世界贸易中心飞机撞击后倒塌过程的仿真分析
911事件论文
911事件论⽂9.11事件对世界各国的影响及个⼈见解2001年9⽉11⽇，象征⾦元帝国辉煌的纽约世贸中⼼双⼦⼤厦被当作⼈⾁炸弹的飞机撞击后轰然倒塌，震惊了世界。
以“9·11”为分⽔岭，世界格局发⽣了深刻变化，历史开启了⼀个新的时期。
“9·11”之后，美国以反恐为名，先后发动阿富汗战争、伊拉克战争。
9.11事件以后世界格局发⽣了巨⼤的变化，9.11事件发⽣在美国，但是它的影响遍及全球的每⼀个⾓落。
⼏乎所有的国家都作出了⼀种选择，按照美国的原则就是⾮此即彼，要么⽀持美国，要么成为他的敌⼈。
因此，整个世界的格局发⽣了彻底的变化，全球形成了各国联⼿打击恐怖组织这样⼀种⾮对称性的⽃争态势。
此事件过对于美国来说，美国经济⼀度处于瘫痪状态，对⼀些产业造成了直接经济损失和影响。
地处纽约曼哈顿岛的世界贸易中⼼是20世纪70年代初建起来的摩天⼤楼，造价⾼达11亿美元，是世界商业⼒量的会聚之地，来⾃世界各地的企业共计1200家之多，平时有5万⼈上班，每天来往办事的业务⼈员和游客约有15万⼈。
两座直冲云霄的⼤楼⼀下⼦化为乌有，五⾓⼤楼的修复⼯作⾄少在⼏亿美元之上，⼈才损失难以⽤数字估量。
“美国911事件”的经济影响不仅局限于事件本⾝的直接损失。
更重要的是影响了⼈们的投资和消费信⼼，使美元相对主流货币贬值、股市下跌、⽯油等战略物资价格⼀度上涨，并实时从地域上波及欧洲及亚洲等主流⾦融市场，引起市场的过激反应，从⽽导致美国和世界其他国家经济增长对于我国⽽⾔，，“911事件”前的世界政治和国际关系和“911事件”后的情况已经明显不同，美国反对恐怖活动的战争将引起国际关系和地缘政治的新变化，引发⼤国关系的互动。
国际政治、军事、外交形势的变化肯定会影响我国经济和社会发展的政策选择，进⽽影响我国经济的发展。
我国应根据事态的发展及时进⾏跟踪研究，相应调整经济政策。
对于全世界的⼈民⽽⾔，反恐怖活动将是⼈类社会⼀项长期、艰苦和复杂的⽃争。
航空灾难飞机坠落事件坠机事件空难PPT模板讲解
马航mh17被击落
二零一四年七月二十四日，台湾复兴航空一架载有58人的班机昨日傍晚降落澎湖时，疑迫降失败坠毁。综合台湾“中央社”与中时电子报报道，复兴航空一班由高雄飞往澎湖马公的GE222航班，晚7时许重飞失败，机上58人中，47死11伤。截至今日凌晨，客机失事现场已找到36具罹难者遗体。
2014年7月24日，阿尔及利亚航空公司AH5017航班从非洲布基纳法索首都瓦加杜古起飞50分钟后失去联系。后在尼日尔首都尼亚美坠毁。航班AH5017为MD-83飞机，飞机上共有112名乘客，6名机组人员，全部遇难。
北京时间2014年7月17日，马来西亚一架波音777客机在乌克兰靠近俄罗斯边界坠毁，飞机载约280名乘客和15个机组人员全部遇难。这架飞机执行的是从阿姆斯特丹飞往吉隆坡的任务 。俄罗斯媒体的消息称，坠毁地点在乌克兰顿涅斯克的沙赫乔尔斯克。据美国有线电视新闻网报道，马航客机MH17的黑匣子已经在距离俄边境60公里处找到。
7·24阿尔及利亚客机坠毁事件
系好安全带别穿高跟鞋。为了减少飞机坠毁时给自己的冲击力，最好的办法是系上安全带，按照飞机安全提示，保持俯身双手抓住脚踝等安全姿势。另外还记住，高跟鞋在空难中不仅可能妨碍逃生，而且会制造额外的危险。 机尾比头等舱更安全。美航空学专家认为,飞机后部的座位安全性更高，“同身处前几排的乘客相比,离机尾近的乘客在空难中幸存几率大约高40%。”“你高速行进时撞上某物,显然前部比后部受损会更严重”诺兰说
9.11六万吨的重量压塌世贸大楼
9.11 六万吨的重量压塌世贸⼤楼 北航教授钟群鹏解释：六万吨重量压塌世贸中⼼ 9.11事件已过去近半个⽉了，但是世贸中⼼双⼦楼仍然是⼈们关注的焦点。
⼈们不明⽩，⼀架飞机怎么就会“轻松”地摧毁⼀座摩天⼤厦？更令⼈不解的是，飞机撞击⼤楼之后，双⼦楼却先后坐塌？有专家认为是飞机撞击所致，也有⼈撰⽂认为飞机撞击⼤楼，飞机燃油泄露引起⽕灾引起钢结构失效；还有专家认为是飞机撞击楼体后，油箱着⽕引起⼆次爆炸产⽣的巨⼤能量摧毁了双⼦楼。
我国著名的灾难事故克星、中国⼯程院院⼠、北京航空航天教授钟群鹏却不完全同意上述的观点。
上周，记者就读者关⼼的问题采访了钟群鹏。
410⽶的摩天⾼楼为什么会坐塌？ 钟教授说可以从飞机撞击⼤楼产⽣的⼒来判断是不是撞倒的，从世贸中⼼塔楼的设计看，楼体抗撞击能⼒是毫⽆问题的。
世贸的楼体是个钢架结构，两座⾼楼的中间是个⽅柱⼦，⼀直从地下延伸到空中，每个层⾯有⽹络式的横条，⿏笼式结构可以从钢度、强度上抗击8级地震、12级台风。
波⾳767飞机整体的重量(包括携带的航空燃料、机组⼈员和和乘客)有150吨，波⾳767的巡航速度为850公⾥／⼩时，撞击世贸⼤楼的飞机当时的飞⾏⾼度在300⾄350⽶，属于超低空飞⾏，它的飞⾏速度在500⾄600公⾥／⼩时，也就是说，这架飞机撞击时的速度为150⽶／秒，每秒飞⾏150⽶。
从电视画⾯看，飞机没有穿透⼤楼，这是因为飞机被⼤楼内坚固的钢结构拽停，使飞机的速度降到零。
飞机从每秒150⽶的⾼速运动到停⽌，是在⼒的作⽤下完成的。
就好像我们骑⾃⾏车，使劲蹬就能骑得快，握紧刹车，给它反⽅向的⼒，⾃⾏车就减速、停⽌的道理⼀样，⼒可以改变物体运动的速度。
速度的变化就是物理学上所说的加速度，根据加速度的⼤⼩，我们也能计算出物体受⼒的情况。
那么波⾳767飞机当时的加速度是多⼤呢？看看钟教授是怎么为我们分析的。
