텔레비전 畵面과 세계무역센터 構造圖를 分析한 國內外 建築家들은 崩壞의 決定的 原因은 衝突이 아니라 火災에 脆弱한 鐵骨構造物의 强盜가 急激히 低下됐기 때문으로 보고 있다.

우리나라에서도 最近 50層級 鐵骨組 住商複合建物이 서울 康男과 보라매公園, 분당 一山 等 首都圈 新都市에 雨後竹筍 처럼 들어서고 있다.

서울 江南 도곡동에 建設된 대림아크로빌, 타워팰리스 等도 一部 코어部分은 鐵筋콘크리트이지만 나머지 大部分의 기둥과 洑가 鐵骨組이다. 또 롯데는 107層 짜리 超高層 호텔을 鐵骨組로 建設 中이다.

무너진 세계무역센터度 代表的 鐵骨構造物이다. 기둥과 報 그리고 바닥이 모두 쇠人 鐵骨構造는 地震 바람에는 잘 견디지만 熱에 弱한 게 欠이다.

경남대 이철호 敎授는 “鐵骨構造의 强度는 500℃에서는 折半, 800℃에서는 10分의 1로 떨어진다”고 말한다. 불이 나면 鐵骨構造物은 대장間의 쇠처럼 붉게 달궈져 흐물흐물해진다. 그 溫度가 大略 800℃이다.

戰友救助建築事務所 윤흠학 理事는 “國內 超高層 鐵骨建物은 火災나 가스 爆發에 對備해 불이 나도 3時間 동안은 버틸 수 있게 耐火被覆을 하고 있지만, 콘크리트 建物에 비해 大型 火災에 脆弱한 게 事實”이라고 말했다.

세계무역센터는 불이 나도 2∼3時間은 崩壞되지 않게 設計됐다. 待避할 時間的 餘裕를 주기 위해서이다. 이를 爲해 鐵骨構造物에 3㎜ 두께로 耐火用 蛭石 被覆을 입혔다.

하지만 보스턴을 離陸해 美國 西部都市로 各各 向하던 拉致 旅客機들은 數十t의 航空油를 채우고 있었다. 暴發한 航空油는 ‘미사일 效果’를 내 엄청난 火災가 일어났고, 鐵骨과 이음매는 빠른 速度로 녹아 내려 오래 견디지 못했다.

反面 엠파이어스테이트빌딩 같은 傳統的 鐵筋콘크리트建物은 콘크리트가 鐵筋을 에워싸고 있어 火災에 强하다. 성균관대 이동근 敎授는 “鐵筋콘크리트建物인 대연각호텔度 무너지지 않았고, 엠파이어스테이트빌딩度 1945年 안개로 길을 잃은 B25爆擊機가 79層을 들이받아 구멍이 뚫리고 불이 났지만 무너지지 않았다”고 말한다.

서울大 홍성걸 敎授는 “세계무역센터가 爆破解體工法 때처럼 무너졌기 때문에 爆彈이 터져 崩壞한 것으로 생각할 수 있겠지만, 衝突과 火災로 弱化된 中間層의 鐵骨組 기둥이 무너지면서 上部層의 建物 더미가 그 밑으로 떨어져 連鎖崩壞로 이어진 것으로 보인다”고 말했다.

삼풍백화점도 代表的인 連鎖崩壞의 事例. 맨 위層 바닥이 屋上의 共助施設 무게를 이기지 못하고 밑層으로 주저앉고, 그 落下 荷重이 다시 그 아래層을 무너뜨리면서 連鎖崩壞됐다.

洪 敎授는 “세계무역센터는 建物의 外壁에 1m 間隔으로 촘촘히 기둥을 박고 엘리베이터가 있는 코어部分 外에는 기둥이 없는 ‘튜브構造’여서 垂直 荷重에 弱했을 可能性도 있다”고 말했다. 튜브構造는 風壓, 地震 等 橫荷重에 剛하고, 事務室 有效面積을 넓힐 수 있어 超高層建物에 자주 利用되고 있다.

전봉수 戰友構造建築事務所長은 “鐵骨構造는 火災에 弱하고 바닥의 떨림현상이 甚하며, 斷熱과 經濟性이 鐵筋콘크리트 救助보다 떨어져, 요즘 建築界에서는 住居用 建物로 적합치 않다는 쪽으로 結論을 내리고 있다”고 말했다. 前 所長은 세계무역센터를 본떠 튜브式 鐵骨構造로 LG 雙둥이 빌딩을 設計한 바 있다.

<신동호동아사이언스기자>dongho@donga.com