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세계 무역 센터의 붕괴

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목차

1. 개요

세계 무역 센터의 붕괴는 2001년 9월 11일, 알카에다의 테러 공격으로 인해 발생했다. 테러범들은 보잉 767 여객기 2대를 납치하여 각각 1 세계 무역 센터(북쪽 타워)와 2 세계 무역 센터(남쪽 타워)에 충돌시켰고, 이로 인해 건물 내부에서 대규모 화재가 발생했다. 항공기 충돌과 그로 인한 화재는 건물의 구조적 약화를 초래했고, 결국 남쪽 타워는 충돌 56분 만에, 북쪽 타워는 102분 만에 붕괴되었다. 북쪽 타워 붕괴로 인한 잔해는 7 세계 무역 센터에 심각한 손상을 입혔고, 이 건물 역시 붕괴되었다. 붕괴 원인 조사는 항공기 충돌로 인한 외벽 손상과 화재로 인한 강철 구조 약화를 주요 원인으로 지목했으며, 7 세계 무역 센터의 붕괴는 스프링클러 시스템의 부재와 화재 확산이 결정적 요인으로 작용했다. 붕괴로 인해 주변 건물들이 파괴되고, 수많은 예술 작품이 손실되었으며, 로어 맨해튼의 대기 오염으로 인해 인근 주민과 구조대원들의 건강에 심각한 악영향을 미쳤다.

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세계 무역 센터의 붕괴
사건 개요
남쪽 타워의 붕괴에 따른 먼지 구름 (왼쪽), 그리고 같은 위치에서 바라본 북쪽 타워의 붕괴 모습
남쪽 타워의 붕괴에 따른 먼지 구름 (왼쪽), 그리고 같은 위치에서 바라본 북쪽 타워의 붕괴 모습
사건 종류건물 붕괴
사건 위치로어 맨해튼, 뉴욕 시
시간오전 9시 59분 – 오후 5시 21분 (동부 하절기 표준시)
관련 사건9·11 테러
피해
사망자2,763명
부상자6,000–25,000명

2. 건축 디자인

세계 무역 센터 쌍둥이 빌딩은 혁신적인 "튜브 구조"를 사용하여 건설되었다. 이 구조는 내부에 넓은 공간을 확보할 수 있도록 설계되었으며, 수많은 외부 둘레 기둥이 하중 대부분을 지지하고 코어의 강철 기둥이 보조하는 방식이었다. 10층 이상에서는 각 면에 59개의 외부 기둥과 47개의 내부 코어 기둥이 배치되었다.[152]

튜브형 구조 외에도, 엔지니어들은 항공기 충돌 가능성을 고려하여 설계를 진행했다. 1945년 B-25 미첼 폭격기가 엠파이어 스테이트 빌딩에 충돌한 사건 등을 참고하여, 보잉 707과 같은 제트 여객기가 안개 속에서 저속 비행 중 충돌하는 시나리오를 고려했다.[158] 하지만, 당시 설계에서는 항공유로 인한 화재의 영향은 고려되지 못했다.[158][159]

내화 설계와 관련해서는, 초기에는 석면이 사용되었으나, 1970년 뉴욕시의 명령으로 사용이 중단되고 질석 플라스터로 대체되었다.[32][33] 1993년 폭탄 테러 이후 내화성능 보강 작업이 진행되었지만, 9.11 테러 당시에는 일부 층에만 완료된 상태였다.[34][35]

2. 1. 튜브형 구조

세계 무역 센터의 쌍둥이 빌딩은 "튜브형 구조"로 지어져 내부에 지지벽이나 기둥 없이 넓은 공간을 확보했다. 이 구조는 서로 가까이 있는 수많은 외부 둘레 기둥이 구조 하중 대부분을 지지하고, 코어에 있는 강철 기둥이 무게를 분담하는 방식이다.[152] 10층 이상에서는 각 면에 59개의 외부 기둥, 내부에 47개의 코어 기둥이 있었다. 모든 엘리베이터와 계단은 코어에 위치했으며, 조립식 트러스 기둥으로 연결된 바닥 덕분에 코어와 외부 기둥 사이에는 기둥이 없었다.[152]

바닥은 홈이 있는 강철 위에 10cm 두께의 경량 콘크리트판을 얹은 형태였다. 메인 트러스와 경량 보조 트러스가 복합적으로 작용하여 콘크리트 판을 지탱했다.[152] 트러스는 긴 곳은 18m, 짧은 곳은 11m 정도였다.[152] 트러스 구조는 가운데에서 2.1m 길이로 다른 기둥과 연결되었고,[153] 중앙에는 대략 2.03m를 차지했다. 트러스 꼭대기는 바깥쪽 스펜드렐과 용접 및 볼트로, 안쪽에서는 코어 기둥과 용접되어 있었다. 바닥은 점탄성 댐퍼로 주변 스펜드렐 판과 연결되어 흔들림을 줄였다.

107층에 위치한 햇 트러스는 통신용 안테나를 지지하도록 설계되었다.[155] 1WTC(북쪽 타워)에만 1978년 안테나가 설치되었다.[154] 트러스 구조는 6개의 트러스(긴 코어 축 2개, 짧은 보조 축 4개)로 구성되어, 둘레 기둥과 코어 기둥 사이 하중을 재분배하고 안테나를 지지했다.[155]

2. 2. 항공기 충돌 가능성

세계 무역 센터 설계에 참여한 엔지니어들은 항공기 충돌 가능성을 고려했다. 1945년 7월 안개 속에 길을 잃은 B-25 미첼 폭격기가 엠파이어 스테이트 빌딩에 충돌한 사건이 있었고,[158] 그 다음 해에는 C-45F 익스페디터가[156] 40 월 스트리트에 충돌하고[157] 엠파이어 스테이트 빌딩에 스쳐간 사건이 있었다.[158]

레실 E. 로버트슨은 존 F. 케네디 국제공항이나 뉴어크 리버티 국제공항으로 향하던 비행기가 안개 속에 길을 잃어 느린 속도로 비행하는 보잉 707 또는 그와 비슷한 제트 여객기가 충돌하는 시나리오를 구상했다. 하지만 BBC와의 인터뷰에서 로버트슨은 "보잉 707과 충돌했을 때 연료 요소는 계산하지 못했고 이것이 무슨 영향을 끼칠지 잘 몰랐다."라고 말했다.[158][159]

국립 표준 기술 연구소(NIST)는 붕괴 조사 과정에서 백서 3페이지 분량을 입수했는데, 이 백서는 건물이 시속 600mph로 비행하는 보잉 707 또는 DC 8의 항공기 충돌에서 살아남을 것이라고 명시했다.[28] 1993년, 세계 무역 센터의 수석 구조 엔지니어인 존 스킬링은 1993년 세계 무역 센터 폭탄 테러 이후에 진행된 인터뷰에서 "우리의 분석에 따르면 가장 큰 문제는 모든 연료가 건물 안으로 쏟아진다는 사실이었습니다. 끔찍한 화재가 발생할 것입니다. 많은 사람들이 죽을 것입니다. 건물 구조는 여전히 남아 있을 것입니다."라고 말했다.[29] NIST는 보고서에서 항공기 충돌과 그에 따른 화재의 철저한 시뮬레이션을 수행할 수 있는 기술은 최근에 개발되었으며, 1960년대에는 그러한 분석에 대한 기술적 능력이 매우 제한적이었을 것이라고 밝혔다.[123][30]

2. 3. 내화 설계

1970년 4월, 뉴욕시 대기자원부는 세계 무역 센터 건설에 사용되는 절연재로 석면을 사용하지 말 것을 요구했다.[163] 1970년대 중반까지 건설 산업에서 석면을 내화에 널리 사용했으나, 뉴욕시 대기 자원부는 세계 무역 센터 건설 계약업자에게 단열재로 석면 살포를 중단하도록 명령했고[32], 대신 질석 플라스터가 사용되었다.[33]

내화 부분은 원래 건설할 때 같이 시공했으나, 1975년 화재로 6개 층이 전소된 이후 더 강화되었다. 1993년 세계 무역 센터 폭탄 테러 이후 건물 검사에서 내화 부분이 부족한 점이 발견되었다. 항만공사는 내화재 대체 과정에 참여했으나, 1WTC는 항공기가 부딪친 층과 영향을 받은 모든 층을 포함한 18개 층,[164] 2WTC는 항공기의 직접 및 간접 영향을 받은 77층, 78층, 85층을 포함한 13개 층만 내화재 대체가 완료되었다.[165][166]

''WTC 1'' "쌍둥이 빌딩" 바닥 트러스 시스템의 살포된 폼 내화 단열재가 바닥 트러스 작업 이미지에 보인다.


