曾幾何時，紐約曼哈頓世界貿易中心是全球最矚目的存在：兩座超過415米、各110層的摩天大樓佇立在哈德遜河之濱，成為這座世界第一大城市天際線最突出的部分，它們是紐約人的驕傲，也成為美國科技成就和經濟霸權的象徵。
曾經的紐約世貿雙子塔
人們習慣稱這兩座長條形大樓為“雙子塔”（Twin Towers）。然而就在美國東部時間2001年9月11日的早晨，兩座大廈先後遭到客機撞擊，在熊熊燃燒了數小時後，雙子塔在全球觀眾的注視下轟然垮塌，化作漫天煙塵和一堆廢墟。
9。11，世貿南樓遭到撞擊
9·11事件共造成2763人死亡，由此帶來全球局勢發生深刻變化。然而多年來圍繞著雙子塔垮塌的爭論一直沒有平息：有人說是飛機撞擊破壞了樓體結構，有人稱是大火的高溫融化了鋼材，還有人信誓旦旦地聲稱這是一次定向爆破——大樓垮塌過程中大量灰塵是由炸藥爆炸引起，與飛機無關。
世貿北樓轟然垮塌
紐約世貿大廈究竟是如何垮塌的？為什麼飛機只撞擊了大廈最上面五分之一的區域，卻造成了整座大樓的垮塌？
1961年，紐約和新澤西港務局決定在曼哈頓下城建造全球首個世界貿易中心，次年選擇日裔美國設計師山崎美郎和猶太裔設計師羅斯父子聯合設計，1964年山崎拿出了全套設計方案。雙子塔的設計理念先進而大膽，他利用47根鋼柱和鋼筋混凝土建造一個41×27米的巨大電梯內筒，同時用236根高強度鋼柱圍成外牆，建築內筒與外牆之間沒有柱子，只用輕質鋼桁架搭接，上面再鋪10釐米厚的水泥板作為每一層的地面。
雙子塔樓面佈局與結構
山崎設計方案的好處顯而易見：對於超高層建築而言，它足夠輕巧；所有部件都可以在工廠進行標準化製造，拼裝速度快；將建造成本壓到最低。由於大量採用高強度鋼材和鋁合金，同時將窗戶的寬度壓縮到僅46釐米，這使得整座大樓十分輕盈挺拔，單座塔樓的結構總重量只有約50萬噸。
輕巧的結構並不意味著它不結實。紐約東臨大西洋，時常遭受颶風襲擊，為了抵抗時速225公里的強風，山崎設計的雙子塔風負荷達2kPa，橫向推力達到5000噸。
9·11當天的紐約風和日麗，飛機的撞擊並沒有從根本上損害塔樓的鋼結構。這很容易理解：波音客機的大部分結構件是鋁合金，僅機身底部的龍骨梁的強度才能與世貿大廈外牆鋼柱媲美。因此以700公里/小時飛行的飛機只是撞斷了外牆的幾根柱子，大廈上部負載轉移到了周圍其它柱子上。
火焰從破碎的窗戶噴出
既然飛機撞擊不能傷害到雙子塔的主要承重結構，於是人們將目光轉向大火。據說兩架飛機撞擊前，都攜帶了多達90000升的燃油。航空煤油的比重為0。775，這相當於約有69噸高度易燃的液體潑灑在大樓內。煤油燃燒產生高溫烤化了鋼鐵，垮塌便順理成章。然而事實並非如此簡單。
在討論火災時，許多人常常會混淆溫度與熱量的概念，事實上儘管69噸航空煤油能攜帶巨大的能量，但它在開放環境下燃燒時並不能產生足以融化鋼鐵的溫度。這與你把煤氣灶開到最大，火焰的溫度並不會翻倍是一樣道理。
南樓垮塌瞬間
雙子塔在垮塌前的燃燒過程中一直散發出滾滾黑煙，這是樓內供氧不足，物質燃燒不充分所致，在這種條件下，即便有大量燃油加上樓內辦公桌椅助燃，也達不到熔化鋼鐵所需的1500℃高溫。住宅火災的溫度通常在500℃~650℃範圍內，世貿大樓內由於有航空燃油，加上輻射熱損失較少，火場溫度有可能達到900℃。這不能烤化鋼鐵，卻能使鋼鐵的強度降低大約一半。
但這依然不是大樓垮塌的主要原因。
導致雙子塔最終垮掉的，是山崎對於樓板的設計。
樓板的輕巧設計引發多米諾骨牌效應
當大樓內部持續燃起大火時，固定在內外鋼柱上的鋼製樓板桁架受熱膨脹，內外牆體起支撐作用的鋼柱會抵抗這種膨脹，於是桁架開始在烈焰烘烤下彎曲並從角鐵上脫落，砸在下面一層樓板上。由於火災同時發生在相鄰的十層樓，砸到下方的樓板越來越多，最終超出單層樓面1300噸的最大承載力，引發多米諾骨牌效應。
南樓頂部傾斜著往下砸
由於飛機撞擊剝離了鋼結構表面的防火隔熱層，大樓內又沒有自動噴淋裝置和足夠多的水用來撲滅火災，火災位置大量鋼柱在烈焰長時間炙烤下，其屈服強度損失50%，在上方十幾層樓體巨大負荷下發生彎曲並斷裂。最終導致整座大樓在10秒內垮塌，最上方樓層的觸底速度達到200公里/小時。
世貿塔樓垮塌過程
最後我們做一個簡單回顧：
紐約世貿大廈在飛機撞擊下雙雙垮塌，它既不是因為無法抵抗巨大的衝擊力，也非大火烤化了鋼鐵，更不是有人預先埋了炸藥。雙子塔的輕巧結構是造成垮塌的主因。
你可能問那漫天灰塵是哪裡來的？別忘了大廈裡每一層都有輕質混凝土樓板，並且鋼結構的外層還塗覆著厚厚的防火石棉，這些東西在巨大的壓力下都會化為粉塵。
沒有人因此責怪山崎，他設計了兩座美國人引以為傲的建築，卻沒有想到這兩棟大樓未來某一天要應對滿載燃油的飛機。或許在9·11事件之後，世界各國在建造超級摩天大樓前都要多考慮一下怎麼對付空中襲擊的問題，但真正給予民眾安全感的，決不能只是幾個建築設計師。