Việc xây dựng Trung tâm Thương mại Thế giới 1 (Tháp Bắc) và Trung tâm Thương mại Thế giới 2 (Tháp Nam) bắt đầu vào những năm 1960. Chúng được xây dựng từ thép và bê tông, sử dụng một thiết kế mang tính đột phá vào thời điểm đó. Hầu hết các tòa nhà cao tầng kể từ đó đều sử dụng một cấu trúc tương tự.

Các báo cáo điều tra về các sự kiện ngày 11 tháng 9 năm 2001 do Cơ quan Quản lý Khẩn cấp Liên bang Hoa Kỳ (FEMA) và Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia thực hiện.

Báo cáo của FEMA được xuất bản vào năm 2002. Tiếp theo là cuộc điều tra kéo dài ba năm của Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia, do Chính phủ Liên bang Hoa Kỳ tài trợ và được xuất bản vào năm 2005.

Một số nhà lý thuyết âm mưu cho rằng cuộc điều tra của NIST được tài trợ bởi chính phủ liên bang và chính chính phủ đã gây ra sự cố sập tháp đôi hoặc biết điều đó sẽ xảy ra và cố tình không hành động.

Mặc dù đã có những người chỉ trích cả hai báo cáo, lời giải thích của họ về sự sụp đổ của các tòa nhà được chấp nhận rộng rãi. Họ kết luận rằng nó không phải do máy bay va chạm trực tiếp, hay sử dụng chất nổ, mà là do lửa bùng cháy bên trong các tòa nhà sau khi va chạm.

Tại sao các tòa tháp lại sụp đổ?

Một số người đã đặt câu hỏi tại sao các tòa nhà không "lật đổ" sau khi bị máy bay đâm trực diện. Nhưng câu trả lời sẽ trở nên rõ ràng khi xem xét các chi tiết.

Máy bay được làm từ vật liệu nhẹ, chẳng hạn như nhôm. Nếu so sánh khối lượng của một chiếc máy bay với khối lượng của một tòa nhà chọc trời cao hơn 400 mét và được xây dựng từ thép và bê tông, thì có lẽ tòa nhà sẽ không bị lật.

Các tòa tháp có khối lượng gấp hơn 1.000 lần khối lượng của máy bay và được thiết kế để chống lại tải trọng gió ổn định gấp hơn 30 lần trọng lượng của máy bay.

Điều đó nói lên rằng, chiếc máy bay đã đánh bật vật liệu chống cháy bên trong các tòa tháp, vốn được phủ trên các cột thép và các giàn thép. Việc thiếu lớp chống cháy khiến thép không được bảo vệ.

Do đó, cú va chạm cũng làm hư hỏng kết cấu của các cột thép chống đỡ. Khi một vài cột bị hư hỏng, tải trọng mà chúng vốn phải chịu sẽ được chuyển sang các cột khác. Đây là lý do tại sao cả hai tòa tháp đều chịu được các tác động ban đầu và không sụp đổ ngay lập tức.

Sự sụp đổ từ từ

Sự thật này cũng tạo ra một trong những thuyết âm mưu phổ biến nhất xung quanh vụ 11/9: rằng một quả bom hoặc chất nổ phải được kích nổ ở đâu đó trong các tòa nhà.

Những giả thuyết này được phát triển từ các đoạn phim cho thấy các tòa tháp nhanh chóng sụp đổ một thời gian sau khi va chạm, tương tự như một vụ phá hủy có kiểm soát. Nhưng điều này là có thể xảy ra dù không có thuốc nổ.

Nguyên nhân chính là do lửa đã gây ra điều này. Và đám cháy này được cho là xuất phát từ việc đốt nhiên liệu máy bay còn sót lại.

Theo báo cáo của FEMA, hỏa hoạn bên trong các tòa nhà đã gây ra hiện tượng giãn nở nhiệt của các tầng theo chiều ngang và hướng ra ngoài, đẩy các cột thép cứng lệch ra khỏi quỹ đạo nhưng vẫn chống được đợt sụp đổ tiếp theo.