1993년 세계 무역 센터 폭탄 테러 이후 검사 결과 내화성이 부족한 것으로 나타났다.[34] 붕괴 전, 타워 소유주인 뉴욕·뉴저지 항만청은 내화 작업을 추가하는 과정에 있었지만, WTC 1은 18개 층, WTC 2는 13개 층만 완료되었고, 항공기 충돌의 직접적인 영향을 받은 층은 내화 작업이 완료되지 않았다.[35]

NIST는 항공기 충돌로 인해 상당 부분의 내화재가 떨어져 나가 건물 붕괴에 기여했다고 결론 내렸다. ''WTC 1''에서 충돌은 여러 층에서 대부분의 코어 기둥(47개 중 43개)과 약 5574.18m2 면적의 바닥 트러스에서 단열재를 제거했다. ''WTC 2''에서 충돌은 여러 층에서 47개의 기둥 중 39개, 약 7432.24m2 면적의 바닥 트러스에서 단열재를 떨어뜨렸다.[31]

붕괴 이후, 레슬리 E. 로버트슨은 "우리가 아는 한, 그러한 항공기에서 발생하는 화재의 영향에 대해 알려진 바가 거의 없었고, 그러한 상황에 대비한 설계도 준비되지 않았다. 실제로, 당시에는 그러한 화재의 영향을 제어할 수 있는 내화 시스템도 없었다."라고 말했다.[26]

3. 2001년 9월 11일

9.11 테러 당시 알카에다의 사주를 받은 테러범들이 보잉 767 여객기 2대를 납치했다. 아메리칸 항공 11편은 맨해튼 남쪽으로 비행하다 오전 8시 46분 약 708.11km 속도로 북쪽 타워 북쪽 면 93층~99층 사이에 충돌했다.[167] 17분 후, 유나이티드 항공 175편이 뉴욕 항 방향에서 날아와 오전 9시 3분 약 869.04km 속도로 남쪽 타워 남쪽 면 77층~85층 사이에 충돌했다.[152]

북쪽 타워 및 남쪽 타워에 비행기가 충돌한 위치.


충돌 직후, 각 타워에는 다수의 내력벽과 내력기둥이 붕괴되었고, 기타 구조적 손상을 입었다. 또한, 각 타워에 약 38000L의 제트 연료가 흩뿌려지면서 사무실 집기 등과 함께 발화했다.[168][169]

3. 1. 항공기 충돌

9.11 테러 당시 알카에다의 사주를 받은 테러범들이 로건 국제공항에서 이륙하여 로스앤젤레스 공항으로 향할 예정인 보잉 767 여객기 2대를 납치했다. 아메리칸 항공 11편은 맨해튼 남쪽으로 비행하다 오전 8시 46분 440mph의 속도로 북쪽 타워 북쪽 면 93층~99층 사이에 충돌했다.[167] 17분 후, 맨해튼 남서쪽 뉴욕 항 방향에서 날아온 유나이티드 항공 175편이 오전 9시 3분 540mph의 속도로 남쪽 타워 남쪽 면 77층~85층 사이에 충돌했다.[152]

충돌 직후, 각 타워에는 다수의 내력벽과 내력기둥이 붕괴되었고, 기타 구조적 손상을 입었다. 또한, 각 타워에 약 38000L에 달하는 제트 연료가 흩뿌려지면서 사무실 집기 등과 함께 발화했다.[168][169] 북쪽 타워에 충돌하여 유출된 제트 연료는 하나 이상의 엘리베이터 통로를 따라 흘러가 78층 스카이로비 부근과 메인 로비에도 불을 붙였다.[170]

연료의 약 3분의 1이 초기 충돌과 그로 인한 화재에서 소모되었다.[40][41][42] 타워의 가볍고 텅 빈 구조는 제트 연료가 내부 깊숙이 침투하여 충돌한 층의 넓은 지역에서 많은 대규모 화재가 동시에 발생하도록 했다. 연료는 기껏해야 몇 분 동안 타올랐지만, 건물의 내용은 그 후 1시간 또는 1시간 반 동안 불탔다.[44]

175편이 남쪽 타워에 충돌했을 때, 충격파로 인해 화염과 인접한 북쪽 타워의 동쪽 면 유리가 산산조각 났고,[45] 이는 이미 북쪽 타워에서 타오르고 있던 화재를 악화시키고 새로 열린 창문에서 연기를 내뿜게 했다.[46]

각 건물에서 발생한 화재는 각 건물에 갇힌 사람들의 반응과 행동에서 나타났듯이 서로 다른 특성을 가지고 있었다. 북쪽 타워의 수많은 창문이 내부의 끔찍한 상황에서 벗어나려는 거주자에 의해 깨졌다. 남쪽 타워에서도 일부 창문이 깨졌지만, 비교적 드문 일이었다.

3. 2. 화재

알카에다의 사주를 받은 테러범들이 2001년 9월 11일 아침, 로건 국제공항에서 이륙하여 로스앤젤레스 공항으로 향할 예정이었던 보잉 767 항공기 2대를 납치했다. 납치된 아메리칸 항공 11편은 맨해튼 남쪽으로 향하다가 오전 8시 46분, 710km/h의 속도로 북쪽 타워(1 WTC) 북쪽 면 93층~99층 사이에 충돌했다.[167] 17분 후, 뉴욕 항 남서쪽에서 날아온 유나이티드 항공 175편은 오전 9시 3분, 870km/h의 속도로 남쪽 타워(2 WTC) 남쪽 면 77층~85층 사이에 충돌했다.[152]

충돌 직후, 각 빌딩에는 약 38,000L의 제트 연료가 흩뿌려지면서 사무실 집기들과 함께 불이 붙었다.[168][169] 북쪽 타워에 충돌하여 유출된 제트 연료는 엘리베이터 통로를 따라 흘러가 78층 스카이로비와 메인 로비에도 불을 붙였다.[170]

경량 구조와 넓은 빈 공간은 제트 연료가 건물 내부 구석구석으로 퍼지게 했고, 이로 인해 바닥 곳곳에서 광범위한 화재가 발생했다.[171] 비행기 연료는 수분 내에 증발했지만, 건물 안의 집기들은 계속 불타올랐다.[171]

일반적인 고층 건물에 부딪힌 항공기 화재는 중앙에 집중되지 않았고, 파편과 연료는 건물 밖으로 튕겨나가거나 건물 코어에서 떨어진 주변 지역에 몰려 있어 붕괴를 일으키지 않을 것이라는 의견이 많았다. NIST는 이러한 시나리오에서는 이상적으로는 붕괴하지 않고 계속 서 있을 수 있다고 밝혔다.[172][173] 그러나 실제로는 화재 온도가 매우 높아 바닥이 약해졌고, 주변 기둥을 안쪽으로 끌어당겨 건물 윗부분의 하중을 지탱하는 능력이 떨어졌다.[174]

