Proč došlo k úplnému zhroucení mrakodrapů WTC v New Yorku ?

Mrakodrapy patří k tváři New Yorku stejně jako věže k Praze. Byly budovány v minulém století a staví se stále. Mrakodrapy patří vedle velkých mostů k nejsmělejším a nejznámějším novodobým stavebním konstrukcím. Dvojce mrakodrapů, nazývaná dvojčata, na jižním cípu Manhattanu svojí výškou přes 400 m a ojedinělou konstrukcí dvou jednoduchých hranolů patřila k chloubě architektonického a stavařského umění. Konstrukce každého z dvojčat byla tvořena dvěma nosnými troubami (jedna vnitřní a jedna vnější, tvořící částečně fasádu). Stěny rour nebyly plné, ale byly tvořeny soustavou sloupů, propojených příčnými nosníky. Váha ocelové konstrukce byla 78 000 tun.

Konstrukce byla navržena tak, by kromě obvyklého zatížení svislého a zatížení od větru odolala i nárazu dopravního letadla. Odolala tak, aby nedošlo k celkovému zhroucení konstrukce, nýbrž jen k lokálnímu porušení. To se také stalo. Konstrukce se skutečně pod nárazen letadla nezhroutila, ale k zhroucení došlo až po nějaké době. Proč k tomu došlo ? Letadla, která do mrakodrapů narazila byla poměrně velká, jejich hmotnost byla mezi okolo 150 tun. Protože šlo o dlouhé lety, lze předpokládat, že v nádrži letadel bylo okolo 50 000 litrů paliva. Toto palivo se po nárazu letadla vzňalo ( prakticky došlo k výbuchu). To způsobilo nejen další porušení, ale především nebývale silný požár. K čemu tedy došlo ? Část obvodové nosné konstrukce byla zničena přímým nárazem. Tím došlo k zvýšení namahání ostatních sloupů ve zničeném patře. Sloupy byly přitom vystaveny vysokému žáru. Ocel však účinkem žáru ztrácí svou tuhost. Následkem ztráty tuhosti došlo k vybočení v patře, kde sloupy byly nejvíce přitíženy a hlavně přehřáty. Tato událost byla stále lokalizována do několika přímo zasažených pater. Vybočením sloupů jednoho patra se však ztratil přenos sil z části konstrukce ležící nad zasaženou oblastí. Tuto část již nic nepodpíralo a začala tudíž padat dolů. Vyvstává otázka, proč nespadla jen na neporušenou část konstrukce pod místem nárazu letadla. To si nejlépe vysvětlíme na jednoduchém případu. Představte si cihlu, kterou máte položenou na hlavě. To sice není příjemné, ale nikterak vám to neubližuje. Horší je, když vám ta samá cihla spadne na hlavu z výšky jednoho metru. K tomu samému efektu došlo na mrakodrapech v New Yorku. Spodní patro, na které horní část spadla, bylo v tom okamžiku zatíženo mnohem více, než na co bylo navrženo. Kromě toho i jeho sloupy byly již značně zahřáty. No a tento scénář se opakoval patro po patře. Obvodové stěny, které nebyly tolik zahřáty, vzdorovaly mnohem vice. Kdo pozorně sledoval záběry hroutících se věží, určitě si povšiml, že pokud se konstrukce nezahalila do dýmu a prachu, především vnitřek horní části se propadal a to téměř bez jakéhokoliv naklánění. Proč se tedy nakonec zhroutily i obvodové stěny ? Důvodem bylo patrně opět vybočení těchto stěn. Vybočení stěn za normálních okolností brání stropní tabule. Jakmile se stropní tabule propadly s padající vnitřní rourou, vnější stěny nebyly rozepřeny a vybočily. Na stůl se pochopitelné dostane otázka, zda se budou výškové domy, mrakodrapy, dále stavět. Osobně se domnívám, že ano. Na základě podrobné analýzy toho, co se přihodilo, se nepochybně objeví účinná opatření. Pochybuji ale, že stavaři mohou garantovat absolutní bezpečnost takových konstrukcí v souvislosti s tak mimořádným zatížením. Pro využití v míru jsou to jen kontejnmenty jaderných elektráren (včetně té v Temelíně), které odolají nárazu, jaký se odehrál v New Yorku bez zvláštního poškození. Ale stavět mrakodrapy tak odolné jako ochranné obálky jaderných reaktorů není v dohledné době reálné. Osobně si kladu od úterý otázku, zda teroristé předpokládali, že dojde k tak hrůzné události – k úplnému zřícení celé konstrukce a k usmrcení tolika zcela nevinných lidí. Při dnešních výkonech počítačů a úrovni počítačové mechaniky by poměrně spolehlivá počítačová simulace události na počítači byla možná. Měli teroristé mezi sebou kromě pilotů i takovéhle odborníky ? Počítače a potřebný software je pouze otázka peněz. A odborníci by mohli být vychováni na špičkových amerických universitách.