⾸先要计算飞机从150⽶／秒的⾼速到0⽶／秒(停⽌)⽤的，波⾳767的机⾝长度是50⽶左右，世贸楼宽不超过⼀百⽶，飞机没有从⼤楼⾥蹿出来，就是说在⼤楼内的速度降为零，从速度150降到0，飞机在楼内运动的距离⼤约为飞机的机⾝长50⽶，假设飞机在匀速运动，那么飞机所⽤的时间为1／3秒，这样就能知道飞机的加速度，根据f＝ma，把飞机的重量150吨与飞机的加速度相乘，可⼤约知道飞机撞击⼤楼所产⽣的⼒，根据计算，这个⼒的⼤⼩不超过7500吨。
12灾难的遗产——纽约世贸双塔楼坍塌分析
一、 破坏事件 美国东部时间 " 纽约世 $ $ %年#月% %日’ J ) & 时， 贸双塔北楼被载客 # " 人的美航 % %次航班 K 6 3 + 8 L ( M 7(
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飞机 呈 斜 向 撞 击， 南 面 撞 入， 东 面 撞 出， 起火燃烧 先 于 北 楼 坍 塌， 坍塌前顶部先向撞击面倾斜 L " ; + 8 后， （图 !） 。 先 撞 的 北 塔 楼， 呈 背 面 正 向 撞 击， 无撞击出 口， 起火燃烧 % 坍塌前无顶部倾倒现象。 $ ! ; + 8 后坍塌， 二、建筑结构史料 % N 建筑 纽约的标志 性 建 筑， 纽约世贸中心位于曼哈顿岛 南端， 共(栋建筑 （ 图 L） 。 地 下 建 筑 L 层。 长" 宽 ) ) ;， 深% 双塔楼均为% 北楼高) 另 % " " ;， # N ’ ;。 % $ 层， % ( ;， 有% 南楼高) 每 座 建 筑 面 积! % ! ; 高 天 线， % & ;。 % #$ $ $
美国纽约世贸大厦倒塌原因分析与建造超高层建筑的思考
不 管 如何 强 调 摹 仿 自然 ， 实 际 上 艺 术 摹 仿 总 是 更 倾 向于 但 再 现 艺 术 自身 的 内 在 规 律 ： 术 形 式 的 因 袭 性 以 及 艺 术 手 法 的 艺 因袭 性 。正 如 贡 布 里 希 总 结 的 “ 术 得 益 于 作 品 的要 远 多 于 得 艺
益 于 自然 。 这 就 是 说 ， 术 创 造 总 是 倾 向 于 从 艺 术 传 统 中 汲 取 ” 艺 营 养 。 故 此 ， 波 菲 里 奥 斯 以 及 其 它 一 些 人 试 图 从 “ 仿 ” 身 Ｄ・ 摹 本 的 内涵 中 挖 掘 其 创 造 性 含 义 ， 便 一 方 面批 评 凭 空 杜 撰 的 “ 以 创 造 ” 另 一 方 面 倡 导 艺 术 创 新 ， 整 个 关 于 艺 术 的 观 念 与 方 法 上 ， 在 加 以创 新 ， 寻 求 某 种 新 的艺 术 形 式 ， 不 是 寻 求 的 旧 瓶 装 新 以 而 酒 的做法 。 如 果 我 们 按 照 这 一 阐 述 来 对 设 计 艺 术 做 一 番 演 绎 ， 不 难 就 得出一些对设计艺术再现的看法 ： （） 计 艺术重要 的不是课 题 ， 设计或设 计者 对特定题 １设 而 材 与对 象 的 分 析研 究 处 理 方 式 、 段 和 观 察与 切 入 的 角 度 。 手 （ ） 计 所 再 现 的 艺 术 性 不 等 于 从 一 扇 透 明 窗 户 看 到 的外 ２设 部 世 界 的 景 象 ， 是 人 类 一 种 独 特 的 、 情 境 中 观 照 世 界 的 方 而 从 式。 （ ） 计 作 为 艺 术 品 再 现 誊 不 一 仅 是 一 种 物 象 或 地 景 的 呈 ３设 的 仅 现 ， 时也 是 观 念性 的再 现 ， 一 种 批 判 性 与 反思 性 的提 示 。 同 是 （ 我 们 对 设 计 艺 术 品 的 反 应 不 等 于 我 们 对 其 所 表 述 的事 ４）
纽约世贸中心大楼完全塌落原因分析
大楼倒塌的内部结构原因和过程可能要过许久才能调查清楚，甚至可能永远成为一个迷。
但是通过分析相关资料和电视图像，专家还是可以得出一个初步的塌楼的分析结果。
纽约世界贸易中心大楼曾是世界第一高楼，它高411米，单个塔楼的重量约5万吨，美国凭借高强度的建筑钢材，和高水平的结构设计技术建成了这个庞然大物。
事实证明纽约世界贸易中心大楼的建筑钢材和结构设计都是过得硬的，大楼不仅经历了近30年的风雨依然完好，甚至这次飞机的巨大撞击也未能使之立即倾倒。
撞击大楼的波音757飞机起飞重量104吨，波音767飞机起飞重量156吨，它们的飞行速度大约是每小时1000公里。
从速度比这小得多的汽车相撞事故，可以想象这次大型客机撞击大楼的冲击力有多么的巨大，但据幸存者描述，飞机的撞击使大楼虽然晃动了近1米，但无论是内部还是外部并没有严重塌落，这是大量楼内工作人员得以逃生的关键。
然而超高层建筑无法回避的固有缺陷，使纽约世界贸易中心大楼这样高水平的大楼还是未能躲过彻底毁灭的命运。
超高层建筑必须使用钢材建造，而钢材有一个致命的缺点，就是遇高温变软，丧失原有强度。
为避免因此引发灾难，建筑钢材上都涂有防火涂料等防护物，然而这样低水平的防护，对付一般的小灾小火还可以应付，但遇到如此猛烈的火灾，钢材防火涂层根本不可能应付。
这次撞击大楼的波音757飞机大约可载35吨燃油，波音767飞机可载51吨燃油，由于是从美国东部飞往西部的远程航班，所以飞机上的油箱估计装满了燃油。
在起飞后这些飞机很快改变航线撞击纽约世界贸易中心大楼，机上燃油消耗很少，几乎将它们的满满一飞机油箱的优质航空煤油都撒到了大楼里，燃起了熊熊大火。
长时间猛烈的大火烧软了飞机所撞击的那几个楼层的钢材，而它上部楼层约数千吨到上万吨的重量自然就会落下来，像一个巨大的铁锤，砸向下面的楼层，对下面的楼层结构的冲击力远远大于其原先静止时重力，下面的楼层结构自然难以承受，于是一层层垂直地垮塌下来。
世界贸易中心倒塌原因浅析
许 清 风 ， ： 界 贸 易 中心 倒 塌原 因浅 析 等 世
成， 其主要 建筑是 两座并立 的姊 妹搂， 日裔美籍建 由