불타는 남쪽 타워

3. 3. 남쪽 타워 붕괴

화재가 계속되면서, 남쪽 타워 윗층에 갇힌 사람들은 911에 전화를 걸어 건물 내부 상황을 알렸다. 오전 9시 37분, 105층에 갇힌 사람들은 90층대의 바닥이 무너졌다고 말했다.[175] 뉴욕 경찰국(NYPD) 소속 헬리콥터도 경찰 지휘관에게 건물 상태가 악화되고 있다는 정보를 보냈다.[176]

남쪽 타워에 비행기가 충돌한 후, 충돌 지역 윗층에서 빠져나온 사람은 스탠리 프라임나스를 포함한 14명뿐이었고, 그 위로는 단 4명만이 탈출했다. 이들은 충돌 이후에도 파괴되지 않고 유일하게 남은 A 계단을 통해 탈출했다. 많은 경찰 핫라인 안내원들은 급박하게 돌아가는 상황을 제대로 전달받지 못했다. 대부분의 안내원들은 계단 A가 여전히 온전하다는 사실을 알지 못했고, 신고자들에게 건물을 빠져나가려 하지 말고 건물 안에 머무르는 것이 낫다고 말했다.[177]

오전 9시 52분, NYPD 헬기는 라디오를 통해 "WTC 2 꼭대기에서 큰 조각이 떨어지고 있다. 저기 큰 조각이 중간에 걸려있다."라고 보고했다.[175] NYPD는 이에 경고를 내리고 경찰관들에게 대피 명령을 내렸다. 그러나 비상령이 내려지는 동안 NYPD, 뉴욕 소방국(FDNY), 911 긴급전화망 사이의 연락은 거의 이루어지지 않아 NYPD의 대피령은 제대로 전달되지 못했다. 결국, 항공기가 충돌한 지 56분 만인 오전 9시 59분, 남쪽 타워는 붕괴되었다.

3. 4. 북쪽 타워 붕괴

북쪽 타워 붕괴 이후 남은 바깥 기둥 일부와 심하게 파괴된 6WTC의 잔해. 윗부분 오른쪽에 7WTC의 붕괴 후 남은 잔해가 보인다.


9.11 테러로 알 카에다 테러리스트에게 납치된 아메리칸 항공 11편이 맨해튼 상공에서 남쪽으로 비행, 오전 8시 46분경 440mph의 속도로 1 세계 무역 센터(북쪽 타워) 북쪽 정면에 충돌하며 93층에서 99층 사이를 강타했다.[36] 이 충돌로 동체, 엔진, 연료가 채워진 날개 부분이 건물 외부 기둥을 손상시켰고, 코어 기둥도 절단되거나 심하게 손상되었다.[39] 초기 충돌과 화재로 연료의 약 3분의 1이 소모되었고,[40][41][42] 일부 연료는 엘리베이터 샤프트를 따라 내려가 78층과 메인 로비에서 폭발했다.[43] 타워의 가볍고 텅 빈 구조는 제트 연료가 내부 깊숙이 침투하여 넓은 지역에서 대규모 화재가 동시에 발생하게 했다. 연료는 몇 분 동안 타올랐지만, 건물 내 가연성 물질은 1시간에서 1시간 반 동안 계속 불탔다.[44]

남쪽 타워 붕괴 이후, NYPD 헬기는 북쪽 타워의 상태 악화를 계속 보고했다. 오전 10시 20분, NYPD 헬기는 "타워 꼭대기가 천천히 기울고 있다"라고 보고했고, 몇 분 후 "남서쪽 코너에서 남쪽으로 타워가 기울어지고 있다"라고 보고했다. 오전 10시 28분, 헬기는 "지붕이 천천히 주저앉고 있다"라고 보고했다.[175] 결국 북쪽 타워는 화재 발생 102분 후인 오전 10시 28분에 붕괴했다.[178][179][180]

FDNY 지휘관은 소방관들에게 북쪽 타워 대피령을 내렸지만, 라디오 송신 문제로 인해 타워 안에 있던 소방관 대부분은 대피령을 듣지 못했고, 남쪽 타워 붕괴 사실조차 모르고 있었다.[181] 이로 인해 타워 붕괴로 건물 안에 있던 소방관 343명이 사망했다.[182][183][184] 북쪽 타워는 충돌 시 충격으로 엘리베이터 샤프트와 계단이 모두 파괴되어 충돌 지점 윗층에 갇힌 사람들은 탈출하지 못했다.[185] 91층 이상에서 모든 탈출 경로가 끊겨 갇힌 사람들은 뛰어내리는 것 외에는 탈출 방법이 없었다.[50] 붕괴 먼지는 약 4.72km 떨어진 엠파이어 스테이트 빌딩까지 퍼졌다.

기둥 붕괴 후, 그 위에 있던 건물 전체가 충돌 지점 아래의 첫 번째 온전한 층으로 무너져 내렸다. 붕괴 지점 아래층은 6개 층의 추가 하중만 견딜 수 있었지만, 붕괴 시작 추정 층 위에는 12개 층이 있어 건물 상층부의 갑작스러운 중력 하중을 견딜 수 없었다.[64]

이후 붕괴는 두 단계로 진행되었다. '붕괴' 단계에서는 상부 블록이 연속적인 층 파괴를 통해 하부 구조물을 파괴했다. 각 파괴는 상부 블록이 하부 섹션의 바닥판에 충돌하면서 시작되었고, 각 충격 에너지는 하중 지지 요소에 집중되었다.[65] 이는 진행 중인 파괴 바로 아래층의 바닥 연결부에 과부하를 가해 주변 및 코어 기둥에서 분리시켰다. 주변 기둥이 떨어져 나가고 코어는 측면 지지 없이 남겨졌다.[60]

상부 블록이 지면에 닿으며 '상승 붕괴' 단계가 시작될 때까지 이 과정이 계속되었다. '상승 붕괴' 단계에서는 맨 아래에서 시작하여 기둥이 한 층씩 휨을 일으켰다.[60] 각 층이 붕괴되면서 남은 블록은 층 높이만큼 다음 층으로 떨어져 이를 파괴했고, 결국 지붕이 땅에 닿았다.[23] 과정은 가속화되었고, 마지막에는 각 층이 0.1초 미만으로 붕괴되었다.[66]

3. 5. 7 세계 무역 센터 붕괴

쌍둥이 빌딩 붕괴 이후 화재가 발생한 7 세계 무역 센터를 촬영한 사진.


북쪽 타워 붕괴로 인한 파편이 7 세계 무역 센터 남쪽 면을 손상시키고 화재를 일으켰다.[186] 이 화재는 오후 내내 계속되었다.[187] 7층과 17층 사이 남서쪽 코너와 44층~지붕 사이 남쪽 면에는 구조적 손상으로 인한 일부 붕괴가 발생했다. 24층에서 41층 사이 남쪽 면 중앙에는 수직으로 깊게 파인 손상도 있었다.[187] 건물에 설치된 스프링클러 설비는 여러 취약점으로 인해 작동하지 않았다. 스프링클러는 완전 자동식이 아니었고, 전기 소방 펌프는 수동으로 작동해야 했다. 바닥 레벨 컨트롤 장비는 스프링클러 물펌프와 하나의 관으로만 연결되어 있었고, 소방 펌프 작동을 위해서는 외부 전원 공급이 필요했다. 또한, 수압 부족으로 스프링클러까지 물이 도달하지 못했다.[188][189]

소방관들이 건물 내부로 진입하여 작은 화재 진압을 시도했으나, 수압 부족으로 실패했다.[190] 7 세계 무역 센터 11층, 12층 화재는 건물 동쪽 창문을 통해 외부에서도 관측되었다.[191][192] 오후 들어 화재는 6층~10층, 13층~14층, 19층~22층, 29층~30층으로 확산되었다.[186] 특히 7층~9층, 11층~13층 화재는 오후 내내 통제되지 않았다.[193] 오후 2시, 소방관들은 7 세계 무역 센터 10층~13층 사이 남서쪽 모서리가 팽창하는 불안정한 모습을 발견했으며, 이는 건물 붕괴 가능성을 시사했다.[194] 오후 동안 소방관들은 건물에서 나는 삐걱거리는 소리를 듣고 지하 손상 가능성을 보고했다.[195] 오후 3시 30분, FDNY 최고 지휘관 다니엘 A. 니그로는 안전 우려로 7 세계 무역 센터 주변 구조 작업, 파편 제거 작업, 탐색 작업을 중단하고 대피령을 내렸다.[196] 2001년 9월 11일 EDT 오후 5시 20분 33초, 7 세계 무역 센터는 동쪽 펜트하우스 부분부터 붕괴되기 시작하여 EDT 오후 5시 21분 10초에 완전히 붕괴하였다.[197][198] 붕괴로 인한 사상자는 없었다.

