世界貿易センターの建設はどのようにユニークでしたか?

世界貿易センターが米国史上最も被害をもたらしたテロ攻撃の代名詞となるずっと前から、世界貿易センターはエンジニアリングの才気の象徴でした。 1973 年に完成したとき、ロウアー・マンハッタンにある 7 つの異なる建物からなる 16 エーカー (64749.7 平方メートル) の複合施設にそびえ立つ 2 つのタワーは、世界で最も高い建造物でした。しかし、このような巨大な建造物の建設には課題がありました。

最初の大きな課題は建設現場そのものでした。このプロジェクトのために選ばれたマンハッタンのロウワー・ウェスト・サイドの場所は、何世代にもわたる埋立地の上に建設されていたが、実際には埋立地が成長し、圧縮されすぎたため、マンハッタンのロウワー・ウェスト・サイドがハドソン川まで拡張された。堅固な岩盤の基礎に到達するために、作業員は 70 フィート (21.3 メートル) まで掘り下げる必要がありました。しかし、川が近くにあるため、土が取り除かれるのと同じくらい早く都市の掘削された部分が水で満たされないようにする障壁を作成する必要がありました。

その答えは、スラリートレンチ法として知られるようになったものでした。地中深く掘られた溝は、水とベントナイトとして知られる膨張粘土から作られたスラリー混合物で満たされました。このスラリーは周囲の土よりも密度が高かったため、溝が陥没するのを防ぎました。混合物で満たされると、重さ 25 トン、7 階の高さまで伸びる鋼鉄製のケージが落とされました。その後、溝にコンクリートを流し込みました。コンクリートはスラリーより重いため、粘土混合物が押し出され、ケージの周囲で固まり、地下壁の一部が形成されました。その後、作業員は次のセクションに進みました。壁が完成し、後に「バスタブ」として知られるようになるとき、新しく開かれた空間に浸水する危険を冒すことなく、残りの土は壁の内側から取り除かれた。

世界貿易センターの建設に特有のもう 1 つの懸念は、PATH 通勤鉄道路線が建設現場の中心を直接通っているという事実でした。技術者たちはサービスを中断する代わりに、地下鉄線用の保護クレードルを設計し、その結果、列車はプロジェクト全体を通して運行し、1 日あたり 130,000 人の乗客を運びました 。

世界貿易センターはどのようにユニークでしたか?

世界貿易センターの 2 つのメインタワーをそれ以前に建設されたものと大きく区別する 2 つの主な要因がありました。それは壁とエレベーターです。

ツインタワーが建設される以前は、超高層ビルは約 9 メートル (30 フィート) 間隔で配置された内部の大きな柱によって自体を支えるように設計されており、内部空間の流れが妨げられていました。しかし、このプロジェクトでは、エンジニアは別の解決策を考え出しました。外壁自体が構造の大部分を支え、中央にある 1 本の梁の柱から力を得るというものです。

これにより、建物の各フロアでよりオープンなプランが可能になり、美的価値だけでなく経済的価値も生まれました。床面積が増えるほど、建物の所有者はより高い家賃を集めることができます。

オープンフロアプランの作成に加えて、エレベーターの設計も加わりました。超高層ビルにおける典型的な問題は、建物が高くなるにつれて居住者の数が増加することです。居住者が増えると、より多くのエレベーターシャフトが必要になります。しかし、エレベーターシャフトが増えれば増えるほど、テナントの床面積は減ります。

この問題は、ツインタワーの建設において急行エレベーターとローカルエレベーターを使用することで解決されました。ニューヨーク市の地下鉄システムとほぼ同じように、急行エレベーターが乗客を建物内のさまざまなフロアに配置された「スカイ ロビー」に連れて行き、そこで降りてローカル エレベーターに乗り換えて目的のフロアに移動します。このシステムを使用すると、必要なエレベーター シャフトの数が半分に減り、貴重な床面積が確保されます。

世界貿易センターのデザインと素材

ツインタワーのデザインは、建物の重量のすべてが外壁と内部の柱によって支えられていたという事実を指し、「管の中の管」とよく呼ばれます。以前は、超高層ビルの外壁はカーテン ウォールと呼ばれていました。カーテン ウォールは強度に依存していなかったので、超頑丈な素材を使用する必要はありませんでした。

しかし、タワー 1 と 2 では、外壁は内部の床の重量に耐えるだけでなく、風による多大な圧力にも耐えなければなりません。各タワーの外側の「チューブ」には窓用の開口部が開けられていたため、強風の際に鋼鉄のウェブ全体が移動し、フィーレンディール作用として知られる現象によって建物の風上側から風下側に荷重が伝達される可能性がありました 。

壁を構成する柱には、降伏点が 42,000 ポンド/平方インチ (psi) ～ 100,000 psi の 12 種類の異なる鋼の混合物が使用され、内部の柱は A36 として知られる鋼で構成されていました。降伏強度は 36,000 psi でした。これらの柱の厚さもさまざまで、建物の上部では 0.25 インチ (6.35 ミリメートル) ほどの薄さでしたが、基部では 4 インチ (10.16 センチメートル) ほどの太さでした。

壁のすぐ内側、各タワー全体の約 10,000 か所に、粘弾性ダンパーが設置されました 。これらは基本的に、風圧で曲がってから元の形状に戻る大きなショックアブソーバーでした。タワーは風で揺れて調整できるように設計されているため、これらのダンパーは、この動きによる居住者への影響を軽減するのに役立ちました。この技術が高層ビルで使用されたのはこれが初めてでした。

支持壁と内部の柱の間を流れる床は、4 インチ (10.2 センチメートル) の軽量コンクリートで覆われた厚さ 0.5 インチ (1.27 センチメートル) の鋼板で作られていました。

全体として、425,000 立方ヤード (324935.8 立方メートル) のコンクリートが注入され、43,600 の窓が設置され、12,000 マイル (19312.1 キロメートル) の電線が敷設され、198 マイル (318.6 キロメートル) の暖房ダクトが設置されました マンハッタンの特徴を定義するのに貢献した 2 つの雄大な塔スカイライン30年。