Với việc các cột chống chuyển động, không có chỗ nào khác để sàn bê tông có thể mở rộng. Điều này dẫn đến sự tích tụ áp lực ngày càng tăng, khiến sàn bị võng và vượt quá sức chịu đựng.

Việc sàn bị võng đã kéo các cột chống vào bên trong, dẫn đến việc chúng bị vênh và các tầng sụp đổ. Việc các tầng trên sụp đổ tạo áp lực lên các tầng dưới và tạo ra một phản ứng dây chuyền.

Lời giải thích này, được ghi lại trong các báo cáo chính thức, được các chuyên gia chấp nhận rộng rãi như nguyên nhân dẫn đến sự sụp đổ của tòa tháp đôi. Người ta hiểu rằng Tháp Nam sụp đổ sớm hơn vì nó chịu nhiều thiệt hại hơn từ cú va chạm ban đầu của máy bay, đồng thời cũng làm bong tróc nhiều vật liệu chống cháy hơn.

Trong khi có các giả thuyết khác nhau về cách thức bắt đầu sự sụp đổ dần dần của Tòa nhà 7 gần đó, có sự đồng thuận giữa các nhà điều tra rằng lửa là nguyên nhân chính dẫn đến sự sụp đổ 7 giờ sau đó.

Cả hai báo cáo chính thức đều đưa ra một loạt các khuyến nghị về an toàn cháy nổ cho các tòa nhà cao tầng khác, bao gồm cải thiện khả năng sơ tán và ứng phó khẩn cấp. Năm 2007, Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia cũng đã xuất bản một hướng dẫn thực hành tốt nhất khuyến nghị các giải pháp giảm thiểu rủi ro cho sự sụp đổ tiến triển.

Điều này có ý nghĩa gì đối với các tòa nhà cao tầng?

Trước ngày 11/9, các kỹ sư không hiểu rõ sự sụp đổ dây chuyền. Thảm họa nêu bật tầm quan trọng của việc có “cái nhìn toàn cầu” về an toàn cháy nổ cho một tòa nhà, trái ngược với việc tập trung vào các yếu tố riêng lẻ.

Kể từ đó, đã có những thay đổi đối với các quy tắc và tiêu chuẩn xây dựng nhằm cải thiện tính năng kết cấu của các tòa nhà có cháy, cũng như các cơ hội để thoát hiểm (chẳng hạn như các yêu cầu bổ sung về cầu thang bộ).

Đồng thời, sự sụp đổ của tòa tháp đôi đã cho thấy sự nguy hiểm rất thực tế của hỏa hoạn tại các tòa nhà cao tầng. Trong những thập kỷ kể từ khi Trung tâm Thương mại Thế giới được thiết kế, các tòa nhà ngày càng trở nên cao hơn và phức tạp hơn, khi xã hội yêu cầu nhà ở bền vững và tiết kiệm chi phí ở các thành phố lớn.

Khoảng 86 trong số 100 tòa nhà cao nhất thế giới hiện tại được xây dựng sau ngày 11/9. Điều này xảy ra đồng thời với sự gia tăng đáng kể các vụ cháy mặt tiền tòa nhà trên toàn cầu, điều đã tăng gấp bảy lần trong ba thập kỷ qua.

Sự gia tăng này một phần có thể là do việc sử dụng rộng rãi tấm ốp dễ cháy. Nó được tiếp thị như một vật liệu sáng tạo, tiết kiệm chi phí và bền vững, nhưng nó đã cho thấy những thiếu sót đáng kể về mặt an toàn cháy nổ, như đã chứng kiến ​​trong Thảm họa Grenfell năm 2017 ở Anh.

Đám cháy Grenfell là bằng chứng chứng minh an toàn cháy nổ trong các tòa nhà cao tầng vẫn còn là một vấn đề. Và khi các cấu trúc ngày càng cao hơn và phức tạp hơn, với các thiết kế và vật liệu mới và sáng tạo, các câu hỏi xung quanh vấn đề an toàn cháy nổ sẽ trở nên khó trả lời hơn.

Các sự kiện của ngày 11/9 có thể là một thử thách khó lường trước, nhưng những đám cháy dẫn đến sự sụp đổ của các tòa tháp có thể đã được chuẩn bị tốt hơn.