GİRİŞ

Büyük şehirlerin mimarisi içinde simgesel anlamda pek çok anıtsal yapıya tarih boyunca yer verilmiştir. Anıtsal amaçlı yapılar esas amaçları olan insanları etkilemek dışında çoğu zaman şehirdeki yaşamda rol almazlar; işlevsel olma kaygısı taşımadan sadece etkileyici bir görsellik için ve teknolojik üstünlüğün simgesi olarak inşa edilirler. Bu açıdan bakıldığında New York şehri anıtları oldukça farklı bir felsefeyle oluşturulmuş, Özgürlük Anıtı dışındaki anıtsal yapıların neredeyse tümü, günlük hayatın işlevselliğine katılarak şehir mimarisindeki anlamlarını perçinlemişlerdir. 

New York şehrinin bugünkü silüeti ve yerleşimi 19. yy.'dan başlamak üzere şekillendirilirken ilk yüksek yapıların inşa edilmeye başladığı yer Aşağı Manhattan bölgesi oldu. Avrupa'dan gelen ilk göç akını ile ortaya çıkan sosyal yapı göçmenlerle başlayan ve daha sonra kölelik, ticaret, gemi taşımacılığı ve üretimle gelişerek nihayet finans, sigortacılık ve emlakçılığa ulaşan bir değişim gösterdi. Endüstri çağı yaşanmaya başladığında arazinin sosyal değeri önemli ölçüde artmıştı. Zira tarım ekonomisinin önemli olduğu günlerde üretimin kaynağı toprak olduğu için binalara verilen önem azdı. Ancak ekonominin endüstriyle beslenmesi modern şehirleri ve yükselen binalarla artan yeni ekonomik değerleri yarattı. Bu da endüstri için kullanılabilir alan ihtiyacıyla doğan ve arazinin en verimli değerlendirilmesi düşüncesine götüren yapıların yavaş yavaş ortaya çıkması demekti. 1906 yılında 18 gökdelen gecikmeden yerini almıştı. 

İkiz kulelerin kökleri ABD'de demiryollarının gelişimine kadar uzanmaktadır. 19. yy. ortalarında demiryollarının dağılımıyla araziler binaya dönüşmeye başladı. 1889'da Eiffel Kulesi açıldığında New York'ta mütevazi gökdelenler başlamıştı. Bunlar, o günkü teknolojiyle kalın duvarlı, dolayısıyla kullanılabilir alanı az, kira değeri düşük yapılardı. Aynı yıllarda Avrupa'da ise demiryolu köprüleri inşaatları yapı mühendisliğindeki ilerlemelerle paralel gitmekteydi. 

Bradford L. Gilbert Manhattan'da bir yapının karkasını çelik olarak tasarlayan ilk mimardı. 13 katlı Tower Building o zaman şehrin en yüksek binasıydı ve standart kalın duvarlı yapılara göre daha büyük kullanım alanı sağlamıştı. Halkın binanın rüzgardan devrileceğini düşündüğünü öğrenen mimar, kendi ofisini en üst kata taşımıştı. Bir fırtına sonrasında binanın yıkıntılarını haber yapmak için gelen gazeteciler, bir tuğlanın bile yerinden oynamadığını gördüler. Böylece ofis binaları için çelik karkasın önemli bir avantaj sağlayacağı inancı yaygınlık kazandı ve 20. yy. başında yeni gökdelenlerden onlarcası yapılmış oldu. 

YÜKSEK YAPILAR VE TERÖR

New York'taki gökdelenlerin oluşum süreci içinde terör hiç yaşanmamış bir olay değildi. Tower Building'in açılışından birkaç ay sonra demiryolcu ve emlak kralı Russell Sage'in ofisine giren bir kişi para meselesi yüzünden elindeki bombayı patlattı. Aynı yıl bina gönüllü olarak sahipleri tarafından yıktırıldı ve yerine 1893'te Empire Building inşa edildi. J.P. Morgan'ın U.S. Steel Corporation'ı bu binaya yerleşti. 

1908 yılında inşaatı tamamlanan ve sadece bir yıl için dünyanın en yüksek binası ünvanını alan Singer Building yerini 1968'de İkiz Kulelerle beraber yıkılan One Liberty Plaza'nın inşaatına bırakırken dünyanın yıkılan en yüksek binası ünvanını da almıştı. 