一
般 火灾燃烧 产 生 的温 度， 且办 公 楼也 没 有预 防航
筑师山崎实（ ｎｒ Ｙ ｒ ｓｋ） 计。两座大 楼均 Ｍｉ ｕ ａ ａａｉ设 ｏ ｎ
９ ０ｍｍ 的钢 桁 架上 ， 压型 钢板 为 模 板 ， 注 １ ０ ０ 以 浇 ０ ｍｍ 厚的轻 混凝土 而成 。为了保证 结 构使 用的 舒适 度 ． 楼盖 梁与 外 柱之 间 设置 粘 弹性 阻 尼器 以 部分 在 减 小 由侧 向荷载 引起 的结构 位移 ； 同时每 隔 ３ ２层设
点发 生断裂 破坏 ， 的 甚至 导致 钢 结构 的 倒塌 。在 有 飞机 巨大撞击 和爆 炸 冲 击波 的联 合 作 用下 。 件 由 构
于 应力波 的作用也存 在冲击 韧性 不 足的可 能。而构 件 冲击韧性 和延性 的提高 是 防止结 构发 生连锁 倒塌 的有效措旌 Ｌ 。 ２ Ｊ
３． 撞 击 引起 的 激 振 效 应 ３
的破 坏。
一
置 ２层楼 高的腰 梁以提高结 构的 刚度和整 体性 。
２ 世 界 贸易 中心 倒塌过程 描述 美 国东 部 时 间 ２ ０ ０ １年 ９月 １ 日， 架 波 音 １ 一
７ ７飞机 （ ６ 载燃 油 ３后 ， ９ ～９ ；８ｍｉ ～架波 音 ７ ７飞 机（ 燃油 ５ 载
架飞机携带 的大 量航 空燃 油 爆炸 燃 烧 ， 使结 构 内部
的温度 急剧升 高。 经过 一个 多小 时 的燃烧 。 撞楼 受 层达到 了很 高的 温度 ， 量变积攒 为质变， 受撞 楼层首
先垮塌 ， 引起 多 米 诺 效 应 导 致结 构 整 体 倒 塌 ， 并 使 ３ １３ （ 国官方 ２０ １ ．美 ０ ０ １年 １ ２月 １ 日数 字 ） ８ 失去 了
美国世贸中心大楼倒塌仿真分析
世界贸易中心飞机撞击后倒塌过程的仿真分析陆新征江见鲸清华大学土木工程系北京 100084摘要：本文利用动力有限元程序LS-DYNA对纽约世界贸易中心受飞机撞击后的倒塌进行了力学分析和仿真，并根据计算结果进行了参数讨论。
仿真计算的结果与真实倒塌过程非常接近，说明通过适当的选取计算参数和计算模型，可以对这种特殊的复杂破坏过程进行模拟分析和仿真。
计算结果说明，世界贸易中心倒塌的直接原因是火灾导致的钢材软化和楼板塌落冲击荷载引起的连锁反应。
如果能够提高结构的抗火能力或者提高结构的延性，将有可能避免结构倒塌，避免惨剧再次发生。
关键词：动力有限元，世界贸易中心，倒塌一、引言2001年9月11日，美国纽约的世界贸易中心双塔陆续受到飞机撞击，导致世界贸易中心南北两塔完全倒塌，造成5千余人死亡和重大财产损失。
该惨剧受到世界结构工程界的密切关注。
很多人对双塔的倒塌原因、倒塌模式提出了各种各样的见解。
一般公认的原因是大厦由于火灾和堆载而导致倒塌，同时也有一些专家提出了包括二次破坏、燃爆等可能性。
由于大厦倒塌的过程十分复杂，而且很难试验重现，因此目前的分析都是定性的，还没有一个定量的结论。
然而，现代计算机技术的发展为我们提供了一个在计算机上重现整个倒塌过程的可能，并可以根据计算结果来讨论结构倒塌的原因及如何防止结构的类似倒塌。
二、计算模型本文采用美国Livemore软件公司开发的LS-DYNA动力有限元分析软件进行动力仿真分析。
由于纽约的世界贸易中心为典型的筒中筒结构。
其外筒为密柱深梁结构，钢柱的宽度达到476.25mm，而间距仅有558.8mm。
而深梁的高度有1219.2mm。
为了简化计算模型并降低自由度数量，在计算中将外侧的密柱深梁筒体和内侧的钢桁架筒体都用板单元近似，板单元厚度设定的原则是按等截面积方法代替。
这种近似筒体的整体弯曲和轴向变形与实际情况吻合，而构件的局部弯曲则与真实情况不尽符合，考虑到筒中筒结构的主要变形是整体弯曲变形和轴向压缩变形，所以用这种方法近似是合理的。
世贸大厦倒塌的结构学分析
世贸大厦倒塌的结构学分析(总3页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--世贸大厦倒塌的结构学分析——听单建老师相关报告有感姓名：吴锡鲁学号：03107608听了单建老师的讲座，感觉收获极大。
单建老师深入浅出的就工程力学中的结构之趣进行了分析，尤其是通过很多的实例，充分的与具体工程相联系，让大家能充分理解工程中的力学原理，并且将力学灵活运用到实践中去。
在其中，我对单建老师提到的世贸大厦在遭受恐怖袭击倒塌事件中结构力学的原理最感兴趣。
对于世贸大厦的倒塌真想也是抱有很大的疑问，一幢设计如此严密的大楼怎样会如此干脆而又脆弱的倒塌，为什么是在燃烧如此长时间后才最终倒塌，在这一个小时里究竟发生了什么。
这些疑问促使我对其进行了深入的学习和讨论。
说到世贸大厦的倒塌，就不得不说道高层建筑，随着建筑技术和材料科学的进步，高层建筑在世界各地迅猛的发展，特别是在大城市，超大城市，很多高层、超高层建筑已经成为一个城市的标志。
世贸大厦作为美国经济繁荣、信心永存的象征，一代代美国人已将它看做世界的基石和擎天柱。
2001年9月11日，美国本土受了建国以来最大的恐怖袭击，世贸大厦双子楼遭两架飞机撞击在很短的时间内相继倒塌。
除了官方发布的所谓的“恐怖分子炸弹搭配飞机”的无聊说法意外，专家普遍认为，世贸的倒塌不是飞机撞击的后果，而是由于飞机所携带的航空燃油燃烧导致的。
航空燃油的燃烧不仅仅破坏了大楼的外部维护结构，更对大楼的总体结构造成了破坏，连锁反应下导致了悲剧的发生。
首先，高层建筑的特点决定了火灾危害的严重性。
高层建筑的高度大、层数多、人员集中。
这个特点使火灾时的安全疏散和消防队扑救产生了很大的困难。
高层建筑的功能复杂、设备繁多、装修量大，从而带来了大量的可燃物和着火源，有时还影响疏散通道的流畅，增加了火灾发生和蔓延的可能性及疏散的困难性。
