mini|Oben: Die brennenden Türme nach den EinschlägenUnten: Der Einsturz des Südturms, gesehen von Williamsburg (Brooklyn) Der Einsturz des World Trade Centers geschah am Dienstag, dem 11. September 2001, nachdem zwei von Al-Qaida-Terroristen entführte Verkehrsflugzeuge im Rahmen der Anschläge vom 11. September absichtlich in die Zwillingstürme des World-Trade-Center-Komplexes in New York City geflogen wurden. Der Nordturm (WTC 1) wurde als erstes Gebäude getroffen, als der American-Airlines-Flug 11 um 8:46 Uhr EDT in ihn stürzte, woraufhin er um 10:28 Uhr zusammenbrach, nachdem er eine Stunde und 41 Minuten lang gebrannt hatte. Um 9:03 Uhr wurde der Südturm (WTC 2) vom United-Airlines-Flug 175 getroffen; er brach um 9:58 Uhr zusammen, nachdem er 55 Minuten lang gebrannt hatte. Die Zerstörung der Türme verursachte große Verwüstungen im südlichen Teil von Lower Manhattan, und mehr als ein Dutzend benachbarter und nahe gelegener Gebäude wurden durch die Trümmer des Flugzeugaufpralls oder der Einstürze beschädigt oder zerstört. Vier der fünf verbleibenden Gebäude des World Trade Centers wurden beim Einsturz der Türme sofort zerstört oder irreparabel beschädigt, während das World Trade Center 7 noch sechs Stunden stehen blieb, bis Brände, die durch Trümmer des Nordturms ausgelöst wurden, es um 17:21 Uhr zum Einsturz brachten. Bei den Entführungen, Abstürzen, Bränden und anschließenden Einstürzen kamen zunächst insgesamt 2760 Menschen ums Leben. Giftiges Staubmaterial aus den zerstörten Hochhäusern verteilte sich in der ganzen Stadt und führte zu zahlreichen gesundheitlichen Langzeitfolgen, unter denen viele, die sich in der Nähe der Türme aufhielten, nach wie vor leiden; mindestens drei weitere Todesfälle wurden gemeldet. Die 110-stöckigen Türme sind die höchsten freistehenden Gebäude, die jemals zerstört wurden, und die Zahl der Todesopfer des Anschlags auf den Nordturm ist der tödlichste Terroranschlag der Weltgeschichte.
Im Jahr 2005 veröffentlichte das National Institute of Standards and Technology (NIST) die Ergebnisse seiner Untersuchung des Einsturzes. Es stellte fest, dass die Konstruktion der Türme keine Mängel aufwies und dass die Schwere der Anschläge alles übertraf, was bei Gebäuden in der Vergangenheit der Fall war. Das NIST stellte fest, dass die Brände die Hauptursache für die Einstürze waren und dass sich durchhängende Fußböden auf die Säulen an der Außenseite des Gebäudes drückten, so dass diese sich bogen und dann einknickten. Sobald sich der obere Teil des Gebäudes nach unten zu bewegen begann, war ein totaler progressiver Einsturz unvermeidlich.
Die Aufräumarbeiten am World Trade Center waren rund um die Uhr im Einsatz und kosteten Hunderte von Millionen Dollar. Einige Gebäude in der Umgebung, die nicht von den Flugzeugen getroffen worden waren, erlitten dennoch erhebliche Schäden, so dass sie abgerissen werden mussten. Der Abriss der beschädigten Gebäude in der Umgebung verlief teilweise parallel zum Neubau des Ersatzgebäudes für die Zwillingstürme, dem 2014 eröffneten One World Trade Center.
Hintergrund Bei ihrer Fertigstellung im Jahr 1973 waren die Zwillingstürme kurzzeitig die höchsten Gebäude der Welt, und zum Zeitpunkt der Terroranschläge waren sie immer noch unter den ersten fünf. Das One World Trade Center (WTC 1), der „Nordturm“, war mit 417 m (1368 Fuß) um sechs Fuß höher als das Two World Trade Center (WTC 2), der „Südturm“, der 415 m (1362 Fuß) hoch war. Zum Zeitpunkt der Anschläge waren nur die damals gerade fertig gestellten Petronas Towers in Kuala Lumpur, Malaysia, und der Willis Tower (damals noch Sears Tower) in Chicago höher. Die Türme wurden mit einem neuartigen Design gebaut, das den Innenraum maximierte, und wiesen ein hohes Verhältnis zwischen Festigkeit und Gewicht auf, da sie eine neue „gerahmte Röhren“-Konstruktion verwendeten, die 40 % weniger Stahl benötigte als herkömmliche Wolkenkratzer mit Stahlrahmen. Darüber hinaus befand sich auf dem WTC 1 eine 110 m (362 Fuß) hohe Telekommunikationsantenne, die 1978 errichtet wurde und die Gesamthöhe des Turms auf 530 m (1730 Fuß) erhöhte, obwohl die Antenne als nicht-strukturelle Ergänzung nicht offiziell gezählt wurde.