7WTC 붕괴 이후 구조적 손상을 입은 피트먼 홀.


7 세계 무역 센터 붕괴로 맨해튼 커뮤니티 자치구 대학교의 피트먼 홀 빌딩이 파편에 맞아 심각하게 손상되고 오염되어 2007년 8월 해체되었다.[199] 2009년 재건 계획이 수립되었고, 2012년 3.25억달러를 들여 새 빌딩이 재건되었다.[200][201] 이 건물은 2009년 11월 완전히 철거되었고, 2009년 12월 1일 공사가 시작되었다.[202] 1926년 아르 데코 양식으로 건설된 버라이즌 빌딩도 7 세계 무역 센터 붕괴로 동쪽 면 외관이 크게 손상되어 14억달러를 들여 복원되었다.[203]

7 세계 무역 센터에는 미국 증권거래위원회(SEC)가 입주해 있었고, 월스트리트 및 기타 연방 수사 파일이 보관되어 있었다. 약 3천~4천 건의 SES 문건이 파괴되었으며, 특히 씨티그룹과 월드콤 스캔들 관련 파일이 소실되었다.[204] 남녀균등고용위원회 소유 문건 1만 건도 사라졌다.[205] 미국 비밀경호국의 가장 큰 사무실(200명 고용)도 붕괴로 인해 문건이 소실되었다. 한 요원은 "7 세계 무역 센터가 가라앉으면서 우리의 모든 증거품도 같이 가라앉았다"라고 말했다.[206]

저층부의 구조적 결함으로 인한 붕괴 진행을 보여주는 평면도이다. 건물 동쪽 기계실이 있는 펜트하우스 부분부터 수직으로 붕괴되기 시작했다.


2002년 5월, FEMA은 미국토목공학사회 구조공학연구소와 함께 W. 진 콜리 박사를 대표로 한 붕괴 예비조사보고서를 발행했다. FEMA은 7 세계 무역 센터 붕괴가 북쪽 타워(1WTC)와 남쪽 타워(2WTC) 붕괴로 인한 파편 때문이 아니라, 파편으로 인한 화재를 진압하지 못해 발생했다는 예비 결론을 내렸다.

FEMA의 우려에 따라 국립표준기술연구소(NIST)는 세계 무역 센터 쌍둥이 빌딩과 7 세계 무역 센터 붕괴 및 구조적 문제에 대한 조사를 시작했다.[234] 이 연구는 S. 샤람 순더를 부장으로 하여 사내 연구원 및 외부 연구소(미국토목공학사회 구조공학연구소(SEI/ASCE), 소방기술사회(SFPE), 미국방화협회(NFEA), 미국철강건설연구소(AISC), 고층빌딩 및 도시 주거 이사회(CTBUH), 뉴욕 구조공학협회(SEAoNY))가 참여했다.[235]

7 세계 무역 센터 조사는 쌍둥이 빌딩 붕괴 조사 완료까지 연기되었다.[193] NIST는 2004년 6월 7 세계 무역 센터 붕괴에 대한 예비보고서를 발간하고 조사 상황을 업데이트했다.[186] NIST에 따르면, 7 세계 무역 센터 조사는 연구진들이 쌍둥이 빌딩 붕괴 조사에 집중하는 등 여러 이유로 지연되었다.[236] 2007년 6월, 샴 순더는 "엄격한 테스트를 통해 다양한 시나리오에서 가장 현실적인 결론에 도달하기 위해 최선을 다하고 있다"라며, "7 WTC 조사는 쌍둥이 빌딩 연구보다 어려운 점이 있었지만, 타워 연구에서 얻은 기술 발전과 교훈을 얻었다"라고 말했다.[237]

9.11 테러 당시 7 세계 무역 센터의 남쪽 면이 파괴된 것을 보여주는 미디어가 약간 존재한다. 다음 사진에서 ABC 뉴스 소속의 헬리콥터가 7 세계 무역 센터 남쪽 면에 깊은 흠집이 나있고 10층 근방에서 불이 난 것을 보여주고 있다.


2008년 11월, NIST는 7 세계 무역 센터 붕괴 원인에 대한 최종 보고서를 발표했다.[187] 이 보고서는 2008년 8월 21일 초안에 대한 대중 의견 수렴을 거쳐 발표되었다.[193] NIST는 Ansys 모델(붕괴 시작 시뮬레이션)과 LS-DYNA 모델(전체 붕괴 시뮬레이션)을 사용했다.[238] NIST는 지하 디젤 연료, 쌍둥이 타워 붕괴로 인한 구조적 손상, 트러스, 거더, 캔틸리더 등 이동물 요소는 붕괴의 주요 원인이 아니라고 결론지었다. 가장 중요한 요인은 물 부족으로 인한 화재 진압 실패였다. 화재는 오후 내내 통제 불가능하게 확산되었고, 79번 기둥 근처 바닥 빔이 팽창하여 기둥을 밀어냈다. 이로 인해 8층부터 14층까지 79번 기둥 근처 바닥이 붕괴되었다. 9개 층 붕괴로 79번 기둥 전체가 휘어졌고, 동쪽 펜트하우스 부분이 아래로 당겨졌다. 핵심 기둥이 휘어지면서 코어 전체가 점진적으로 붕괴되었고, 주변 기둥에 과부하가 걸려 7층과 17층 사이가 붕괴되며 건물 전체가 아래로 당겨졌다. NIST는 건물 외벽이 8층 높이(32m)를 자유낙하 가속도로 붕괴했으며, "붕괴 시간은 18층 높이 자유낙하 가속도 붕괴 시간보다 약 40% 더 길다"라고 밝혔다.[239] 사무실 기자재를 태우며 커진 불과 물 부족이 붕괴의 주요 원인이었다.[187]

7 세계 무역 센터 붕괴는 고층 빌딩이 통제되지 못한 화재로 붕괴한 첫 번째 사례였다.[193] NIST는 이 조사 결과를 바탕으로 쌍둥이 빌딩 붕괴 보고서와 함께 여러 조언을 제시하고 즉각적인 반영을 요구했다. 주요 내용은 화재 내연 테스트 시 스프링클러 작동 불능 가정, 바닥 및 하중 부하 시스템의 열팽창 고려 등이었다. NIST 권고 사항의 핵심은 스프링클러가 작동하지 않는 상황에서도 건물이 붕괴해서는 안 된다는 것이다.[187]

3. 6. 쌍둥이 빌딩 붕괴의 메커니즘

9.11 테러로 세계 무역 센터의 쌍둥이 빌딩이 붕괴된 메커니즘은 다음과 같다. 먼저, 항공기 충돌과 그로 인한 화재로 인해 건물의 코어 기둥과 주변 기둥이 약화되고 변형되었다.[208] 특히 화재는 강철을 녹일 정도는 아니었지만, 강성을 약화시켜 윗층의 무게로 인한 변형과 크리프를 유발했다.[208]