高层建筑内各种竖井林立，很容易造成烟火的迅速扩散并增加人员的伤亡。
世贸大厦“坐塌”分析与高层建筑的分区隔震
世贸大厦“坐塌”分析与高层建筑的分区隔震许佳萍 张同忠 闫维波(北京工业大学地震工程与结构诊治北京市重点试验室 北京 100022)摘 要 飞机撞击和爆炸产生的应力波在楼体中的传播和叠加,产生了巨大的反复破坏应力,使得世贸大厦承重结构发生塑性破坏,从而使之发生“坐塌”而非倾斜倒塌。
世贸大厦冲击部位上部结构倒塌虽然不可避免,但可通过采取一定的减震措施来避免下部结构的倒塌。
鉴于此,提出了超高层建筑结构振动分区控制的思想,并为今后超高层建筑的抗震提供一个设想。
关键词 高层建筑 振动控制 分区ANA LYSIS OF THE WO RLD TRA D E C ENTRE CAVE 2IN COLLAPSE AN D SEISMICIS OLATION OF THE HIGH 2RISE BU ILDI NG I N S UBAREAXu J ia ping Zha ng T o ngz hong Y a n Weibo(B eiji ng Key Laborat ory of Eart hquake Engineeri ng and St ruct u ral Ret rofit ,B eiji ng U ni ver s it y of Technology B eiji ng 100022)ABSTRA CT The bearing str ucture of the World Trade Centre ,where pla stic breakage happened in the end ,was broke n by t he repeated str ess arised from the wa ve sprea ding a nd superpo sing which ca used by ae ropla ne cra sh and explo sion ,all of whic h made the WTC not overturning but cave 2in collapse.Although it was inevitale t hat the upper str uct ure of impacted area collapsed ,ye t the collapse of the net her pa rt can could be avoided by some co unter measures ,called e ner gy a ssumption.So it is put forwar d an idea tha t ca n control the vibration of a high 2rise building in suba rea.This idea is so realistic that it ca n p rovide t he aseismic design fo r the building wit h suc h a good co nception.KEY WO R DS high 2rise building vibration cont rol subarea第一作者:许佳萍 女 1981年5月出生 硕士研究生Email :singy35@email s.bjut 收稿日期681 世界贸易大厦“坐塌”原因简析根据工程波动理论和冲击力学理论,可把世贸大厦的破坏过程分为:1)飞机冲击产生的剪切波动;2)飞机爆炸冲击产生的水平和竖向波动;3)长时间高温燃烧和燃烧部分材料的软化;4)被撞部位上部结构的倒塌对下部结构的动力放大。
美国世贸大楼遇袭倒塌的力学问题(911) (力学与科学技术-同济大学)
米诺骨牌效应”，最后导致整座大楼坍塌。
专家介绍，爆破最根本的力学原理是引起偏心：一般是在建筑物上作斜切口， 这样支点就落在切口连接处，使得重力形成偏心力距，引起倒塌。上部倒塌拉 样 接 使得 力 偏 力 部 扯下部向相同方向倒塌。 以此类推，飞机在撞入世贸中心大楼时，速度极快，冲力大，引起的爆炸力大， “撕开”的口必然大。当飞机穿屋而出时，速度已消耗掉许多，所以与进入时 撕开 的口必然大。当飞机穿屋而出时，速度已消耗掉许多，所以与进入时 相比，出口要小些，这就象飞机在“世贸”身上做了个斜切口，引起偏心力距。 在几乎是装满的油箱（飞机内可能还装有炸弹）的巨大爆炸力作用下，世贸中 心也就象经历了 次精心设计的定向爆破。 心也就象经历了一次精心设计的定向爆破 清华大学土木工程系主任、钢结构专家石永久教授猜测：世贸中心坍塌的直 接原因并非飞机撞击，世贸中 底部应该遭受了严重的 次破坏 建于 接原因并非飞机撞击，世贸中心底部应该遭受了严重的二次破坏。建于１９７３ 年的世贸中心是外框内筒的钢结构体系，设计时对风荷载、地震荷载等外力因素 的考虑其实留有相当的余地，像１９９３年那次炸弹爆炸事件并没有对该建筑的 结构造成致命的伤害。通过电视画面，让人感觉除了起火，建筑的整体性能还是 相当不错的，并没有发生突然的倒塌。 按照钢结构的力学性质，首先是不应该在撞击发生一个多小时之后才发生倒塌 事件 其次在坍塌方式 事件，其次在坍塌方式上，也更应该是一种逐渐的“倾斜”过程，而不是电视画 更应该是 种逐渐的 倾斜 过程 而不是电视画 面里的那种垂直性的坍塌，这样的坍塌更类似于定向爆破之后的效果。所以，他 的感觉是，有人在大楼的底部进行了二次破坏，而且破坏点还比较多。 他还说，其旁边４０多层的支撑楼的倒塌方式表明，该支撑楼的倒塌居然发生 在两幢主楼倒塌之后的６个多小时。一般来讲，这时候主楼倒塌所产生的冲击力 早已经释放完了。
