力-應(yīng)變曲線應(yīng)變3000C7500C溫度強(qiáng)度應(yīng)力200C應(yīng)力-應(yīng)變曲線4、頂部的突然塌落：引起連鎖坍塌，導(dǎo)致整體破壞

撞擊、爆炸和燃燒區(qū)主體結(jié)構(gòu)的軟化，導(dǎo)致了頂部樓層的突然塌落，并以沖擊載荷的形式突然下坐。下部結(jié)構(gòu)在高溫作用下，材料強(qiáng)度也大大降低，在頂部樓層的重壓下，連鎖坍塌，形成“多米諾骨牌效應(yīng)”，最終導(dǎo)致整座大樓的毀滅。5、基礎(chǔ)承載失衡：打破受力平衡，導(dǎo)致鄰樓倒塌

北京時(shí)間9月12日5點(diǎn)20分，紐約世貿(mào)大廈47層高的7號(hào)樓倒塌。世貿(mào)大樓作為一個(gè)整體，地基全部相連，南樓北樓相繼坍塌，對基礎(chǔ)造成猛烈的沖擊作用。世貿(mào)大廈倒塌后，打破了基礎(chǔ)的受力平衡，引起基礎(chǔ)持續(xù)變位，導(dǎo)致四周建筑的傾斜倒塌四、世貿(mào)大廈破壞引出的主要觀點(diǎn)1、恐怖活動(dòng)首次與斗爭劃上等號(hào)北京時(shí)間9月12日22點(diǎn)45分（美國東部時(shí)間9月12日上午10時(shí)45分），美國總統(tǒng)布什在國會(huì)發(fā)表遭遇恐怖攻擊后的第四次講話，正式宣布這次恐怖活動(dòng)是“斗爭行為”，美國將對這個(gè)事務(wù)追查原委，對恐怖分子決不姑息縱容，不管他躲在哪里。在美國防部長拉姆斯菲德的陪伴下，9月12日布什視察了被炸的五角大樓。依據(jù)《軍事大辭海》，斗爭是敵對雙方為了確定的政治、經(jīng)濟(jì)目的而進(jìn)行的有組織、有支配暴力行動(dòng)，是人類社會(huì)發(fā)展到確定歷史階段的特殊社會(huì)現(xiàn)象，是階級和階級、民族和民族、國家和國家，政治集團(tuán)和政治集團(tuán)之間沖突斗爭的最高形式，是政治通過暴力手段的接著。9.11恐怖事務(wù)的攻擊方式是前所未有的，造成的破壞也是史無前例的，從所攻擊的目標(biāo)和對國家所造成的破壞和災(zāi)難分析來看，它已經(jīng)達(dá)到甚至超過了斗爭效果，是第一起可以稱得上斗爭的恐怖事務(wù)。它原委是不是斗爭？各家評說不是特殊一樣，但是，它是目前為止人類歷史上最大的恐怖事務(wù)，這是毫無疑問的。2、恐怖組織首次向美國公然挑戰(zhàn)非國家主體的某個(gè)組織在全球化的背景下足以構(gòu)成對美國的重大威逼，并有可能成為國際戰(zhàn)略力氣的構(gòu)成要素。這一次恐怖攻擊目標(biāo)干脆對準(zhǔn)了美國國家象征的金融商業(yè)與軍事要害目標(biāo)—世界貿(mào)易中心和國防部，是恐怖組織首次向一個(gè)國家發(fā)出挑戰(zhàn)。3、重大經(jīng)濟(jì)目標(biāo)首次遭恐怖摧毀

近年來世界發(fā)生了七起重大的恐怖活動(dòng)：①美國紐約世貿(mào)中心爆炸案。②法航客機(jī)被劫事務(wù)。③東京地鐵“沙林”毒氣事務(wù)④美俄克拉荷馬城爆炸案⑤沙特美軍基地爆炸案⑥亞特蘭大奧運(yùn)公園爆炸案⑦美駐東非使館爆炸案。美國紐約世貿(mào)中心遭恐怖份子攻擊，是人類歷史上最大的恐怖事務(wù)，是一個(gè)國家的重大經(jīng)濟(jì)目標(biāo)第一次被恐怖活動(dòng)徹底摧毀。4、再次證明地下工程的作用不行替代恐怖事務(wù)發(fā)生后，美國副總統(tǒng)切尼快速轉(zhuǎn)移到白宮下面最深的防護(hù)設(shè)施—“總統(tǒng)緊急運(yùn)作中心”。該中心是一個(gè)管狀地下結(jié)構(gòu)，按抗核爆炸要求設(shè)計(jì)。布什總統(tǒng)留在歐法特（Offutt）空軍基地，歐法特有一個(gè)極為完備的戰(zhàn)略指揮通訊中心，可以對全球的美軍進(jìn)行作戰(zhàn)指揮。世貿(mào)中心地下結(jié)構(gòu)完好。世貿(mào)中心地下有7層，包括購物中心、鐵軌、電線、電話線和下水系統(tǒng)。雖然世貿(mào)中心姊妹樓已經(jīng)倒塌，但是其地下結(jié)構(gòu)防震減災(zāi)效果顯著，保存完好，達(dá)到了設(shè)計(jì)的預(yù)期目標(biāo)和要求。5、再次證明超高層建筑不是最佳選擇

曾經(jīng)是全球最高建筑的美國紐約世貿(mào)中心，被恐怖活動(dòng)首選定為攻擊目標(biāo)，突然之間，高度成了不堪一擊的主要緣由，盡管摩天大樓不會(huì)因此而絕跡，但這次事務(wù)必將對盲目追求超高層建筑的心理產(chǎn)生巨大的沖擊和影響。世界最高建筑物馬來西亞的雙子座大廈，在美國恐怖事務(wù)后，因人心惶惶而關(guān)閉，停止運(yùn)用。超高層建筑在遇到突發(fā)事務(wù)時(shí)