생활 속의 고체역학/ 세계 무역센터(911테러) 붕괴 원인 분석

소개

생활속의 고체역학이란 주제로 발표를 준비하기 위해
대우 건설 연구소 “세계무역센터 붕괴 원인 분석” 논문을 참고하여
파괴 원인을 분석하고
기계공학 계론(인터비젼) 교재에 나와있는 파괴 공식을 이용하여
무역센터가 붕괴되는 과정을 설명 하였습니다.

목차

1.무역센터의 개요
2.무역센터의 기본구조(설계구조)
3.무역센터의 파괴원인(세계무역센터 붕괴 원인 분석 논문 참고)
4.항공기의 폭파 에너지(기계공학 계론 교재 참고)
5.결론

본문내용

위치 : 미국 뉴욕시
용도 : 사무실, 호텔
층수 : 110층
높이 : 417M
공사비 : 1조 6천 억원
주 건축 재료 : 철골
준공년도 : 1972년
무역센터의 개요
I
가운데 기둥이 있고 기둥과 연결된 보가 외부에 촘촘히 배치되어 있음.
하나의 내부 기둥은 수직하중만 지지케 하여 기둥의 수를 줄여 내부 공간을 넓힘
외부에 형성된 보는 내부의 기둥과 함께 바람 및 지진과 같은 외력에 저항
횡력에 대하여 건물전체가 기둥과 같이 움직임
무역센터의 기본구조
II
골조 튜브
지표면 하부 21m 까지 기둥을 설치
보강봉
무역센터의 기본구조
II
*
6장 합성보. 마지막에 소개- 콘크리트와 강을 합친 보강봉
○ 강철로된튜브에외장재를입힌형태
○ 강철로된수직기둥과수평보가완벽하게맞물려
모든하중은 기둥으로모여건물지하의기초가
이를충분하게지탱
○ 초고층건물의가장큰`적`은수직으로작용하는
무게가아니라 수평으로가해지는바람과지진의진동
○ 건물중심에직경1m굵기의강철기둥을설치
무역센터의 기본구조
II
여객기 충돌
충돌 층 파괴, 제트연료폭발
상부 층낙하하중에의한
하층부 도미노식붕괴
내부 기둥 파괴
상부 층에 의해 수직하중 발생
무역센터의 파괴 원인
III
항공기의 운동 에너지
최대 적재 하중 : 350,000lb( 160000kg )
충돌 속도 : 400MPH( 640 km/h)
TNT화약 540kg의 폭발력(축구 경기장 ½을 파괴 시킬 정도의 힘)
참고자료 : 기계공학개론(인터비젼)
항공기의 에너지
V
항공기 연료의 폭발 열 에너지
항공기의 초대 연료량 : 90,000L
연료의 밀도 : 840 kg/m
연료의 발열량 : 43 MJ/kg
발출열량=질량*발열량
항공기의 운동 에너지 : 2540MJ
연료의 폭발 열 에너지 : 3250000MJ
항공기의 에너지
V
무역센터의 각 층에 있는 강철의 무게 : 2백만 kg
강철의 비열 :
강철의 초기 온도를 25도씨로 가정
650도씨 에 강철의 지지율이 급격히 낮아짐
3250000MJ의 열 발생
항공기의 파괴 에너지
V
무역센터의 파괴 층수 예측
5~6층 파괴
충돌된 층의 강철 및 기둥이 손상
기둥은 전단 응력에 강하게 설계되어 수직하중에 약함
윗층 아래층으로 떨어지게 되면서 연속적 붕괴 발생
항공기의 에너지
V
○ 기계공학 시간에 학습한 물체의 운동,열에너지에 대한 자료를 토대로 항공기의 충돌 에너지를 설명.
○ 충돌시 무역센터가 받은 에너지에 대한 이론은 교제를 참고 하여 설명.
○ 전공시간에 배운 역학 에너지를 실생활에 적용 해봄으로써 물체 사이에 작용하는 힘과 운동관계를 파악 할수 있었음.

참고자료

· “세계무역센터 붕괴 원인 분석” 논문
· 기계공학 계론(인터비젼)