Struktureller Aufbau mini|Schema des Fußbodenbindersystems und Betonboden über den Stahlwannen Die Türme waren als gerahmte Rohrkonstruktionen konzipiert, die den Mietern offene Grundrisse ohne Unterbrechung durch Säulen oder Wände boten. Die Gebäude waren quadratisch und hatten eine Seitenlänge von 63 m (207 Fuß), jedoch mit abgeschrägten 2,11 m (6 Fuß 11 Inch) Ecken, so dass die Außenbreite jedes Gebäudes etwa 64 m (210 Fuß) betrug. Zahlreiche eng beieinander stehende Außenstützen sorgten für einen Großteil der strukturellen Festigkeit und teilten sich die Schwerkraftlast mit den Stahlkastenstützen des Kerns. Oberhalb des zehnten Stockwerks befanden sich 59 Außenstützen entlang jeder Seite des Gebäudes im Abstand von 1,02 m (3 Fuß 4 Inch). Während die Türme quadratisch waren, waren die Innenkerne rechteckig und wurden von 47 Säulen getragen, die sich über die gesamte Höhe jedes Turms erstreckten. Alle Aufzüge und Treppenhäuser befanden sich im Kern, so dass ein großer stützenfreier Raum zwischen dem Kern und dem Außenbereich verblieb, der mit vorgefertigten Bodenbindern überbrückt wurde. Da der Kern rechteckig war, ergab sich eine lange und kurze Spannweite zu den Säulen am Rand.
Die Decken bestanden aus 10 cm dicken Leichtbetonplatten, die auf einem geriffelten Stahldeck verlegt waren. Ein Gitter aus leichten Überbrückungsbindern und Hauptbindern stützte die Böden mit Scherverbindungen zur Betonplatte für Verbundwirkung. Die Fachwerkbinder hatten eine Spannweite von 18 m (60 Fuß) in den weitgespannten Bereichen und 11 m (35 Fuß) in den kurzgespannten Bereichen. Die Fachwerkbinder waren an der Außenwand an abwechselnden Stützen angeschlossen und hatten daher einen Abstand von 2,1 m (6,8 Fuß). Die Obergurte der Fachwerkbinder wurden an Sitze geschraubt, die auf der Außenseite an die Zwickel geschweißt waren, während auf der Kernseite ein Kanal an die inneren Kastenstützen geschweißt wurde. Die Fußböden waren mit viskoelastischen Dämpfern an die Brüstungsplatten angeschlossen, die dazu beitrugen, die von den Gebäudenutzern empfundenen Schwankungen zu verringern. mini|Dachstuhl der Twin Tower auf der Dachebene Die Türme verfügten außerdem über ein „Hutfachwerk“ oder „Auslegerfachwerk“ zwischen dem 107. und 110. Stockwerk, das aus sechs Fachwerkbindern entlang der langen Achse des Kerns und vier entlang der kurzen Achse bestand. Dieses System ermöglichte eine optimierte Lastverteilung der Deckenmembranen zwischen dem Umfang und dem Kern, wobei die unterschiedlichen Materialien (flexibler Stahl und starrer Beton) besser aufeinander abgestimmt wurden, so dass die Momentenrahmen die Schwingungen in Druck auf den Kern übertragen konnten, der auch den Sendeturm größtenteils trug. Diese Fachwerke wurden in jedem Gebäude installiert, um künftige Sendetürme zu stützen, aber nur der Nordturm wurde schließlich mit einem solchen ausgestattet.
Bewertung der Auswirkungen eines Flugzeugeinschlags mini|Unmittelbar nach dem Einschlag von United-Airlines-Flug 175 entsteht an der Nordseite von WTC 2 ein Feuerball. Rechts ist Brandrauch zu sehen, der aus der Nordseite des WTC 1 aufsteigt. Obwohl vor der Fertigstellung der Türme Brandstudien und sogar eine Analyse der Auswirkungen des Aufpralls von Düsenflugzeugen mit geringer Geschwindigkeit durchgeführt worden waren, existiert der volle Umfang dieser Studien nicht mehr. Da jedoch nie zuvor ein Feuer einen Wolkenkratzer zum Einsturz gebracht hatte und die Auswirkungen von Flugzeugen bei der Konstruktion berücksichtigt worden waren, kam die Zerstörung der Türme für einige Ingenieure zunächst überraschend.