1913'te inşa edilen 60 katlı Woolworth Building 20 yıl boyunca en yüksek bina oldu. 4 Temmuz 1914'te şenlikler sırasında bir binada gizlice bomba hazırlayan dört kişi kendini parçaladı. Bomba, Standard Oil ve Chase National Bank'ın en büyük ortağı Rockfeller için idi. Daha sonra Rockfeller'ın torunları David (Chase Manhattan Bank'ın Yönetim Kurulu Başkanı) ve Nelson (New York State Valisi) ikiz kulelerin doğuşunda etkin rol aldılar. 

En değerli Aşağı Manhattan arsalarından birinde inşa edilen Morgan Bank dört katlıydı ve o da terörden payını alarak bombalandı. 40 katı aşan Equitable Building, üzerine kurulduğu arsanın 30 katına varan kullanılabilir alan oluşturdu ve birçok protestolara sebep oldu. Bunun gibi daha birçok binanın yapılacağı ihtimali 1916'da ilk onaylanmış yapı formları ve arazi kullanımı ile ilgili yönetmelikleri getirdi. Yeni kodlar binaların kademeli inşa edilmesini teşvik etti. Güneş ışığından faydalanmayı sağlamakla birlikte bu düzenlemeler giderek artan ve daha yüksek, birbirine yakın gökdelenlerin inşaasına neden oldu. Sonuçta yükseklik, kütle ve kullanılabilir alan için oluşturulan formüller Equitable ikizlerinden sonra World Trade Center ikizlerini yarattı. 

Yapı sistemindeki bir başka değişiklik de transparan duvarların kullanımı oldu. 1956'da inşa edilen 60 katlı One Chase Plaza finans bölgesindeki çelik ve camı kullanan ilk yüksek ofis binası idi. 1961'de yeni yönetmelikler yeni yerleşim anlayışları getirdi ve gökdelenler plazalara oturtuldu. World Trade Center'ın ikiz kuleleri tamamlandığında 1950'lerin ruhu ile oluşturulan büyük şehircilik projeleri de yavaşlamıştı. 

World Trade Center'ın ikiz kulelerinden biri Şubat 1993'te otoparka yerleştirilen bomba ile oldukça önemli hasar gördü. Çok sayıda yaralı ve ölümle sonuçlanan eylem sonrasında binanın onarımı 700 milyon USD harcama yapılmıştı.

İKİZ KULELERİN TASARIMI

İkiz kulelerin mimarı Yamasaki, araziden maksimum faydalanmak ve aynı zamanda binaya değer kazandırmak için eski gökdelen tipini bırakıp kare biçimli tüp kafes şeklinde bir yapı türüne gitmek gerektiğini düşünüyordu. Böylece, neredeyse sınırsız yükseklikte ve içeride kolonu olmayan yapılar oluşturulabilirdi. Bu yaklaşım ışığında planlanan ikiz kuleler, New York'ta 1962 yılında inşaat kararı alınan ve yedi binadan (47 katlı bir ofis binası, 9 katlı iki ofis binası, 8 katlı ABD Gümrük ofisi, 22 katlı bir otel) oluşan bir kompleksin içinde yer almaktaydı. Kompleksin sahibi Port Authority of New York and New Jersey idi. Her kule yaklaşık 1.200.000 m2 ofis alanına yerleşen 1200 firmayı ve organizasyonu barındırıyordu. Tahminen 50.000 kişinin çalıştığı kulelerin günde ortalama 90.000 turist ve işadamı ziyaretçisi vardı. İnşaatları 1973 yılında 1.25 milyar USD maliyetle tamamlandığında dünyanın en yüksek binaları olma ünvanını taşıyorlardı. Kuleler 110 katlı, yükseklikleri 417 m ve 415m, oturma alanı da herbiri için yaklaşık 4.300 m2 idi. Kompleksin açılışı 4 Nisan 1973'te yapılmıştı. 

Kulelerin mimarı, Emery, Roth & Sons mimarlık firması ile birlikte çalışan Minouri Yamasaki ve mühendisleri Skilling, Helle, Christiansen, Robertson'dan John Skilling ve Leslie Robertson'du. İkiz kule fikri Chicago binaları arasında yaygın olarak görülen ve Mies van der Rohe tarafından başlatılan ikiz mimari uygulamalarından yola çıkılarak ortaya atılmıştı. 