真相大曝光：911纽约世贸大楼倒塌真正原因
•真相大曝光：911纽约世贸大楼倒塌真正原因2001年9月11日，美国发生了历史上最为严重的恐怖袭击，造成3000多人的死亡，并直接引发两场战争。
据说，此案由本?拉登为首的基地组织所为。
但日益增多的证据表明，这是一个不折不扣的谎言。
下面，我们将对部分证据作简略地说明。
世贸双塔爆炸9/11当天，几乎每个目击世贸双塔在半空中爆炸的人都感到非常震惊，但人们还来不及细想，美国政府已经准备了解释：大楼是因自身重量而倒塌的。
开始时，我们被告知：没有任何人预见到满载汽油的大型波音客机会撞击大楼的情况，而航油产生象核反应炉一样的高温，将大楼的钢铁结构熔化。
当人们指出，汽油燃烧的最高温度只是钢铁熔点的几分之一时，“横梁失败理论”(即“蛋糕理论”)应运而生。
这个受到紧急事务管理局(急管局)支持的理论的要点是：大火使脆弱的地板横梁变软，引起地板楼层发生连锁反应式的渐进性全面塌陷。
但这个理论的问题显而易见：1.违反基本物理学原理。
2.无法解释双塔的倒塌特徵。
3.歪曲工程惯例和双塔设计特点。
4.与物证的取证调查结果不符。
一)政府销毁物证灾难发生后，世贸中心现场被立即封锁。
人们仅仅想对“现场零点”拍照也遭到逮捕的威胁。
几乎全部钢材残骸都被运到海外(中国，印度)的熔化炉里销毁。
急管局对倒塌原因作前期调查的建筑表现评估专家小组也不能进入“现场零点”。
对於官方理论极为重要的建筑设计资料至今未能为公众所知。
如果根据官方报告中对大楼结构的描述，将有达20%的已知被用于构建双塔的钢材不知所踪。
急管局报告出台之际，“现场零点”已经清理完毕。
二)双塔的设计能承受大型飞机撞击事实上，世贸双塔的原设计是可以承受一架载有约70多吨汽油的波音707-340飞机的撞击和随之而起的大火的双重打击的。
9/11当天撞击双塔的波音767-200飞机有着类似的体型，只载油约30多吨。
每一栋大楼都是由钢柱组成的外墙和由47根巨型钢柱组成的中心区提供支撑力，地板横梁通过多重锁扣和直接焊接将中心区与外墙的钢柱紧密相连，形成所谓“筒中筒”的结构。
美国纽约世界贸易中心大楼事故分析与反思
美国纽约世界贸易中心大楼事故分析与反思
美国纽约世界贸易中心大楼事故分析与反思
牛发民
【摘要】【摘要】美国纽约世界贸易中心座落在纽约曼哈顿岛南部，是纽约中心的标志。
该工程为姐妹塔楼，地下6层，地上110层，高417m，标准层平面尺寸63.5m×63.5m，每幢楼建筑面积41.8×104m2，整个大楼可容纳5万人工作，采用外筒结构体系，建于1973年，每幢楼总用钢量7 800t。
在2001年9月11日两架飞机分别撞进北大楼的93层～99层，和南大楼的78层～85层。
两个多小时后，两楼先后垂直向下垮掉。
倒塌原因是"飞机撞击→火灾"，飞机冲撞对大楼确实造成了一定的破坏，随后燃起的大火使大量钢筋软化导致结构失稳才是造成大楼倒塌的直接原因。
【期刊名称】工程建设与设计
【年(卷),期】2011(000)009
【总页数】4
【关键词】【关键词】世界贸易中心；钢结构失稳；撞击；火灾
1 工程详细情况描述
美国纽约世界贸易中心大楼的结构世贸大楼座落在纽约曼哈顿岛南部。
其为姐妹塔楼，地下6层，地上110层，高417m，标准层平面尺寸63.5m×63.5m，每幢楼建筑面积41.8×104m2。
美国纽约世界贸易中心世贸大楼的结构属于“筒中筒”（tube in tube）结构。
其设计意图是靠中间的电梯井来承受大楼的整个重量。
大楼外面一层“筒”是许多非常密的柱子，里面是用26m见方的混凝土加上大的型钢构成的电梯系统。
而每一层楼面是由很多桁架（trusses）构成的，而且这些桁架外侧搭在外层“筒”的柱子上，内侧搭在内层“筒”的。
oAAA爆炸荷载作用下钢筋混凝土连续倒塌结构的数值模拟
3.运用新的方法对各种不同爆炸 荷载作用下钢筋混凝土结构连 续倒塌的情况进行研究，更加 深入的进行爆炸荷载作用下钢 筋混凝土结构连续倒塌的探讨 和新方法的可靠性
本研究将重点运用替代传力路径对 课题进行研究分析
LS-DYNA的框架三应变云图
本研究的实验计划
运用LS-DYNA 建立三维模型
改善替代法本 身的不足
通过数值模拟实 现三种分析方法
如时间允许，则 进行进一步研究
相关的结论
对数据进行分 析和研究
项目的特色与创新之处
1.针对当前爆炸荷载作用下钢筋
混凝土结构连续倒塌所用的替 代路径数值模拟方法所存在的 问题，考虑数据分析中的不足 之处，并加以改善 。
但介于其方法的不足： 1. 忽略了结构构件的初始损伤和非零 初始条件等因素 。 2.没有考虑到钢筋与混凝土之间的黏结 滑移效应造成的误差等。 3.当前数剧获得的单一性，有必要获得 更多数剧，以便工程实际的应用。
1.了解LS-DYNA软件 的基本操作原理
2.上网查找 相关方面论 文和资料
前期准备
4.确定实验 基本方法和 研究计划
• 如果时间允许的话，运用新的方法进行爆炸荷载作用下 钢筋混凝土结构连续倒塌方面的研究和深化。
条件等因素
2.没有考虑到钢筋与混 凝土之间的黏结滑 移效应造成的误差
3当前数剧获得的 单一性.需获得更
多数剧
运用LS-DYNA有限元动力分析软件 进行数值模拟
LS-DYNA 是世界是最著名的通用显式动力分析程序，能够 模拟真实世界的各种复杂问题，特别适合求解各种二维、 三维非线性结构的高速碰撞、爆炸和金飞行属成型等非线 性动力冲方便击问题，在工程应用领域被广泛认可为最佳 的分析软件包。与实验的无数次对证实了其计算的可靠性。 是本实验必不可少的一个软件。
