倒壊

2 0 0 1 年^{9 月 1 1 日 ‑ W T C はな ぜ}倒壊^{し た の か ? ‑}

川口 淳 (^工学 部 建 築 学 科)

1 ^. は じ めに

ア メリ カ合 衆^{国 ニ ュ ー ヨ ー} ク市^{の マ ンハ ッ}

タ^ン島 南端^にあ^っ た世 界貿 易^{セ ンタ ー ビ ル} (^以 下W T C と略 称) ^は我^々 人類^{の 20} 世 紀^の文 明 社 会^の象徴^であ り^, 世 界 中^の建 築技 術 者^の夢^の 結 晶^{と も}言 え^る建 築 物^であ^{っ た. その W T C が} 去る2 0 0 1 年9 月^{1 1} 日朝 ( 現^地時 間) ^{テ ロリス} トに ^ハ イ ジャ ッ クさ れ た2 機の旅客 機^の衝 突に よっ て倒 壊^{し た. こ の}未 曾 有^の惨 劇^は. 我^{々 に}

テ^ロ リ^ス トに対する強^い怒り を覚 えさせたのと 同 時に, 現 代の テ ク ノ^ロ ジ ^ー の脆^{さ を も}感じ さ せ た^. こ の災 害^は, 人為 的な^{ジェ ッ ト}旅 客 機^の 衝 突^という 建 築物^の設計 時^{に は}通 常 想 定^{し ない} 原因に よ^っ て起^{こ っ た}もの で はあるが, 我が国 を含^む多数^{の モニ ュ メ ンタ ル}な 超 高 層 建 築を有 す^る国^{々 の}人^々に大きな不 安を与 え^たことは間 違^いな^い.

は た して建 築 物^{は こ の よ}う な事故^に対^し

て安 全^に設 計 さ^{れ る べ}き^{か とい}う 議 論^{は さて} おき, 我^々技 術 者^は その技 術^の安 全 性^{に つ い}

て十 分^理解して ^いな けれ ばな^らず^, さ らに所 有 者や利用者^に対^して安 全 性^に関 す^る説 明 責 任 ^があ ^{る. こ の} 講 演 ^{で は, F E M A} (^{F ede r al}

E m e rg^{e n c}y M a n age m e nt A ge n cy ^: 米 国 連 邦 緊急事態 管 理 庁) ^{お よ び}S E I / A S C E (^{Str u ctu r al}

E ngin e e ring ln stitute of A m e ric a n So ciet y ^of Civil Engin e e r s : 米 国^土木 学 会 構 造 部 会) ^が

2 00 2 年⁵ 月 ^{に ま とめ た} 報 告 書^{1) を}引 用 し,

w T C 崩 壊の メ カ ^ニ ズムを解 説 す^る. な おこ の

事放で は. 超 高 層 建 築^{の ハ ー} ドウ ェ ア と して の安 全 性^{の み}な^らず^, ｢ 防災 ^･ 非 難 ^･ 危 機 管^理｣ とい っ たソ フトウ ェ ア安 全 性^の問^{題 も}提 起^{さ れ}

て^い るが, 本 講 演は前 者に主眼を おき^. 技 術 者 と して, 技 術^の安 全 性^に関す^る理解^を深^め. 説 明 責 任を 果 たす姿 勢^を喚 起^しよう^とするもの で

あ^る.

2 ^. 概 要

2 ^.1 W T C 概 要

w TC は ^{ニ ュ ー ヨ ー} ク市 南 部^の西寄 り ( ^ハ ド ソ ^ン川より) ^に位 置し, 敷 地 面積^は約^{1 6 エ ー}

カ ^ー (^{6 4,00 0 m2}) ^{. ･}約5 ^{エ ー} カ ^ー (^{2,000 m2}) ^の 中 庭を囲ん で, 合 計7 棟^{の ビ ル}群^{か ら}構 成^さ れて^い る^. (図1) ^{こ の}うち, W TCl とW TC2 が高 層^{の タ ワ ー で,} 今回航 空 機^が1 機 ず^つ 衝 突

し た建 物^であ^る. その他^{, W TC3 ‑ W TC7 ま}

で の中 層か ら低 層^の建 物 も す^{べ て. W T}Cl お よ び W T C2 か ら航 空 機^の衝 突 時 あ^{るい は}倒 壊 時に飛散^してき^た破 片 等^の 間 接 的 な 被 害^を受 け^, 最 終 的に倒 壊 す^{る とい}う 被 害を受 け^{た. ま} た, W TC 西 側の ワ ^ー ル ドフィナ^ンシ ャル セ ン タ ^ー (^{W F}C) や南側の B u nke r s T r u st ビ ルも 甚 大な被 害^を受 け^{た. 2} 棟^の高 層^{タ ワ ー} 以外^は 間接 的^な原 因^{によ る}倒 壊^である た め, 詳 細^は省 略 す^る.