Die Bauingenieure, die am World Trade Center arbeiteten, zogen die Möglichkeit in Betracht, dass Flugzeuge in das Gebäude stürzen könnten. Im Juli 1945 war ein B-25-Bomber, der im Nebel verschollen war, in den 79. Stock des Empire State Building gestürzt. Ein Jahr später stürzte eine C-45F Expeditor in das Gebäude 40 Wall Street. Auch hier wurde vermutet, dass der Nebel zu der Kollision beigetragen hatte. Leslie Robertson, einer der Chefingenieure, die an der Planung des World Trade Centers beteiligt waren, sagte, er habe das Szenario des Aufpralls einer Boeing 707 in Betracht gezogen, die sich im Nebel verirrt haben könnte und mit relativ geringer Geschwindigkeit fliegt, während sie versucht, entweder auf dem JFK- oder dem Newark-Flughafen zu landen. In einem Interview mit der BBC zwei Monate nach dem Einsturz der Türme sagte Robertson: „Bei der 707 wurde die Treibstofflast bei der Konstruktion nicht berücksichtigt. Ich weiß nicht, wie das hätte berücksichtigt werden können.“ Er sagte auch, dass der Hauptunterschied zwischen den Konstruktionsstudien und dem Ereignis, das die Türme zum Einsturz brachte, die Aufprallgeschwindigkeit war, die die absorbierte Energie stark erhöhte und während des Bauprozesses nie berücksichtigt wurde.
Während der Untersuchung des Einsturzes erhielt das National Institute of Standards and Technology (NIST) ein dreiseitiges Weißbuch, in dem festgestellt wurde, dass die Gebäude einem Flugzeugaufprall einer Boeing 707 oder DC 8 mit einer Geschwindigkeit von 970 km/h standhalten würden. 1993 sagte John Skilling, der leitende Statiker des WTC, in einem Interview, das nach dem Bombenanschlag auf das World Trade Center 1993 geführt wurde: „Unsere Analyse ergab, dass das größte Problem darin bestehen würde, dass der gesamte Treibstoff in das Gebäude fließen würde. Es würde ein schreckliches Feuer entstehen. Viele Menschen würden getötet werden. Die Gebäudestruktur wäre noch vorhanden.“ In seinem Bericht stellte das NIST fest, dass die technischen Möglichkeiten zur Durchführung einer strengen Simulation des Flugzeugaufpralls und der anschließenden Brände eine neuere Entwicklung sind und dass die technischen Möglichkeiten für eine solche Analyse in den 1960er Jahren sehr begrenzt gewesen wären. In seinem Abschlussbericht über die Einstürze stellte das NIST fest, dass es keine Unterlagen finden konnte, in denen der Aufprall eines Hochgeschwindigkeitsflugzeugs oder ein Großbrand, der durch Flugbenzin ausgelöst wurde, untersucht wurde.
Brandschutz mini|Isoliertes WTC 1 Zwillingsturm-Deckenträgersystem Bis Mitte der 1970er Jahre war die Verwendung von Asbest als Feuerschutzmittel in der Bauindustrie weit verbreitet. Doch im April 1970 wies das New York City Department of Air Resources die Bauunternehmen, die das World Trade Center bauten, an, das Versprühen von Asbest als Isoliermaterial einzustellen.
Laut NIST NCSTAR-Bericht wurde 1969 BLAZE-SHIELD D, ein Gemisch aus Zement und Asbestfasern, als Brandschutz verwendet. Als die Verwendung dieses Materials eingestellt wurde, wurde eine von drei verschiedenen feuerfesten Sprühdämmungen (SFRM) verwendet: BLAZE-SHIELD DC/F, BLAZE-SHIELD II oder Vermiculitputz, der auf die Dachstühle, Randstützen, Zwickel und eine oder mehrere Oberflächen der Kernstützen aufgetragen wurde.
Nach dem Bombenanschlag von 1993 wurde bei Inspektionen festgestellt, dass die Brandschutzmaßnahmen mangelhaft waren. Vor den Einstürzen waren die Eigentümer der Türme, die Port Authority of New York and New Jersey, dabei, den Brandschutz zu verbessern, hatten aber nur 18 Stockwerke im WTC 1 fertiggestellt, einschließlich aller vom Flugzeugaufprall und den Bränden betroffenen Stockwerke, und 13 Stockwerke im WTC 2, obwohl keines davon direkt vom Flugzeugaufprall betroffen war.