쌍둥이 타워 지붕의 모자 트러스 프레임


바닥 트러스 시스템과 강철 팬 위 콘크리트 바닥


NIST 시뮬레이션으로 처진 바닥 트러스. 오른쪽의 좌굴된 웨브(web) 주목


항공기 충돌 후 하중 재분배


타워에는 107층과 110층 사이에 "모자 트러스" 또는 "아웃리거 트러스"가 있었으며, 이는 코어의 장축을 따라 6개, 단축을 따라 4개의 트러스로 구성되었다.[21] 이 트러스는 주변과 코어 사이 바닥 다이어프램의 최적화된 하중 재분배를 허용했으며, 유연한 강철과 단단한 콘크리트의 다양한 재료 간 성능을 개선하여 모멘트 프레임이 흔들림을 코어의 압축으로 전달, 송신 타워를 지지했다.[21]

두 타워 모두 항공기에 의해 손상된 건물의 구획이 붕괴되었다. 구조적 손상 외에도 충돌로 인해 충돌 구역의 상당 부분에서 내화재가 제거되어 구조용 강철이 빠르게 가열되었다. 그 결과 코어 기둥이 약해지고 크리프로 인해 짧아지기 시작했다. 해트 트러스는 하중을 외부 기둥으로 이동시켜 이에 저항했다. 한편, 장경간(long-span) 세입자 바닥 면적을 지지하는 약 18.29m 트러스의 웨브 대각선이 좌굴되기 시작하여 바닥이 약 0.61m 이상 처지게 되었다. 이것은 외부 벽을 안으로 끌어당겨 좌굴하게 했다. 이제 충돌 구역 위의 바닥은 손상되지 않은 아래 구조물로 자유롭게 떨어졌다.[60][61]

이로 인해 상단부 기둥은 아래로 이동했지만, 햇트러스 기둥이 외곽 기둥에 부하를 재분배했다. 동시에 화재로 인해 주변 기둥과 바닥이 약화되어 바닥이 처지면서 외곽 기둥을 안쪽으로 당겼다.[208] 남쪽 타워(2WTC)는 파괴된 코어에서 하중이 쏠려 동쪽 면이 휘어지면서 햇트러스가 무너져 붕괴가 시작되었고, 북쪽 타워(1WTC)는 남쪽 면이 휘어지면서 붕괴되었다.[208]

하향 붕괴 진행 과정


기둥이 붕괴되자 그 위의 건물 전체가 충돌 지점 아래의 첫 번째 온전한 층으로 무너져 내렸다. 붕괴 지점 아래의 온전한 층을 지지하는 연결부의 수직 지지력은 하중이 점진적으로 가해지는 경우 11개 층의 추가 하중을 견딜 수 있었지만, 갑자기 가해지는 경우에는 6개 층의 추가 하중만 견딜 수 있었다. 각 세계 무역 센터(WTC) 타워에서 붕괴 시작 추정 층 위에 6개 층 이상이 있었기 때문에(WTC 1에서는 12개 층, WTC 2에서는 29개 층), 붕괴 시작 지점 아래의 층은 건물 상층부에서 갑자기 가해지는 중력 하중에 저항할 수 없었다.[64]

이러한 붕괴는 누진붕괴 또는 "팬케이크 붕괴"의 전형적인 예시였다.[209][210] 붕괴가 시작되면서 윗층의 질량이 아랫층의 지지 용량을 초과했고, 아랫층이 연쇄적으로 무너지면서 붕괴가 가속화되었다.[211] 곧 주변부 기둥과 코어 기둥 대부분의 측면 지지가 사라져 파편 더미에 밀려 바깥쪽으로 기울어졌다.[211] 그 결과 외벽이 건물과 분리되어 멀리 날아가 주변 건물을 손상시켰고, 볼트 파손으로 일부 접합 부위가 떨어져 나가 많은 패널이 흩어졌다.[211]

붕괴는 두 단계로 진행되었다. '붕괴' 단계 동안 상부 블록은 대략 한 층씩 연속적인 층 파괴를 통해 하부 구조물을 파괴했다. 각 파괴는 상부 블록이 하부 섹션의 바닥판에 충돌하면서 시작되었으며, 주로 바닥 슬래브의 콘크리트로 구성된 점점 더 두꺼워지는 잔해 층이 이를 중재했다. 각 충격에서 발생한 에너지는 "연속적인 충격에서 구조물에 다시 유입되어 ... 충격의 직접적인 영향을 받는 하중 지지 요소에 집중되었습니다."[65] 이는 진행 중인 파괴 바로 아래 층의 바닥 연결부에 과부하를 가하여 주변 및 코어 기둥에서 분리되도록 했다. 주변 기둥이 떨어져 나가고 코어는 측면 지지 없이 남겨졌다.[60]

이것은 상부 블록이 지면에 닿고 '상승 붕괴' 단계가 시작될 때까지 계속되었다. 여기서는 이제 맨 아래에서 시작하여 기둥이 한 층씩 휨을 일으켰다.[60] 각 층이 붕괴되면서 남은 블록은 층 높이만큼 다음 층으로 떨어져 이를 파괴했고, 결국 지붕이 땅에 닿았다.[23] 과정은 가속화되었고, 마지막에는 각 층이 0.1초 미만으로 붕괴되었다.[66]

붕괴 과정에서 윗층의 공기가 아래로 몰리면서 파괴되는 층 아래에서 먼지와 부스러기가 분출되었다.[236] 북쪽 타워는 붕괴 11초 후, 남쪽 타워는 9초 후에 외벽 조각이 지상에 도달했으며, 저층부 코어는 붕괴 25초 후에 붕괴되었다.[236]

4. 붕괴 원인 조사

쌍둥이 빌딩 붕괴 직후, 조사 권한 분배에 대한 혼선이 있었다. 건물 붕괴는 항공 사고와 달리 명확한 조사 규정이 없었기 때문이다.[217] 이에 미국토목학회(ASCE) 구조공학연구소(SEI)를 중심으로 여러 기관이 참여하는 조사팀이 꾸려졌고, 후에 연방재난관리청(FEMA)과 합류했다.[218]

그러나 조사팀은 자금 부족, 증거 요구 권한 및 현장 접근 제한 등의 문제로 비판받았다. 특히 잔해 청소 과정에서 빌딩 강철 요소 대부분이 파괴되어 물리적 증거가 부족하다는 지적이 있었다.[219] NIST 최종 보고서에서도 "턱없이 부족한" 물리적 근거를 언급했다. 잔해 청소 후 남은 빌딩 잔해는 극히 일부였으며, 회수된 강철 기둥은 95%, 철근은 50%였지만 개수는 총 236개에 불과했다.[220]

FEMA는 2002년 5월 자체 보고서를 발표했고, 국립 표준 기술 연구소(NIST)는 2002년 9월 붕괴 조사에 착수했다.[221] 의회는 2002년 10월 국가안전팀 법안을 통과시켜 NIST에 조사 권한을 부여했다.[222]

테러 10일 후의 ''스피어''


두 타워 붕괴로 주변 건물들도 파손되거나 파괴되었다. 5 세계 무역 센터는 화재와 부분 붕괴 후 철거되었고, 3 세계 무역 센터, 4 세계 무역 센터, 6 세계 무역 센터, 성 니콜라스 그리스 정교회도 파괴되었다. 세계 금융 센터 건물, 90 웨스트 스트리트, 130 시더 스트리트는 화재 피해를, 도이치 은행 빌딩, 버라이즌 빌딩, 3 세계 금융 센터는 충격 피해를 입었다.[94] 원 리버티 플라자는 표면 손상을 입었고, 30 웨스트 브로드웨이는 7 세계 무역 센터 붕괴로 피해를 입었다. 도이치 은행 빌딩은 심각한 피해로 해체되었으며,[96][97] 많은 예술 작품도 파괴되었다.

