Hohe Häuser nach dem 11. September

Der Angriff am 11. September 2001

Am 11.9.2001 fliegt die ganze Welt im Fernsehen mit. Flugzeuge mit vielen Menschen fliegen in die zwei Türme des World Trade Centers. Vorher kann sich fast niemand das vorstellen: Die zwei berühmten Häuser mit 110 Stockwerken fallen zusammen. Sie zerstören auch andere Häuser in der Nähe.

Aber die Ingenieure fragen auch andersherum. Die Flugzeuge sind sehr schnell, fast mit maximaler Geschwindigkeit. Sie reißen große Löcher in die Außenwand. Sie zerstören vieles im Inneren. Warum fallen die Häuser nicht sofort zusammen? Wie können die Türme noch kurze Zeit stehen bleiben? Das fragt Donald Dusenberry. Er ist beratender Ingenieur. Er war Präsident vom Institut für Bau-Ingenieure in den USA. Er schreibt das in der Zeitschrift Scientific American.

Warum fallen die Häuser nicht sofort zusammen?

In Wahrheit sind die zwei Türme nicht für diesen Schaden gebaut. Bei der Planung denken die Ingenieure nur an den schlimmsten Fall: Ein Flugzeug fliegt falsch und trifft aus Versehen einen Turm. Sie denken dann: Das Feuer ist nur auf einer Etage. Und die Sprinkler-Anlage gegen Feuer funktioniert gut.

Aber die Realität ist ganz anders. Viele wichtige Teile der Konstruktion sind sofort kaputt. Auf vielen Etagen gibt es gleichzeitig große Feuer. Die Sprinkler-Anlage ist kaputt. Trotzdem stehen die Häuser noch kurze Zeit. Der Grund ist: Die Konstruktion hat extra Wege für die Last.

Auf Fotos vor dem 11. September sieht man die Außenwand. Sie hat schmale Fenster. Daneben stehen viele Stahl-Säulen, sehr nah zusammen. Dazu kommen große Träger auf jeder Etage. Das ist ein dichtes Netz aus Stahl um das Haus.

Donald Dusenberry erklärt den Bau: Viel Schweißen passiert nicht auf der Baustelle. Teile mit drei Etagen Höhe und drei Säulen Breite kommen aus der Fabrik. Sie fahren nach Manhattan. Die Teile liegen nicht gerade übereinander, sondern versetzt. Das ist wie bei einem Puzzle. So ist das Haus stärker.

Die vier Seiten von jedem Haus bilden eine Röhre aus Stahl mit Fenstern. Dieses System trägt das Gewicht vom Haus und von allem im Haus nach unten zum Fundament. Die Wände sind wie riesige stehende Träger. Sie sind so breit und so hoch wie das Haus. Sie können sich seitlich bewegen und den Wind aushalten. Das Flugzeug zerstört Säulen und Träger in der Außenwand. Aber das Netz über dem Loch bildet dann waagerechte Träger über viele Etagen. Diese Träger gehen über das große Loch. Und die kaputte Wand hängt noch teilweise an der Konstruktion darüber.

Die vielen Teile nah zusammen geben viel Kraft. Die Wände gehen nur ein bisschen nach unten, sie brechen nicht sofort ganz. So stehen die Türme noch lange genug. Viele Menschen unter den getroffenen Etagen können rausgehen. Auch Menschen in Häusern in der Nähe können fliehen.

Zum Schluss macht das starke Feuer im Inneren die Böden schwach. Die Böden müssen die Außenwände halten. Jetzt beginnt der Zusammenbruch. Die Wände werden instabil und biegen sich. Der obere Teil vom Haus fällt als große Blöcke nach unten. Beim Fallen schlagen sie durch die unteren Etagen. Das ist wie eine Axt, die Holz spaltet.

Neben den zwei Türmen trifft ein anderes Flugzeug am 11. September das Pentagon. Aber wenige Menschen wissen das: Einige kaputte Bereiche stehen noch circa 20 Minuten, erst dann fallen sie zusammen. Das Pentagon hat fünf Etagen. Das Flugzeug zerstört die Konstruktion in der ersten Etage. Viele Säulen in dieser Etage sind weg, und einige Säulen darüber auch. Trotzdem steht das Haus noch lange genug. Alle Menschen in den drei Etagen darüber können das Haus verlassen.

Donald Dusenberry sagt: Das Pentagon hat einen Rahmen aus Stahl-Beton mit einem Boden-System in zwei Richtungen. Die Träger laufen in beiden Richtungen zwischen den Säulen. Das gibt extra Halt für das Gewicht. Wenn Säulen kaputt sind, geht der obere Teil nach unten. Aber das gekreuzte Träger-System ist wie ein Netz. Es hält den Bereich über dem Schaden.

Im Prinzip haben alle Beton-Säulen, auch im Pentagon, Stahl-Stangen innen. Stahl und Beton tragen zusammen das Gewicht. Die Beton-Säulen haben auch waagerechte Stahl-Stangen außen. Sie verstärken die senkrechten Stahl-Stangen. Und sie halten den Beton in der Mitte fest, damit er seine Form behält. In den 1940er Jahren, als man das Pentagon baut, ist das normal: Die waagerechten Stahl-Stangen sind wie eine Spirale. Sie gehen ohne Pause um die senkrechten Stangen, über die ganze Höhe von jeder Säule.

Donald Dusenberry sagt: "Diese Stahl-Anordnung macht die Säulen flexibel. Auch bei sehr starker Verformung brechen sie nicht plötzlich." Der Beton in der Mitte von vielen kaputten Säulen bleibt an seinem Platz. Er ist fest in Stahl-Rahmen eingeschlossen. Das gilt auch, wenn die Säulen gebogen sind wie eine Banane. Die Mitte geht bis zu drei Mal so weit nach außen wie der Durchmesser vom Stahl-Korb. Auch bei so großer Verformung tragen viele stark kaputte Säulen noch Last. So muss nur eine kleinere Boden-Fläche wie ein Netz den oberen Teil halten.

Wie die zwei Türme fällt ein Teil vom Pentagon zum Schluss doch zusammen. Der Grund ist die große Hitze vom starken Feuer. Sie macht wichtige Säulen und Träger noch schwächer. Aber der gefallene Teil ist viel kleiner als der ganze Bereich, den das Flugzeug zerstört hat.

Lektion für die Zukunft

Forscher vom Verband der Bau-Ingenieure in den USA schreiben in der Zeitschrift Civil Engineering: "Der 11. September zeigt: In Zukunft können Gefahren zusammen passieren. Das ist mehr, als die Regeln und Standards heute denken. Ingenieure und Architekten müssen sichere Häuser bauen. Die Häuser müssen stark sein und sich anpassen. Und sie müssen die Ziele für Sicherheit und Qualität in den Regeln erfüllen."