案例分析
案例分析：世界贸易中心的钢结构设计美国东部时间2001年9月11日上午8时45分，一架起飞重量达160吨的波音767型飞机，直接撞击纽约世界贸易中心北塔；18分钟后，又一架起飞重量为100吨的波音757型飞机，几乎拦腰撞击世界贸易中心南塔。
假设两架飞机的起飞重量是满负荷，再考虑两种机型的速度是1000千米/小时，而且以恐怖分子执意为之的心理，这个速度已是下限，那么，在这种条件下，世界贸易中心受到的冲量究竟有多少呢？根据动量的计算公式P=mv，m是质点的质量，v是该质点的质心速度，质点的动量是矢量，其方向和速度矢量的方向相同。
实质上，飞机撞击世界贸易中心是属于物体对障碍物碰撞的现象，我们先看看有关数据：一、北塔所承受767型飞机撞击的动量m=160×1000=160000（千克）v=（1000×1000）÷3600≈277.8米/秒P=mv=160000×277.8=44448000千克·米/秒二、南塔所承受757型飞机撞击的动量m=100×1000=100000（千克）v=（1000×1000）÷3600≈277.8米/秒P=mv=100000×277.8=27780000千克·米/秒以上数据之巨，可见飞机每一次撞击的力量都是致命的，所以有物理学家说，这种撞击与爆炸，可达1000吨烈性炸药当量，应该是可信的。
南北塔是筒中筒结构，核心是47个电梯井（因分段设置，47个电梯井可容104部电梯），外围是钢柱排列，9层以下的承重外柱间距为3米，9层以上承重外柱间距为1.016米，标准层窗宽仅0.55米，如此密植的钢铁森林，于极高速撞击之下，两架飞机还是全都没入其腹部，甚至撞击南塔那架还穿透整座进深达63.5米的大厦，撞击力量之巨，威力之大，实在令人悚然。
但是，事实上，世界贸易中心却经受住了这等力量的撞击，因为撞击造成的动量并不是坍塌的决定因素。
世贸中心大厦倒塌事故分析
纽约市的标志建筑 —— 世 界贸易中心大楼 是美国纽约 市最高、楼层最多的摩天大 楼。 世贸大楼共 110 层， 411 米高，是由几幢建筑物组成
背景介绍
的两架飞机先后撞向双 塔楼，撞击引起大火， 1993 年 2 月 26 日， 双塔楼在几分钟内相继 纽约世贸中心姊妹楼地 下停车场曾发生大爆炸， 倒塌。 造成 6 人死亡， 1000 多 人受伤，被称为“美国 本土历史上最有破坏性 的恐怖主义活动”，迫 使 这 两 座 高 110 层 的 大 楼 关闭数周，经济损失达 5.5亿美元。2001年9月 11 日，被恐怖分子劫持
事故总结
人为事故不可 预测承认该结 构的优点 提高结构防火概念
911总结
引入高科技预警 和监测系统
结构体系要提高 整体性和抗冲击性
将该类标志性建筑的安 全列于经济之上
提高安全性， 加强灾难中的 救援措施
事故过程
2011 年 9 月 11 日 8 时 45 分北楼被撞，飞机 156t，起火； 18分后南楼被撞，机重104t，起火； 北楼持续时间103分钟，垂直倒塌； 南楼持续时间62分，垂直倒塌；
事故分析
倒塌原因
1.外因： 飞机撞击巨大冲击 力 火灾产生大量热能
Project 世贸大楼倒塌事故的调查与原因分析
世贸大楼倒塌事故的调查与原因分析尹航（6123310701），刘嘉磊（6123310702）摘要：美国纽约世界贸易中心在911事件中的倒塌不仅造成了巨大的人员、财产损失，也对全世界范围内土木工程设计产生了重要影响。
本文通过参考多方调查数据以及对于大楼受爆炸冲击、火灾影响的数值分析，得出结论：“9·11”恐怖袭击事件造成纽约世贸大楼的内部竖向承重钢结构的防火保护层在爆炸中严重脱落，火灾高温使钢材强度大幅度降低，导致着火层群柱失稳，上部巨大的冲击荷载把下层柱逐层压，从而引发连续坍塌。
最后对超高层建筑的结构从抗爆、耐火等方面提出相关设计建议。
关键词：世贸大楼倒塌撞击爆炸影响火灾影响超高层建筑设计建议耐火性设计建议1.引言2001年9月11日，恐怖分子劫持民航客机撞击美国纽约世贸中心双塔楼，随后的爆炸和火灾使大楼坍塌，造成3000余人死亡或失踪，经济损失无法估计。
“9·11”事件留给人们无尽的思考，也给今后超高层钢结构设计带来严峻挑战。
分析与总结人类用如此巨大的代价换来的教训与经验，对今后超高层钢结构设计具有重大意义。
2.世贸大楼倒塌事故的调查美国国家标准技术研究所承担了本次事故世贸中心大楼倒塌原因的主要调查工作，经过了将近两年的时间于2004年6月19日发出总结报告：世贸大楼的设计者当初可能对该建筑的风力荷载量严重估计过低，导致大楼抵抗袭击的能力下降。
同时塔楼打防火涂层和灭火设施未达到标准，没有对火灾达到良好的遏制，飞机撞击大楼后，世贸大楼内大火温度高达1093℃，所以即使是铜铸铁打也不能不塌。
大火之所以摧毁大楼，是由于楼内的防火和灭火设施靠不住。
在正常情况下，大楼的灭火系统应该可以控制火势。
但是，飞机撞击损坏了楼内的防火层，切断了部分水管，碎屑粉尘堵塞了洒水装置，导致洒水装置无法运作，大火完全失控,使得火灾成为大楼坍塌的主要原因。
下面是关于世贸大楼及911事件的调查数据统计：2.1世贸中心工程概况数据纽约世贸中心建成于1973年，由两栋110层的方形塔楼和裙房组成。
世贸中心大厦为何坍塌?--简化分析
世贸中心大厦为何坍塌？--简化分析
佚名
【期刊名称】《力学进展》
【年(卷),期】2002(032)004
【摘要】对2001年9月11日纽约世贸中心大厦整体坍塌的原因作了简化的近似分析.分析表明:如果大厦某一层大部分支柱在持续高温作用下失去了承载能力,则整个大厦就会彻底坍塌.尽管采用了一些对承载能力有利的简化假设,但仍发现其结构抗力比实际所需的承载能力低一个数量级.