Tasarımcı grup daha önce Skidmore, Owings & Merril firmasından yüksek bina tasarımlarıyla ünlü Fazlur Khan ve Myron Goldsmith'in Chicago'da bir apartmanda kullandıkları, Leslie Robertson ve Yamasaki'nin de daha sonra Seattle'daki IBM binasında kullandığı yapısal sistemden hareketle, olağanüstü yüksekliklerine rağmen oldukça hafif ve ekonomik yapılar gerçekleştirilmesine imkan veren 'rijit tüp' sistemini ikiz çelik kuleler için geliştirdiler. Sözkonusu sistemin dünyanın en yüksek binasına uygulanması, yapısal güvenlik yanında hafif ve ekonomik olma eğiliminin önemli bir kriter olduğu o dönemde çok çarpıcı bir ilerlemeydi. 

Tüp'ü oluşturan ve bina çevresinde aralarında yaklaşık 56 cm kalacak şekilde yerleştirilen 48 cm enindeki kutu prefabrike çelik kolonlardan ve aralarındaki derin kirişlerden oluşan sistem, rüzgar yüklerine ve devrilme kuvvetlerine karşı dayanım için tasarlanmıştı. Bunun yanında, merkezi çekirdek sadece düşey yükleri almak ve asansör şaftlarını oluşturmak üzere tasarlanmıştı. Bu yapısal düzenlemeyle binaların içinde hiçbir kolona yer verilmemesi, kullanım alanını arttırmak yanında mimari olarak önemli bir esneklik sağlıyor, beton döşeme, çekirdekten tüpe uzanan çelik kafes kirişler üzerine oturuyordu. 

Kuleler, hiç duvar kullanılmamış olması, merkezi çekirdek yapısı ve asansör sistemi tasarımı ile mühendislik açısından bir öncü oldu. Yolcular Otis asansör grubu tarafından oluşturulan ekspres ve lokal asansörleri, 44. ve 78. katlarda oluşturulan lobilerde değiştirerek üst katlara çıktılar. Böylece asansörler tarafından işgal edilecek alan da yarı yarıya azaltılabilmişti.

Kulelerin Mimarı: Minouri Yamasaki

University of Washington'da mimarlık eğitimi alan Yamasaki 1934'te mezun olduktan sonra New York'a geldi. İkinci Dünya Savaşı sırasında askeri yapıların tasarımında çalıştı. Daha sonra Detroit'te kendi ofisini açtı. Seattle'da Pacific Science Center, IBM Building ve Rainer Tower binalarının mimari tasarımını yaptı. İkiz kulelerin mimarı olarak seçildiğinde uluslararası bir üne ulaşmıştı. 'A Life in Architecture' adlı eserinde World Trade Center kulelerinin dünya barışının bir anıtı olması isteğini dile getiriyordu. 

İkiz kulelerin mimarı Minouri Yamasaki yükseklik korkusu olan bir kişiydi. Kulelerin tasarım aşamasında da burada çalışanların pencerelerden diğer kulenin rüzgar etkisiyle deplasman yaptığını görerek yükseklik korkusu yaşamamaları için yapıların rijitleştirilmesini ve o günlerde geçerli olan yönetmeliklerde öngörülen koşullardan daha üst düzeyde koşullarla ve olağandışı yüklerden etkilenmeyecek bir performans için boyutlandırılmasını önermişti. Yamasaki'nin mimarlık ekibi ikiz kulelerin yer alacağı aşağı Manhattan'ın modeli üzerinde 100 değişik proje denediler. 

Kulelerin Mühendisi: Leslie Robertson

University of California Berkeley'den 1952 yılında mezun olan Leslie Robertson kariyeri boyunca yeniliklere yönelik çalışmalarıyla önemli yapıların tasarımına bizzat ve danışmanlık vererek katılmış, ayrıca bu yeniliklerin bazılarının patentlerini almıştır. Tasarladığı inşaa edilmekte veya inşaat hazırlığındaki 20 yüksek yapının boyları 114 m ile 417 m arasında değişmektedir. Ayrıca tasarımı tamamlanmış ancak inşa edilmeyen 570 m boyundaki bir gökdelen projesi de çalışmaları arasında yer almıştır. Bunun yanında İstanbul'da da İmar Plaza adı altında 420 m'lik bir yapının tasarımını yönetmiş ancak bu yapı inşa edilmemiştir. Leslie Robertson'un firması ve beraberinde çalıştığı ekip halihazırda dünyanın en yüksek binası ünvanını almış altı binadan üçünün tasarımını yapmıştır. World Trade Center'ın mühendislik tasarımındaki temel kararları Seattle'da yerleşik mühendislik firması Skilling, Helle, Christiansen, Robertson, Leslie Robertson'un danışmanlığında oluşturulmuştur. 