W T C 1 ^‑No ( Eh l…( Y V I C 2^‑So しI h lt 川y er W T C 3^‑N 8rr L olI トb^td

V T C l‑･^{So し†h P lt mlf l･Jiirl b19}

Y n C 5^‑Nort h P l■z &BLJlld lrt g W T C 6^‑U S CJd m81tx J 8 ● W T C 7

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W F C 1^‑O p p^e′1htHm■r加wJorh?● J1 0

W F C 2‑^{Tt NJr8 ▲■}

W F C 3^‑Am●†kJa r)E 岬^{(O S S} 5 tl W F C 4^‑T_{ow e}(D

図1 W T C 周辺地 図

‑ 2 ‑

2^.2 手 放 概 要

2 00 1 年⁹ 月^{1 1 日}朝^{, 2} 機^{の ハ イ ジ ャ ッ ク} さ れ た民 間 航 空 機^{が W TC の 2} 棟^に衝 突^{し た.} 最 初^の機はア メリ カ ^ン航 空1 1 便^{, ボス ト ン}

ロ ^ー ガ ン国 際 空 港 午 前^{7:5 9} 発 ( 米 国 東 部 夏 時 間) ^{で, マ ンハ ッ タ ン}島中 心 部^{か ら}南 部^に向 け 飛 行し^. W TCl ( 北 棟) ^の北面^に午 前^{8:1 4 に} 衝 突^{し た. 一} 方² 機^{目は. ユ ナ イテ ッ ド}航 空

1 7 5 便^, 同 じく ボス トン 8:1 4 発^{で, マ ン ハ ッ}

タ ン 島 南 部^よ り 飛 行 ^し, 午 前^{9:0 3} 分 W T C 2

( 南 棟) ^の南 面^に衝 突^{し た.} 両 機^ともボ ^ー イン

グ7 6 7^̲2 0 0 E R 型で, ロ ス ア ^ン ゼ ル ス 行^で あ^っ た た め, ア メリ カ大 陸 横 断^に十 分 な 燃 料^を積 載して^い た. 事故 発 生 時^の正確 な 時 間^{の流 れ}

は_, 事故 現 場^より北に 3 4 k ^m 離^{れ た}場 所^に設 置^{さ れ たコ ロ ン ビ ア}大L a m o nt^‑Dohe rt y E a r血 o b^{s e rvato r}y の地震 観 測記 録^より 知^{る こと がで} き^る. ( 表¹)

表¹ 事故 時^の主 要 な 出 来事^の時 刻歴

開始 時刻 E D T ^●

継 続 時 間 規 模 (^マグ^ニチ^{ュ ー} ド) (R ich te rScale)

出 来事

8:4 6i2 6 1 2 ^{s e c.} 0.9 W T C 1 に A A 1 1 便が衝 突

9:0 2:5 4 6s e c. 0.7 w TC2 に口A^{1 7 5}便が 衝突

9:59 カ4 2^.1se c. 2 ユ WTC 2 倒 壊 開始

1 0 2 8:3 1 8s e c.^{. 2.3 w T}C 1 倒 壊 開 始

17:2 0^:3 3 1 8s e c. 0.6 W T C 7倒 壊 開 始

●E D T:Ea ste r n Dayli_gllt^‑S a vings T im e

2 ^.3 設 計

米 国^におけ る建 築 物^の設 計^は. 設 計 規 準^に準 拠^して行 な^{わ れている.} 規準で は^, 耐 力^の他に

耐 火性 能^や避 難時間^{な ど 人}命^の安 全に関^わる規 定^を定^{めている.} 設 計 規 準^{にお ける}想 定 外 力^に は通 常1) 重 九 2)風 力^{お よ び3}) ^地震 力^が想 定 さ れてい る の み で, 戦 争^{やテ ロ リ ズム による}衝 撃荷 重^は考慮^{さ れてい ない . とい}う^{の は通}常^の 場 合^{. ほとんどの}建 物^{に は これ ら を}考慮 す^る必 要^{はないため で}あ^{る. し かしな が ら, オ ー ナ ー}

によ ^っては, その建 物の重 要 度に応^{じて よ}り 高

い レ^ベ ル の外 力^を想 定す^{る ケ ー スも}あ^る. (^例 えば, 大使 館^, 銀 行^, 軍関係 施 設^{な ど})

w TCl,2 は軍 関 係 施 設^を除^いて世 界^で最 初^に

その設 計 外 力^{に ジ ェ ッ ト}旅 客 機 ( ^{ボ ー イン グ}

707) ^の衝 撃荷 重 を 考 慮^{し た}建 物^であ^{る. 194 5} 年⁷ 月^{2 8 日,}同^{じニ ュ ー ヨ ー ク の エ ン パイ ヤ ‑}