【总页数】12页(P613-624)
【正文语种】中文
【中图分类】TB12
【相关文献】
1.纽约世贸中心坍塌评析 [J], 李溪喧;李传才
2."9·11"事件与建筑综合防灾设计问题研究:美国世贸中心坍塌三周年回望 [J], 金磊
3.世贸中心大厦坍塌揭秘 [J], 褚幼义
4.高层建筑问题背后的生存环境危机--纽约世贸中心双塔坍塌两周年追思 [J], 段智君;赵娜冬
5.世贸中心一号大厦的另类爬升方法 [J],
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911大楼倒塌的力学分析
911大楼倒塌的力学分析土木与建筑工程学院专业：工程管理（2）姓名：***指导老师：***911大楼倒塌的力学分析摘要：9.11世贸大厦的倒塌因其重要的工程背景引起了国内外许多学者的注意，关于其倒塌的原因分析很多，但大多都是从爆炸冲击和火灾燃烧方面进行考虑和解释，同时国内对世贸大楼倒塌的原因的理论研究更是不少本文首次从塑性极限分析的角度来进行研究，假设大楼倒塌时结构内产生塑性铰，应用静力学极限分析的方法，计算出大楼倒塌所需要的极限静荷载，然后将大楼上部楼层自由落体与大楼下部楼层相互作用的冲击荷载与静荷载联系起来，得出大楼倒塌可能性与上下楼层完全刚性冲击作用时间的相关性。
最后，我们简单介绍了飞机撞击大楼后的爆炸当量死亡半径、财产损失半径等等，并对9.11以后未来高层建筑的发展趋势作了简单的展望。
关键词：世贸大厦塑性极限分析刚性冲击正文：1.塑性极限分析方法研究世贸大楼倒塌1.1 世贸大厦概况曼哈顿岛上的世贸中心是世界上最大的贸易机构，其主要建筑双塔楼是世界上最高的建筑之一，其中两座建筑南楼高1368英尺 110层，北楼1362英尺 110层，起标准层高为 3.676m。
两座大楼都为方柱形体，且外形完全一样，每边宽200英尺，每幢塔楼面积达46.6×106m2约250000t,大楼的外墙每边又排列很密的59根钢柱组成，每根钢柱都是边长为14英寸的正方形，钢柱间的距离为3英尺4英寸，大楼外表包以银色铝板，在普通风力作用下，楼层摆幅能达到2.8m. 世贸大楼的建筑钢材坚固，结构设计合理，大楼不仅经历了许多年的风雨依然完好，而且这次飞机的巨大撞击也未能使之立即倾倒，恐怖分子劫持以撞击大楼的波音757飞机起飞重量为104t,波音767飞机起飞的重量为156t,它们的飞行速度是100km／h,据幸存者描述，飞机撞击大楼虽然震动幅度在1m左右，但大楼并未立即倒塌，这既为幸存者逃离大楼争取了宝贵的时间。
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世界贸易中心飞机撞击后倒塌过程的仿真分析
陆新征江见鲸
清华大学土木工程系北京 100084
摘要：本文利用动力有限元程序LS-DYNA对纽约世界贸易中心受飞机撞击后的倒塌进行了力学分析和仿真，并根据计算结果进行了参数讨论。
仿真计算的结果与真实倒塌过程非常接近，说明通过适当的选取计算参数和计算模型，可以对这种特殊的复杂破坏过程进行模拟分析和仿真。
计算结果说明，世界贸易中心倒塌的直接原因是火灾导致的钢材软化和楼板塌落冲击荷载引起的连锁反应。
如果能够提高结构的抗火能力或者提高结构的延性，将有可能避免结构倒塌，避免惨剧再次发生。
关键词：动力有限元，世界贸易中心，倒塌
一、引言
2001年9月11日，美国纽约的世界贸易中心双塔陆续受到飞机撞击，导致世界贸易中心南北两塔完全倒塌，造成5千余人死亡和重大财产损失。
该惨剧受到世界结构工程界的密切关注。
很多人对双塔的倒塌原因、倒塌模式提出了各种各样的见解。
一般公认的原因是大厦由于火灾和堆载而导致倒塌，同时也有一些专家提出了包括二次破坏、燃爆等可能性。
由于大厦倒塌的过程十分复杂，而且很难试验重现，因此目前的分析都是定性的，还没有一个定量的结论。
然而，现代计算机技术的发展为我们提供了一个在计算机上重现整个倒塌过程的可能，并可以根据计算结果来讨论结构倒塌的原因及如何防止结构的类似倒塌。
二、计算模型
本文采用美国Livemore软件公司开发的LS-DYNA动力有限元分析软件进行动力仿真分析。
由于纽约的世界贸易中心为典型的筒中筒结构。
其外筒为密柱深梁结构，钢柱的宽度达到476.25mm，而间距仅有558.8mm。
而深梁的高度有1219.2mm。
为了简化计算模型并降低自由度数量，在计算中将外侧的密柱深梁筒体和内侧的钢桁架筒体都用板单元近似，板单元厚度设定的原则是按等截面积方法代替。
这种近似筒体的整体弯曲和轴向变形与实际情况吻合，而构件的局部弯曲则与真实情况不尽符合，考虑到筒中筒结构的主要变形是整体弯曲变形和轴向压缩变形，所以用这种方法近似是合理的。
计算模型中，内、外筒材料设定为钢材，本构关系选用LS-DYNA中的材料Material 3，Plastic Kinematic模型，材料密度为7800Kg/m3，弹性模量为200GPa，泊松比为0.27，强度参考美国A440钢材设定其屈服强度为310MPa，屈服后强化模量为2GPa，由于涉及到断裂分析，所以断裂失效塑性变形分别设定为0.5%、1%、5%作为讨论参数。
计算模型的楼板设定为是钢筋混凝土材料，本构关系依然使用Material 3，Plastic Kinematic模型，材料密度为2500Kg/m3，弹性模量为30GPa，泊松比为0.2，30MPa，屈服后强化模量为0，所有断裂失效塑性变形设定为混凝土最大受压变形，即0.38%。