World Trade Center'ın tasarımında dünyada ilk sayılabilecek kapsamda bir çalışmayla planlanan binanın rüzgar altındaki davranışını ve atmosferin yeryüzüne yakın sınır tabakasındaki etkilerin tasarıma katılmasını ele almıştır. Bu çalışma sırasında kulelerin modellerini rüzgar tünelinde test ederek bina sakinlerinin şiddetli rüzgarlar sırasında algılayacakları hareketleri mekanik sönümlendiriciler kullanarak kısıtlama yoluna gitmiştir.

İKİZ KULELER NASIL ÇÖKTÜ?

Dünya Ticaret Merkezi'nin ikiz kuleleri uçakların saldırısından sonra bir saati geçen süreyle ayakta kalarak binlerce insanın hayatını kurtardı. Sona adım adım yaklaşılırken binaların yapısal bütünlüğü hiç bozulmadı; taşıyıcı elemanlarından parçalananlar olmasına rağmen tüm sistemin bir kısmı ayakta dururken bir kısmı çökmedi; üst katlar bütünden ayrılmadı. Ancak uçak yakıtının patlamasıyla çıkan yangında hiçbir binanın dayanamayacağı sıcaklıkla (800°C) dayanımını yitiren döşemeler ve kolonlarla tetiklenen göçme mekanizması kısa bir zaman aralığında, kuleleri binlerce ton ağırlığın açtığı kraterin içine gömerek beklenen sonu getirdi. Bina yıkımında uzman bir mühendisin ifadesine göre, ikiz kuleler parça parça yıkılmak istenseydi, yıkım ancak 2 yıl gibi bir sürede tamamlanabilirdi. 

Kulelere uçakların çarpması sırasında oluşan ilk hasar, uçakların saplanmasıyla kopan prefabrike kolonlar ve çarpma sırasında hasar gören olası çelik kafes çekirdek yapısıdır. Yangınlar ve patlamaların etkileri bir yana bırakıldığında, uçakların çarpmasıyla oluşan dinamik yüklerin ve binanın içinde kalan uçağın ağırlığının taşınmasında kulelerin tasarımının başarısı gözlenmektedir. Kulelerden biri birden fazla cephesinin hasar görmesine rağmen ters tarafta kalan taşıyıcıların yardımıyla, oluşan ek etkiler geçici olarak taşınabilmiştir. Bunu sağlayan önemli faktörlerden biri, prefabrike kolonlarla oluşturulan kulelerin tüp sisteminin, 100 yıllık periyot içinde, 240 km/h hızla esmesi olan bir fırtına göz önüne alınarak tasarlanması ve bu boyutta bir fırtınanın sistemde yaratacağı basınçtan oluşacak enerjiyi tüketebilecek yapıya sahip olmasıdır. Dolayısıyla intihar uçaklarının çarpmasıyla oluşan enerjinin büyük bir kısmı da tüp sistem tarafından yutularak kulelerin o anda çökmesi engellenmiş ve zaman kazanma şansı doğmuştur. 

Uçakların kulelere girdiği yüzeylerin kolonlarına bağlı birkaç katın döşemelerinin alt katların üzerine çökmüş olması ve uçağın zati ağırlığının, tüp ve çekirdek arasında bağlı sağlam katlarda ek etkiler oluşturarak tasarımda öngörülenin üzerinde yüklemeler oluşmasına neden olabileceği açıktır. Bu döşemeleri oluşturan beton kaplama ve bunu taşıyan 18 m'lik çelik makasların sadece düşey yükleri aktarmanın ötesinde tüp kolonlarının burkulma boyunu kontrol ettiği de unutulmamalıdır. Böylelikle çarpma anının ardından oluşan hasar dolayısıyla düşey yükler altında risk oluşturabilecek mekanizmalar oluşmuştur. 

Asansör ve merdiven boşluklarını çevreleyen çekirdeğin sadece düşey yükleri taşımak üzere tasarlanmış olduğu bilinmektedir. Bu çelik çekirdek koruyucu betonla kaplanmış olmasına rağmen yangın ilerledikçe bu kabuğun artık yangına karşı koruyamadığı çelik elemanların yaklaşık 800°C sıcaklıkta değişen elastik özellikleri ve dolayısıyla azalan yük taşıma kapasitesi döşemelerin çekirdek tarafından desteklenmesini de kritik hale getirmiştir. 