ステ ^ー ト^{ビ ル デ ィ ン}グに B ^‑2 5 が視 界 不 良^のた め衝 突^{し た}事故^の教 訓^{をふ ま}え^, 航 空 機^が霧 な どの視 界 不 良^で近 隣^の 空 港^を探^{して いる}状 況を想 定^し, 着 陸 速 度 (^{180 m}p h ^‑ 2 6 0 km / h)

で かつ 搭 載 燃 料^の少ない ジ ェ ッ ト機 ( 総 重量

263,00 01b ^‑ 1 2 0t^{o n}) ^の衝 突 荷 重^{と して}設 計^に 考 慮^{さ れ た もの で}あ^{る. し か し}なが ら, 今回 w T C l,2 に衝 突^{し たB 7 6 7‑2 00E R は}推 定衝 突 速 度4 7 0 ^‑ 5 9 0m ph (7 5 0 ^‑ 95 0 k m/ h) ^で, 総 重 量2 7 4,00 01 b (^{1 2 5to n}) で あ ^っ た^. 航 空 機^の衝 突 荷 重を設 計^に考 慮 す^{る に は.} 衝 突 速 度^. 重 量^, 衝 突角 度^および高さな^どの諸 条 件^{が 必}要^に な^{る. つ ま}り 航 空 機^の衝 突^で建 物^が倒 壊^{し ない} 可 能性^は. 航 空 機^のサ イ ズ が大 き く 速 度^が速^い

ほ ど小さく な^る. ちな みに, 2 00 6 年^に就 航 予 定^{の A irb u s} 社^{の A}3 80 は, 今回の B 767^‑200E R

と 比較しておよそ3 倍^の重 量である^. 航 空機^の 衝 突^を建物^の設計^に考慮 す^るには, 現在^の建物

の設 計規準^を大き く 考 え 直 さ^{ね ば}ならな^{い こと} は明 白^であ^る. 加 え^て, 設 計の信 頼性を 上げ^る た めに は, 現在 就 航^している最 大^の航 空 機を想 定 す^る必要^があ^{るが, これは}将 来^を考 え^{た と}き^. ほ とん ど無 意 味^である.

2 ^.4 耐 火

w T C の様^{に. 主}構 造^の素 材^{がste el で}ある

限り^, 耐 火 性 能^は非 常に重 要 な 設 計項^{目 と なる.} 米 国^における設 計 規 準にお^いても, 部 材^の耐 火 性 能^の確 認^{は. A S T M} (^{A m e ric a n So cie}t y fo r

T e sting ^{a n}d M ate rials : 米 国 材 料 ^･ 試 験 協 会) が定め る標 準 試 験^{によっ て}確 認 す^{る ことに}な^っ

て ^い る^. し か しな が ら, W T C の設 計 時^に適用 さ れ た A S T M E l 1 9 の規 定^{に よ る}耐 火 試 験^で

は, 部 材^は実 際^の構 造 物^の中^{と 同}条 件^の荷 重 や その他^の拘 束 力^を受 け^{ている わ}け^で は な^いの で, 現 実^{に は}実験^{の よ}う^な耐 火 力^, および耐 荷 力^を発揮^でき^るか どう^かは疑 問^であ^{る. その}後

の 3 0 年^{に わ たる}米 国^{およ び}世 界 的 な 建 物 火 災

の研 究^{で は こ の}点を重 視し, 火 災^が建 物^に与え る影 響と して, 1) 温 度^の時間 変 化 ²) 換 気 状 況^,

3) 火災^の区 画^, 4) 壁^, 床お よ び 天井 等^の熱^に対 す^る性 能^{. 5}) 燃 料^{に よ る}燃 焼 特 性^の遠^い等^につ

いて研 究^が進^{み, よ}り 現 実 的^な建 物の火 災時挙 動^の予測^{が 可}能^{になっ て}きて^い る^. し か し残 念 な^{が ら, 19(;0} 年 代^の設 計^の W T C で は これ ら の成 果は盛り込ま れて ^い ない. W T C の場 合^は さ らに^, 航 空機^の激 突に よ る建物^の損 傷^が発^生 し た後に火 災が 生 じて い る こと か ら. 設 計 時 点

で想 定^{し た}火 災^に対 す^る抵 抗 力^{は ほとん ど}無 意 味^であ^っ た といえる^.