4. 1. 초기 원인 분석

테러 직후, 많은 엔지니어와 전문가들이 언론을 통해 타워 붕괴 원인에 대한 의견을 밝혔다. 캘리포니아 대학교 버클리 구조공학 교수 압둘하산 아스타네흐아실은 화재로 인한 고온이 강철 빔과 기둥의 강도를 약화시켜 붕괴를 유발했다고 말했다. 그는 항공기 충돌로 내화 구조가 파괴되어 화재를 막을 수 없었고, 초기 구조적 붕괴가 누진붕괴로 이어졌다고 설명했다.[212] 페트로나스 트윈 타워 등을 디자인한 시저 펠리는 "이러한 규모의 충격을 버틸 수 있는 건물은 없다"라고 말했다.[213]

노스웨스턴 대학교 교수 즈데녜크 바쟌트는 화재로 인한 열이 코어와 외곽 강철 기둥을 약화시켜 윗층의 무게를 지탱하지 못하고 뒤틀리게 만들었다고 분석했다. 한 층의 절반 이상 기둥이 뒤틀리면 윗층을 지지할 수 없어 붕괴가 발생한다는 결론을 내렸다.[214] MIT 교수 오랄 부유코추르크와 프란츠 요시프 울름도 붕괴 원인을 분석하는 논문을 발표했다.[215] 이들은 나중에 세계 무역 센터 붕괴 연구에 관한 MIT 합동 논문 제작에 참여했다.[216]

유나이티드 항공 175편 충돌 직후 세계 무역 센터 2에서 발생한 화염


세계 무역 센터 설계 엔지니어들은 항공기 충돌 가능성을 고려했다. 1945년 B-25 폭격기가 엠파이어 스테이트 빌딩에 추락한 사고[24], C-45F 익스페디터가 40 월 스트리트 빌딩에 추락한 사고[25] 등이 있었다. 레슬리 E. 로버트슨은 보잉 707 충돌 시나리오를 고려했지만,[26] BBC 인터뷰에서 연료 적재량은 고려하지 않았다고 말했다. 그는 충돌 속도가 흡수된 에너지를 크게 증가시켜 붕괴를 야기했다고 덧붙였다.[27]

국립 표준 기술 연구소(NIST)는 건물이 시속 600mph로 비행하는 보잉 707 또는 DC 8의 충돌에서 살아남을 것이라는 백서를 입수했다.[28] 1993년 존 스킬링은 인터뷰에서 연료로 인한 끔찍한 화재가 발생해도 건물 구조는 남아 있을 것이라고 말했다.[29] 그러나 NIST는 1960년대에는 그러한 분석 능력이 제한적이었고,[123][30] 고속 제트 충돌 또는 대규모 화재를 조사한 문서를 찾을 수 없다고 밝혔다.[31]

4. 2. FEMA 보고서

FEMA는 항공기 충돌로 인한 외벽 손상과 그로 인한 대형 화재가 세계 무역 센터 붕괴의 핵심 원인이라고 보았다.[223] MIT의 재료공학 및 건축공학 교수 토마스 에이거는 화재를 "세계 무역 센터 붕괴에서 가장 오해받는 부분"이라고 설명했는데, 이는 화재의 열이 강철 기둥과 바닥을 "녹였다"고 표현되었기 때문이다.[223] 제트 연료는 기본적으로 등유이며, 넓은 영역에 화재를 일으켰지만, 이 탄화수소 화재의 온도는 철을 녹일 만큼 높지 않다.[224] 에이거는 "세계 무역 센터 화재 온도는 다른 화재와 비슷했으며, 이 온도로는 강철을 녹일 수 없다"고 말했다.[225] 에이거와 FEMA 등은 건물 프레임과 층이 연결되는 곳에서 구조가 약해지는 시점의 온도에 주목했다.[226]

4. 3. NIST 보고서

미국 국립표준기술연구소(NIST)는 연방재난관리청(FEMA) 보고서 발표 이후, 기술 전문가, 업계 관계자, 희생자 가족들의 압력에 따라 3년간 16억달러를 들여 세계 무역 센터 복합단지 건물의 붕괴 및 점진적 붕괴에 대해 조사했다.[227] 이 연구에는 여러 전문 기술 학회와 민간 기관의 지원을 받아 진행했다.[227]

NIST의 조사 범위는 붕괴를 일으킨 일련의 사건 진행을 간추려 정리하는데 집중했고, 붕괴가 일어나게 되는 시점 이후 붕괴되는 메커니즘 자체의 상세한 분석은 들어가지 않았다.[228][229][230] NIST는 화재 확산 시뮬레이터 소프트웨어를 통하여 항공기의 충돌과 그로 인한 화재가 건물에 미친 효과를 분석했다. NIST는 바닥 트러스와 덜 자세한 건물 전체를 모델링한 특정한 하위계를 놓고 여러 상세한 구조 모델을 제작했다. 이 모델은 파열 직후 동역학적 모델을 구상한 이후 구조 요소들이 움직이지 않는 변형을 포함한 준동역학적이자 정역학적이었다.[230]

메릴랜드 대학교의 소방공학 교수인 제임스 퀸티레(James Quintiere)는 NIST에서 강철에 대해 "심각한 오류"를 저지르고 있다고 비판했다.[231] 또한, 그는 보고서에서 결론을 뒷받침하는 연표와 물리적 근거가 부족하다고 지적했다.[232]

2002년 5월, FEMA은 붕괴 예비조사보고서를 발행했다. FEMA은 이 예비 조사에서 7 세계 무역 센터의 붕괴는 파편에 맞아 여러 층에서 화재가 발생하면서 이를 진압하지 못해 일어났다는 것을 밝혀냈다.

2008년 11월, NIST는 7 세계 무역 센터의 붕괴 원인을 조사한 최종보고서를 발간했다.[187] 이 조사에서 NIST는 7 세계 무역 센터의 붕괴에 지하의 디젤 연료, 쌍둥이 타워 붕괴로 인한 구조적 손상, 트러스, 거더, 캔틸리더 등 이동물 요소는 중요한 요소가 아니였다고 밝혔다. 이 붕괴에서 가장 중요한 요인은 물 부족으로 화재를 진압할 수 없었다는 것이었다. 화재는 오후 내내 통제할 수 없이 퍼졌고, 79번 기둥 근처 바닥 빔이 팽창하면서 기둥을 밀어버렸고, 8층부터 14층까지 79번 기둥 근처 바닥이 붕괴되었다. 9개 층이 붕괴되면서 79번 기둥 전체가 휘어졌고, 동쪽 펜트하우스 부분이 아랫쪽으로 인장력을 받았다. 이렇게 중요한 기둥이 휘어지면서 코어 전체가 점진적으로 붕괴되었고 주변 기둥에 과부하가 걸리면서 결국에는 7층과 17층 사이가 붕괴되며 건물 전체를 아래로 잡아당겼다.[239] 사무실 기자재를 태우며 커진 불이 물 부족과 함께 붕괴의 주요 원인이었다.[187]

7 세계 무역 센터의 붕괴는 고층 빌딩이 통제되지 못한 화재로 붕괴한 첫 번째 예였다.[193] NIST는 이전에 만들었던 쌍둥이 빌딩 붕괴 보고서와 함께 여러 조언을 내놓았고 이러한 조언의 즉각적인 반영을 요구했다. 그 예로, 화재 내연 테스트 때에는 스프링클러가 작동하지 않는다는 가정하에서 평가해야 하며, 바닥과 하중 부하 시스템에서 열팽창을 고려해야 한다는 등이 있었다. 현재의 건물 코드는 건물 붕괴보다는 인명 손실을 막는다는 것을 중점에 두고 계획되므로, NIST 권고사항의 중요한 점은 스프링클러가 작동하지 않는 상황에서도 건물이 붕괴하면 안된다는 것이다.[187]

4. 4. 기타 조사

에든버러 대학교의 구조공학 교수 아시프 우스마니는 2003년 두 동료와 함께 붕괴에 관련된 논문을 발표했다. 이들은 항공기 충돌 없이 화재만으로도 빌딩이 붕괴할 수 있다는 것을 증명하였다. 그들은 타워가 여러 층에서 일어난 동시다발적인 화재에 취약했다고 지적했다.[240] NIST 보고서가 출간되었을 때, 영국 엔지니어링 회사 아루프 그룹의 바바라 래인은 내화재 파괴가 빌딩 붕괴에 중요한 요소라고 언급했던 부분을 비판했다. 그는 이에 덧붙이며 "우리는 컴퓨터 시뮬레이션에서 타워가 어떠한 항공기 충돌도 없이, 심지어는 내화재가 파괴되지 않고서도 3개 층 이상에 화재가 발생할 경우 타워가 붕괴할 수 있다는 결론을 내렸다."라고 말했다.[241] 에든버러 대학교 BRE 화재안전공학 연구소의 호세 L. 토레로는 실제 규모에서 화재가 발생할 경우 잠재적으로 발생할 수 있는 치명적인 영향에 대한 보고서를 발표했다.[242][243][244]

5. 여파

테러 이후인 2001년 9월 23일 촬영한 그라운드 제로의 위성사진.