Koruyucu beton veya benzeri kaplamaların bu tür olağanüstü ve aşırı ısı üreten yangında ancak belli bir süre için ısının içerideki elemanlari etkilemesini önleyebileceği açıktır. Yangına karşı tasarımın temelinde de aslında belli bir süre kazanarak insanların binayı terketmelerini sağlamak yatmaktadır. Bu süre, normal yangınlarda çeşitli parametrelere bağlı olarak yarım saat ile iki saat civarındadır. 

Bu açıdan bir değerlendirme yapılırsa kulelerin bu çapta bir yangına karşı önlemlerinin yetersiz kalması ve yangın sırasında tasarımda öngörülen veya önlemi alınan seviyelerin üstüne çıkması sonucunda, ısıyla yönetilen ikinci göçme mekanizması da oluşmuş olmaktadır. Bu açıdan bakıldığında kuleler, sadece bir yangına maruz kalmadılar; uçakların çarpması ile parçalanan yapısal elemanlarına ve patlamayla oluşan olağanüstü yangına rağmen genellikle basit yangınlar için öngörülen bir saatlik süreyi rahatlıkla sağladılar. Bir kattaki taşıyıcı sistem, önceki çarpma hasarı ve sonraki yangınla taşıma kapasitesini yitirdiğinde aşağıya doğru göçerek çok büyük kuvvetleri tetikledi ve her göçen kat bu kuvvetleri daha da arttırarak katların ardışık olarak göçmesine sebep oldu. Kontrollu yıkım yapan uzmanlara göre, binada ilk göçme hareketi bir kere başladığında büyük bir potansiyel enerji ortaya çıkmakta ve bu enerji kinetik enerjiye dönüşerek binayı harekete geçirmektedir. Dolayısıyla binayı tamamen yıkmak için çok büyük bir dış enerjiye gereksinim olmamaktadır. Bu açıdan bakıldığında kulelere yapılan uçak saldırısının çok iyi planlandığı ve bir katın çökertilmesini hedef alan uçakların böylece bütün katların göçmesini tetiklediği düşünülebilir.

SONUÇ

Terörist uçakların saldırısının ardından ikiz kulelerin dramatik çöküşü hemen her ülkedeki mühendislik camiasını göçmeyle ilgili çeşitli yorumlar yapmaya yöneltti. Hem binlerce insan kaybıyla hem de kulelerin New York siluetinden yok oluşuyla yaşanan şok, bazı kişileri neredeyse süper gökdelenlerin çökme sürecini gözardı eden ve sadece yangına bağlayan, hiçbir koşulda çökmeyecek binalar yapılabilirmiş gibi bir düşünceye sevketmiştir. Oysa ki, ikiz kuleler olağanüstü koşullar altında bir saat civarında bir direniş göstererek kendilerinden beklenebilecek performansı fazlasıyla gerçekleştirmişler ve binlerce insanın hayatını kurtarmışlardır. Dünyanın hiçbir yerinde hiçbir bina, ikiz kulelerin maruz kaldığı olağanüstü koşullar altında ayakta kalacak şekilde ve bu çapta saldırı için tasarlanmamıştır. Ayrıca bugünkü mühendislik tasarımı felsefesinde her yapının tasarım yükleri altında dahi bir göçme riski vardır ve hiçbir yapı sıfır riskle tasarlanmaz. Bugün için yapılabilen gözlemler ışığında pek çok mühendis, kulelerin çökmesinin uçakların binalara çarpmasıyla parçalanan yapısal elemanlar ve patlamalarla oluşan olağandışı yangın sonucunda giderek zayıflayan yapısal sistem gibi etkilerin bir kombinasyonu olduğunu düşünmektedir. Gerçek durum teknik detaylarla uzmanların yerinde elde edeceği bulgularla ve sistematik bir yaklaşımla yapacakları incelemeler ve araştırmalar sonucunda açıklığa kavuşturulacaktır. İkiz kulelerin göçmesinin sonucunda mühendisler arasındaki tartışmalar yönetmeliklerin değiştirilmesinin gerekli olup olmadığı üzerine gelişmekte, bir yapının tasarımında kullanılması gereken etkilerin günümüzde yaygın olarak uygulanandan farkının gelecekte ne olacağı ve hangi risklerin mühendislik sorumluluğu dışında kontrol edilmesi gerektiği tartışılmaktadır.