,,Analiza katastrofy Twin Towers kompleksu World Trade Center z wykorzystaniem metod numerycznych oraz komputerowych symulacji zniszczenia konstrukcji”
Autor:
Krzysztof Skrzypiec
Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego Politechniki Wrocławskiej
Mentor:
dr inż. Rajmund Ignatowicz
O projekcie:
Celem pracy było zdobycie wiedzy w tematyce współczesnych metod komputerowych badających przyczyny, skutki i mechanizmy towarzyszące zniszczeniu konstrukcji budynków. Praca obejmuje także studium dotyczące katastrofy wieżowców kompleksu World Trade Center, wraz z wieloetapową analizą numeryczną zniszczenia Wieży Północnej.
Praca składa się z trzech głównych sekcji nazwanych kolejno: część studialna, część obliczeniowa oraz podsumowanie. W ramach części studialnej dokonano szerokiej analizy dotyczącej zagadnień związanych z tematyką katastrof budowlanych, charakterystyki obciążeń wyjątkowych oraz współczesnych numerycznych metod obliczeniowych. Ponadto szczegółowo opisano konstrukcję Twin Towers i przedstawiono mechanizmy zniszczenia wieżowców, od momentu uderzenia samolotu, aż do całkowitej sekwencyjnej katastrofy.
W części obliczeniowej wykonano szczegółowe obliczenia katastrofy Wieży Północnej. Na podstawie informacji zgromadzonych w części studialnej oraz dokumentów otrzymanych od National Institute of Standards and Technology, zbudowano globalny model numeryczny będący podstawą do dalszych obliczeń. Wykonano dynamiczną analizę uderzenia samolotu, zbadano wpływ uszkodzeń spowodowanych uderzeniem na zachowanie konstrukcji, określono pracę ustroju nośnego w warunkach pożarowych i przeprowadzono obliczenia katastrofy postępującej prowadzącej do całkowitego zniszczenia Wieży Północnej.
W oparciu o zebrane informacje oraz przeprowadzone analizy, opracowano podsumowanie najistotniejszych aspektów pracy dyplomowej. Opisano najważniejsze wnioski oraz prawdopodobną sekwencję zniszczenia wieżowców kompleksu WTC. W podsumowaniu zawarto zalecenia dotyczące zmian i wzmocnień konstrukcji Wieży Północnej, które zredukowałyby prawdopodobieństwo pełnoskalowej katastrofy budynku.
Ponadto, w ramach pracy udano się do Nowego Jorku w celu wizyty w muzeum 9/11. Zdobytą wiedze oraz wykonaną dokumentację zdjęciową wykorzystano do weryfikacji analiz i zawarto w niniejszej pracy w postaci załącznika. Dodatkowo przeprowadzono rozmowę z Panią Myrna R. Weinstein, ocalałą z katastrofy 11 września. Informacje przedstawione przez Panią Weinstein opisano na końcu załącznika zdjęciowego i wykorzystano jako wytyczne w wykonanych obliczeniach.
Co było największym wyzwaniem inżynierskim?
Największym wyzwaniem podczas realizacji pracy było przeprowadzenie wieloetapowej, możliwie jak najbliższej rzeczywistości, analizy numerycznej zniszczenia Wieży Północnej kompleksu World Trade Center. Skala wyzwania polegała na uwzględnieniu złożonych procesów dynamicznych umożliwiających przedstawienie mechanizmów zniszczenia konstrukcji wieżowców, co wymagało zebrania ogromnej liczby danych oraz znacznego poszerzenia wiedzy w obszarach dotyczących współczesnych narzędzi numerycznych, metod symulacyjnych oraz sposobów badań katastrof budowlanych. Zdobyta wiedza oraz wnioski zawarte w pracy pozwalają lepiej zrozumieć zachowanie budynków w warunkach ekstremalnych, co znacząco podnosi świadomość inżynierską w procesie projektowania konstrukcji.
O autorze:
Krzysztof Skrzypiec, absolwent Wydziału Budownictwa Lądowego i Wodnego Politechniki Wrocławskiej. W 2024 roku ukończył studia magisterskie z oceną celującą jako laureat konkursu na najlepszego absolwenta oraz autor najlepszej pracy dyplomowej WBLiW. Wielokrotnie nagradzany stypendium rektora za wysokie wyniki naukowe. Autor wykładu przeprowadzonego dla oddziału Polskiej Akademii Nauk we Wrocławiu na temat wykorzystania metod numerycznych i symulacji komputerowych w procesie analiz katastrof budowlanych. Posiada 5 letnie doświadczenie w projektowaniu oraz wykonawstwie konstrukcji budowlanych. Obecnie pracuje w GSBK Biurze Konstrukcyjnym, gdzie zajmuje się przeprowadzaniem analiz statyczno-wytrzymałościowych oraz kierowaniem projektami. Współautor rozwiązań konstrukcyjnych oraz analiz obliczeniowych dla licznych inwestycji budowlanych w tym m.in. Rozbudowa i Modernizacja Zakładu Unieszkodliwiania Stałych Odpadów Komunalnych w Warszawie. Zawodowo interesuje się komputerowymi metodami obliczeniowymi wykorzystywanymi w inżynierii oraz zagadnieniami z tematyki obciążeń wyjątkowych i katastrof postępujących. Prywatnie zafascynowany naukami ścisłymi, geopolityką oraz muzyką. W wolnym czasie amatorsko gra w tenisa ziemnego.