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2002년 5월, 미국 연방 재난 관리청(FEMA)은 W. 진 코리 박사의 지휘 하에 미국 토목 학회 구조 기술 연구소와 공동으로 수행한 예비 조사에 근거한 붕괴 보고서를 발표했다. FEMA는 1, 2 WTC 붕괴로 인한 충격 피해보다는 잔해로 발생한 화재가 스프링클러나 수동 소화에 필요한 물 부족으로 확산된 것이 붕괴의 주요 원인이라고 밝혔다. 그러나 보고서는 붕괴 원인에 대한 결론을 내리지 않고 추가 조사를 요구했다.

FEMA의 우려에 따라, 미국 국립 표준 기술 연구소(NIST)는 세계 무역 센터 쌍둥이 빌딩과 7 세계 무역 센터의 구조적 실패 및 붕괴에 대한 조사를 주도했다.[121] 이 조사는 S. 샴 슨더 박사가 이끌었으며, 여러 외부 민간 기관의 지식을 활용했다.[122]

7 세계 무역 센터에 대한 조사는 쌍둥이 빌딩 붕괴 보고서 완료 후 지연되었다.[83] NIST는 2004년 6월에 7 세계 무역 센터에 대한 예비 보고서를 제공하고, 이후 조사에 대한 업데이트를 발표했다.[76] 2007년 6월, 샴 슨더는 7 WTC 조사가 어려운 측면이 있지만, 쌍둥이 빌딩 조사에서 얻은 기술 발전과 교훈을 활용하고 있다고 설명했다.[124]

2008년 11월, NIST는 7 세계 무역 센터 붕괴 원인에 대한 최종 보고서를 발표했다.[77] NIST는 ANSYS와 LS-DYNA 모델을 사용하여 붕괴 과정을 시뮬레이션했다.[125] NIST는 디젤 연료, 쌍둥이 빌딩 붕괴로 인한 구조적 손상, 전달 요소는 중요하지 않았지만, 화재 진압을 위한 물 부족이 중요한 요인이었다고 확인했다. 화재는 오후 동안 통제 불능 상태로 타올랐고, 이로 인해 기둥 79 근처 바닥 빔이 팽창하여 주요 거더가 제자리에서 벗어나 8층에서 14층의 바닥이 무너졌다. 9개 층의 측면 지지력 상실로 기둥 79가 휘어지면서 동쪽 펜트하우스와 인근 기둥을 끌어내렸다. 이로 인해 붕괴는 동쪽에서 서쪽으로 진행되었고, 외곽 지지대에 과부하가 걸려 7층과 17층 사이에서 휘어져 위층 전체가 하나의 유닛으로 떨어졌다. NIST는 건물 외부 정면이 약 8개 층(32m)을 자유 낙하 가속도로 떨어지는 것을 관찰했으며, 붕괴 시간은 처음 18개 층 하강에 대해 자유 낙하보다 약 40% 더 길었다고 언급했다.[126]

7 세계 무역 센터 붕괴는 통제 불능 상태의 화재로 인해 붕괴된 최초의 고층 건물 사례이다.[83] NIST는 스프링클러가 작동하지 않는다는 가정 하에 내화성을 평가하고, 바닥 지지 시스템에 대한 열팽창의 영향을 고려해야 한다는 추가 권고 사항을 제시했다. NIST는 현재 건축 법규가 인명 피해 방지에 초점을 맞추고 있지만, 스프링클러가 작동하지 않더라도 건물이 화재로 붕괴되어서는 안 된다고 강조했다.[77]

5. 1. 기타 건물 피해

5 월드 트레이드 센터(5WTC)는 큰 화재가 발생하여 강철 구조 일부가 붕괴되었다. 성 니컬러스 그리스 정교회, 메리어트 월드 트레이드 센터(3WTC), 4 월드 트레이드 센터(사우스 플라자, 4WTC), 6 월드 트레이드 센터(6WTC)는 파괴되었다. 세계 금융 센터 빌딩, 90 웨스트 스트리트, 130 캐디르 스트리트는 화재가 발생했다. 도이체방크 빌딩, 버라이즌 빌딩, 3 세계 금융 센터는 타워 붕괴로 손상되었다. 30 웨스트 보행자 도로는 7 세계 무역 센터 붕괴로 파괴되었다. 9.11 테러 이후 손상되어 검은 '덮개'로 덮인 도이체방크 빌딩은 이웃 건물 붕괴로 인한 물, 곰팡이 등에 오염되어 해체되었다.[245][246]

5. 2. 파괴된 미술작품

9.11 테러의 붕괴 과정에서 수많은 미술작품이 파괴되었다. 다음은 파괴된 주요 미술작품 목록이다.

  • Ideogram영어 (1967) - 제임스 로사티의 스테인레스 철강 조각품
  • Cloud Fortress영어 (1975) - 나가레 마사유키의 화강암 조각품 (9.11 테러 이후 부지 청소 중 파괴)
  • The World Trade Center Tapestry - 주안 미로의 20' x 35' 태피스트리 작품 (남쪽 타워 로비에 전시)
  • Sky Gate, New York영어 (1977–78) - 루이스 레벨슨의 거대 목제 조각품
  • 1993년 세계 무역 센터 폭탄 테러 희생자 추모비 - 엘린 짐머만
  • World Trade Center Stabile영어 (1971) - 알렉산더 칼더의 25' 철제 조각품 (약 30% 복구)
  • 오귀스트 로댕의 조각품 및 드로잉 300점 이상 (소유: 캔터 피츠제럴드)
  • Needle Tower영어 (1968) - 케네스 스넬슨의 작품
  • Recollection Pond영어 - 로매어 비어든의 태피스트리 작품
  • Path Mural영어 - 게마인 켈러의 작품
  • Commuter Landscape영어 - 신시아 메일맨의 거대 벽화
  • Fan Dancing with the Birds영어 - 헌트 슬로넴의 벽화
  • The Entablature Series영어 - 로이 리히텐슈타인의 작품
  • 존 F. 케네디 대통령을 촬영한 제이콥 로웨의 네거티브 사진 40,000점 이상
  • The Sphere - 프리츠 코니그의 추상 조각품 (심각하게 파손되었으나 생존, 현재 추모 작품으로 전시)


타워 곳곳의 안전 금고에 보관되어 있던 여러 예술품 및 가치있는 물품도 붕괴와 함께 파괴되었다. 이사무 노구치의 Red Cube영어와 마크 디 수베로의 Joie de Vivre 등 2개 조각품은 손상을 입었지만 파괴되지는 않았으며, 수리 후 그 자리에 계속 전시되어 있다.

5. 3. 부지 청소

세계 무역 센터 잔해에서 확인 절차를 위해 구조대원 10명을 부르는 뉴욕 소방국 소방원.