3 ^. W T C l とW TC2 3^.1 建物 概 要

3 ^.1 ^.1 概 要

W T C l,2 の建物 概 要^は以 下の通りであ^る.

建 築 主^{: T he Port Autl1 0ri}t y ^of New Yo rk and New

J^{e r s e}y (■_ニ

ュ ^ー ヨ ^ー ク ^{･ ニ ュ ー} ジ_ャ ^ー ジ ^ー 州 港 湾 局) 設 計^{: M 血) ru Y a ma s aki & As s(コCiate s,Enl e r}y Rotll &

So n s

構 造 設 計^{:S killin}g^, H ^ell^e.C hristia n s e n.Robe rts on

機械 設 計^:J^{a r o s,Ba u m & B()lles}

電 気 設 計^:J^{o s e}ph W ^.Lo 血_g & As s o ciates

階 数^: 地^{上 10 0} 階^. 地下 7 階 ⁽W T C l & 2) 高^さ:

W T C l^:1.36 8ft.(^{4 17m}) ⁺ 電 波 塔^{36O ft.}(^{1 10m})

W T C 2 ^:1.36 2ft.(^{415 m})

各 階 床 形状^{:20 7ft.2in.}(^{6 3.14 m})^{x2 0 7ft.}2in^.. 四隅^に6ft. 11ill.(^2.11111) ^の面 取

各 階 床 面積^:1 a cr e(^{3.97 8.3 m2})

コア部 形状^:87ft.(^{26.5n l}) ^{Ⅹ137 氏.}(^{4 1.8n l}) 基 準 階 高^:12ft.(^{3.6 6m})

構 造 種 別^: 鉄骨 造

竣^{工: W T Cl 19 70.12,} W T C 2 1 97 2.1 3 ^.1 ^.2 構 造 概 要

w T C l,2 は酷 似し た形 状を しているが. 完 全

に同 じ もの で はな い. その違^{い は. W T C l は}

w T C2 よ り6 ft^. 高く^. さ らに屋 上に 360ft^. の電 波 塔^を持^{っ ていること,} 長 方形^の平 面形^{の サ ー}

ビス コ ア ( ^{エ レ ベ ー タ シ ャ フ ト, パイ プシ ャ}

フ ト等^の設 備や避 難 階段 等^が収め ら れて^い る区 画) ^{が W TCl で は}東 西 方 向^{に, W T}C2 で は南 北方 向^に配置^{さ れて い る こと}などであ^{る. これ} らの違^いによ ^って, そ れ ぞ れの タ ワ ^ー の風^圧力

に対 する抵 抗 機構も異^{な り, そ れ ぞ れの タ ワ ー}

で異なる横 方向 力に対 す^る設 計が行わ れ た^. (¹) 構 造 計 画

基本 的な 平 面 形 状^は, 図2 に示 す 通り 正方形

で, サ^.‑ ビス コ ア部 分^は長 方 形^であ^{る. 主}な 水 平 方 向 荷 重^は風 荷 重^で. 外 周 部^に約^{1 m} 間隔で 配置^{さ れ たボ ッ クス}柱 約2 4 0 本^と鋼 板製^{のス パ}

ンドレル梁^でチ^{ュ ー} ブ架 橋を形 成しt 水 平 力に

抵 抗 する^{. 一} 方^{サ ー ビス コ} ア部 分は, 低 層 階^で

は. 扇 平な ボ^ッ ク^ス形^{. 上}層 階^{で は H} 形^の断 面 形 状^の柱4 7 本^で, 鉛 直 荷 重^{の み} を支 持 す^る 設 計と な^っ て^い る^. ま た, 床^{ス ラブは,}鋼 製^{デ ッ} キ プレ ^ー トに. 軽 量^{コ ンクリ ー} ト を打 設^し. 外 周 柱 及^{びサ ー ビス コ ア}部 分 を^ピン接 合さ れ た鉄 骨^トラス梁^で支 持^{してい る.}

(2) 外 周 架 構

外 周 架橋^は鋼 板4 枚^で構 成 され た ボ ック^ス柱

で,全 層に渡 り外 形 寸 法^は同 ^一 である. 鋼 材は.

日本^{か ら}輸 入^{さ れ た W el te n} 鋼である^. 以 下に

構 成 部 材の諸元 を示 す^.

r'qI^･rI:Il^{l1 flL･Pr (5r J血: 州.I(IG O (JJ/iJ'1( ba s t,'dOJIIlo? (I)J.I nkI(9 J Lhc ILd 9JFt h fJtIO' .T WIW T CIJ} 図² 基 準 階 平 面 図 (^{W T C1 9 4} 階)

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