由于钢材耐火性差，在撞击后飞机燃油燃烧造成高温对钢材强度有显著影响，对此设定了火灾后钢材材料，它其他参数均和普通钢材相同，只是其弹性模量和强度都被降低到基本值的1/20，即约相当于700℃时钢材的性能。
由于倒塌分析本身非常复杂，因此，计算中选用了LS-DYNA提供的Single Face Erosion 接触计算模型。
该接触计算模型可以自动搜索接触面，判断接触，并可以处理侵蚀、断裂等复杂边界变化情况。
材料的摩擦系数统一设定为0.25。
由于LS-DYNA是动力计算软件，在施加重力荷载后，结构会上下震动一段时间，这和实际情况是不相符合的。
因此，整个计算需要分为两个阶段：第一个阶段，大厦尚未受到撞击，施加重力加速度，同时给模型一个比较大的阻尼（这里计算设定阻尼为10%），计算直至大厦在重力作用下达到稳定，然后进行第二个阶段计算。
在第二个阶段的计算中，在大厦上“杀死”部分单元，来表示飞机撞击留下的孔洞，同时改变部分单元的材料性质，来表示火灾削弱的结构部件。
三、计算结果
3.1、北塔倒塌模拟
北塔撞击的部位在大厦的中部，倒塌也基本上是垂直倒塌，其计算结果如图 1.1，1.2所示
图1.1、北塔倒塌过程——透视图
图1.2、北塔倒塌过程——侧视图
3.2、南塔倒塌模拟
南塔撞击的部位偏向于大厦的角部，倒塌为侧向倾斜倒塌，其计算结果如图 2.1，2.2所示
图2.1、南塔倒塌过程——透视图
图2.2、南塔倒塌过程——侧视图
四、结论
根据计算结果，有以下几点结论：
1）结构发生彻底的连锁倒塌是因为火灾削弱结构构件和上部结构塌落冲击共同作用的结果。
根据计算结果，在撞击破坏后，塔楼并没有立刻倒塌，北塔仍然可以继续维
持，南塔由于破坏不对称，变形很大，但也没有倒塌。
这与实际情况下，两座塔楼在撞击后仍然维持了近两个小时的情况基本相同。
2）提高结构抗火能力或限制火灾的影响范围将有效的防止或迟滞结构的倒塌。
我们通过改变材料属性来模拟火灾影响。
根据最后计算结果，即使结构已经受到严重的撞击损伤，只要火灾影响范围能控制在残余截面20％～25％以内的话，仍然可以避免倒塌。
只有当撞击区残余结构有超过30～50％结构因火灾丧失承载力以后，结构才开始进入倒塌阶段。
3）结构进入倒塌阶段后，非撞击区的连续破坏主要是因为撞击区以上结构塌落的冲量作用。
且其冲击作用力远大于堆载影响。
此外，在倒塌过程中，撞击区以上和撞击区以下的结构不断接触碰撞，导致大量结构碎片从结构上散落，很难形成大量的局部堆载，所以，堆载并不是结构连续倒塌的主要原因。
4）提高构件的延性是防止连锁倒塌发生的有效措施。
以上分析中，若均取钢结构部分的断裂的塑性变形能力为0.5%，将发生彻底的连续倒塌。
如果断裂塑性变形能力达到1％，则冲击能量不断被结构吸收，连锁倒塌不会进行到底，将在撞击区以下80～100米左右停止，而当塑性变形能力达到5％底时候，仅仅只有撞击区附近的部分结构会倒塌破坏，不会发生连锁反应。
所以，如果结构具有足够的延性，可以吸收上部结构塌落的冲击荷载的话，就可以将连锁倒塌限制在一定的范围以内。
即使考虑堆载影响，结构仍然有较大的生存可能性，避免连续倒塌的惨剧发生。
参考文献：
1、王国周，瞿履谦主编，钢结构――原理与设计，清华大学出版社，1993
2、包世华，方鄂华，高层建筑结构设计, 清华大学出版社, 1994
3、江见鲸，龚晓南，王元清，崔京浩，建筑工程事故分析与处理，中国建筑工业出版社，
1998
4、ANSYS/LS-DYNA培训手册，ANSYS司中国代理，1999
Dynamic Finite Element Simulation for the Collapse of
World Trade Center
Lu Xinzheng Jiang Jiangjing
Department of Civil Engineering Beijing 100084
Abstract: Simulation for the Collapse of World Trade Center is processed in this paper with the finite element software of LS-DYNA. The parameters used in the simulation are discussed with the numerical results. The simulation is very close to the real conditions, which means that using proper numerical model can simulate such complex problems as the collapse of large building. The numerical results also show that the softening of steel under fire and impact load of top floors are the two main reasons for the collapse. If improving the steel fire-resistant ability or enhancing the ductility of the structure, the collapse can be avoided.
Keywords: dynamic finite element, world trade center, collapse of tall building。