뉴욕 도시설계 및 시공과는 잔해 청소라는 대규모 작업을 맡았다. 2001년 9월 22일, 메릴랜드주 피닉스에 위치한 컨트롤드 디몰리션 회사에 예비 정리 계획을 보냈다.[247] 이 작전은 연중무휴로 계속되었으며, 많은 하청업자와 노동자를 고용하는 데 수억 달러가 소요되었다.[248] 부지에 남아 있던 큰 잔해 더미는 대략 3개월 동안 계속 불탔으며, 대부분의 파편을 부지에서 정리하기 전까지 화재 진압 시도에도 불구하고 계속 불탔다.[249][250] 2001년 11월 초, 잔해의 3분의 1 정도를 청소한 가운데, 파편 청소에 우선순위를 두어 사상자를 탐색하는 경찰관 및 소방관 수를 줄이기 시작했다. 이는 소방관들의 반발을 일으켰다.[251] 2007년에는 부지 주변의 손상된 건물 철거 작업을 진행하는 가운데, 새로운 세계 무역 센터인 원 월드 트레이드 센터의 건설을 시작했다.[252]

5. 4. 보건 영향

세계 무역 센터 붕괴로 발생한 독성 먼지 구름은 맨해튼 전역을 뒤덮었고, 많은 사람들이 건강 문제를 겪었다. 2001년 9월 18일, 미국 환경보호국(EPA)은 맨해튼 공기가 "숨쉬기에 안전"하다고 발표했지만,[253] 2003년 보고서에 따르면 당시 환경보호국은 충분한 데이터 없이 결정을 내린 것으로 드러났다.[254]

실제로는 붕괴로 인해 공기 질이 심각하게 나빠졌고, 로어맨해튼 지역의 초동 조치자, 주민, 직장인들 사이에서 호흡기 질환이 확산되었다. 특히, 붕괴 과정에서 유출된 석면은 매우 위험한 물질로 공기 중에 퍼져 건강에 악영향을 미쳤다.[254] 2011년 장기간 의료 및 심리 효과 관측 보고서에 따르면, 초동 조치를 나간 소방관, 경찰관들 사이에서 천식, 부비강염, 위 식도 역류병, 외상 후 스트레스 장애 증상 발현 비율이 유의미하게 증가했다.[255]

쌍둥이 빌딩 붕괴로 유출된 수천 톤의 파편에는 2,500개 이상의 독성 물질과 발암물질이 포함되어 있었다.[256][257] 이 발암 물질 노출은 구조 및 복구 활동에 참여한 사람들의 건강을 지속적으로 악화시키는 원인이 되었다.[258][259] 부시 행정부는 국가 안보를 이유로 환경보호국에 공기 질이 안전하다고 발표하도록 요구했지만, 환경보호국은 2002년 6월에야 공기 질이 9.11 테러 이전 수준으로 복귀했다고 발표했다.[260]

붕괴 여파로 인한 건강 문제는 로어맨해튼과 차이나타운 인근 주민, 학생에게도 영향을 미쳤다.[261] 독성 먼지로 인해 사망한 사람들의 이름은 세계 무역 센터 추모비에 기록되었으며,[262] 약 18,000명이 독성 먼지와 관련된 호흡기 질환에 감염된 것으로 추정된다.[263] 독성 먼지에 노출된 임산부의 태아에게 부정적인 영향이 있을 수 있다는 연구 결과도 있으며,[264] 2010년 4월 구조대원을 대상으로 한 연구에서는 많은 사람들이 폐 기능 약화를 겪고 있으며, 30~40%는 테러 발생 1년 후에도 증상이 계속되거나 치유되지 않는 것으로 나타났다.[265]

테러 발생 1년 후, 관련 질병 비용에 대한 재판이 진행되었고, 2006년 10월 17일 연방법원은 뉴욕시가 구조대원에게 치료 비용 지원을 거부한 것에 대해 패소 판결을 내려 유사한 소송이 이어질 수 있게 되었다.[266] 정부 관계자들은 테러 발생 7일 만에 로어맨해튼으로 복귀하라는 명령을 내렸고, 환경보호국 국장은 테러 발생 지역이 환경적으로 안전하다고 말한 것에 대해 비판받았다.[267] 줄리아니 뉴욕 시장은 월 가 금융시장 인력을 즉시 복귀시키라는 명령을 내려 비판받았다.[268]

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[162] 문서 ''Salient points with regard to the structural design of The World Trade Center towers''라는 이름이 붙여진 이 3페이지짜리 백서에는 125t의 하중에 23,000 갤런을 싣은 보잉 707기가 970km/h의 속도로 빌딩 80층에 충돌했을 때를 가정했다. 원래 빌딩 설계에서 항공기 연료와 항공기 그 자체가 미친 영향을 분석했는지는 불확실하나, 이연구는 1993년 세계 무역 센터 폭탄 테러 이후 존 스킬링이 [http://archives.seattletimes.nwsource.com/cgi-bin/texis.cgi/web/vortex/display?slug=1687698&date=19930227 발언했던] {{웨이백|url=http://archives.seattletimes.nwsource.com/cgi-bin/texis.cgi/web/vortex/display?slug=1687698&date=19930227 |date=20080414205734 }} 내용과 같다. 각 연구를 다룬 보고서 원본이 없기 때문에, NIST는 더 이상의 발언은 추측과 다름없다고 말했다.—NIST 2005. pp. 305–307
[163] 문서 New York Times: April 28, 1970, p. 83
[164] 문서 NCSTAR 1–6, p lxxi
[165] 문서 NCSTAR 1–6, p lxvii–lxix
[166] 문서 두 타워에는 64개 층이 석면 방호를 했다는 보고도 있다. [http://www.foxnews.com/story/0,2933,34342,00.html 폭스 뉴스] {{웨이백|url=http://www.foxnews.com/story/0,2933,34342,00.html |date=20121016123220 }}에서는 내화재로 석면을 대체했다고 말했다. 실제 건축사에서는 건설 도중 석면 및 [[질석]](vermiculite)의 사용금지를 통보받고 더 이상 이를 사용하지는 않았다. 이 당시에는 북쪽 타워는 40층 아래층에만 내화 공사를 마쳤고 건물 완공 전까지 절반 이상이 대체되었다. NIST는 당시 방화벽의 두께가 북쪽 타워에서 1.9cm, 남쪽 타워에서 3.8cm였다는 결론을 내렸다. NIST는 건물 공사 기록을 검토하던 도중 이 두께가 얼마인지에 대해서 알 수 없다는 점을 인지했다. 또한, NIST의 최고 엔지니어를 포함한 많은 엔지니어들이 방화벽 자체의 두께가 화재를 막기에 불충분해서 붕괴했다고 주장했지만 NIST의 공식 입장에서는 항공기의 충돌이 방화벽 대부분을 파괴했고 이로 인해 건물이 붕괴되었다고 말했다.
[167] 웹인용 NIST NCSTAR1-5: Reconstruction of the Fires in the World Trade Center Towers http://wtc.nist.gov/[...] 미국 국립표준기술연구소 2015-12-07
[168] 문서 NIST의 추측에 따르면, 아메리칸 항공 11편은 38,000L의 연료를 가진 채로 북쪽 타워 충돌했다. 약 5,700L 이상의 연료가 충돌 직후 화염덩어리가 되면서 발화하고 그와 비슷한 양이 건물 외부로 분출되었다. 대략 26,000L의 연료가 빌딩 내에서 가연성 물질과 함께 불에 탔다.
유나이티드 항공 175편은 약 34,000L의 연료를 지닌 채 남쪽 타워에 충돌했다. 충돌 직후 5,700L 이상이 화염덩어리가 되며 발화했고, 8,610L가량이 건물 밖으로 화염덩어리와 함께 분출했다. 약 20,160L가량이 빌딩 내에서 가연성 물질과 함께 불에 탔다.
NIST는 두 건물의 각 층마다 가연물질이 60t가량 있을 것이라고 추측했다.
[169] 보고서 World Trade Center Building Performance Study: Data Collection, Preliminary Observations, and Recommendations http://www.fema.gov/[...] ASCE/FEMA
[170] 문서 NCSTAR 1-5A, p 80
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