O tubo

O projeto final do WTC foi um esforço de equipe, aproximando o trabalho de muitos arquitetos, engenheiros de estruturas e de gerenciamento. Guy Tozzoli, da Autoridade Portuária, selecionou a equipe final e gerenciou o projeto todo, além do processo de construção. O arquiteto encarregado do projeto, Minoru Yamasaki, surgiu com o conceito das torres gêmeas e do traçado básico para o restante do complexo. Os engenheiros de estrutura Leslie Robertson e John Skilling descobriram como fazer com que as torres se mantivessem estáveis.

O complexo final consistia em sete edifícios, dominados pelas torres gêmeas de 110 andares, com mais de 415 metros de altura acima da praça aberta. O projeto da torre monumental era inovador, ambicioso e aparentemente simples.

Na época da construção, a maioria dos novos arranha-céus era construída em torno de esqueletos de aço como se fossem grelhas. Neste tipo de projeto, a estrutura de sustentação era distribuída por todo o edifício. Perfis metálicos eram fixados de ponta a ponta, formando colunas verticais, e, no nível de cada andar, essas colunas verticais eram conectadas a vigas mestras horizontais. As colunas de sustentação eram todas internas, então a fachada do edifício não tinha que sustentar nada além de seu próprio peso. As paredes externas podiam ser como cortinas feitas apenas de vidro comum.

A equipe do WTC usou uma abordagem ligeiramente diferente. Eles decidiram construir longos "tubos", onde todas as colunas de sustentação ficariam ao redor da parte externa e na parte central do edifício. Essencialmente, cada torre era uma caixa dentro de uma caixa, unidas por suportes horizontais em cada andar.

A caixa externa media 63 m x 63 m e era feita de colunas de aço de 36 cm de largura, 59 delas em cada lado do edifício, com espaços de apenas 1 m de distância. Em cada andar acima do nível da praça, os espaços entre as colunas abrigavam janelas de 56 cm. Yamasaki, que tinha medo de altura, sentia que as pequenas janelas faziam com que o edifício parecesse mais seguro. As colunas eram cobertas com alumínio, dando às torres uma cor prata. A caixa interna no centro de cada torre media cerca de 41 m x 26 m. Suas 47 colunas de aço pesado rodeavam uma grande área aberta que abrigava os elevadores, as escadas e os toaletes.

As torres do World Trade Center tiveram um projeto inovador de estrutura tubular, com uma estrutura de fachada unida à estrutura central por treliças horizontais em cada andar

Este projeto teve duas grandes vantagens. A primeira delas é que deu ao edifício uma estabilidade extraordinária. Além de suportar parte da carga vertical (o peso do edifício), as colunas de aço extenas sustentavam todas as forças horizontais que agiam sobre a torre (a força do vento). Isto significava que a estrutura interna sustentava a maior parte das enormes cargas verticais.

A segunda vantagem era o desenho do tubo feito para grandes edificações. Com a estrutura de sustentação posicionada nas faces e no centro do edifício, não havia necessidade de se perderem espaços para colunas volumosas atravessando cada andar. Os clientes puderam configurar o espaço disponível de 3052,5 m² por andar, do jeito que queriam.

As colunas de sustentação verticais no centro do edifício desciam todas até o andar térreo, através da estrutura dos subsolos, para enormes sapatas metálicas abaixo do nível do solo. No projeto das sapatas metálicas, cada coluna de sustentação era apoiada diretamente sobre uma placa de ferro fundido, assentada sobre a grelha metálica de apoio. A grelha de apoio era basicamente uma pilha de vigas de aço horizontais, alinhadas lado a lado em duas ou mais camadas (ver diagrama abaixo). A grelha de apoio era apoiada em uma grossa camada de concreto despejada na sólida rocha encontrada em profundidade. Este formato de pirâmide distribuía o peso concentrado das colunas sobre uma ampla e sólida superfície. Com o aço no lugar, a estrutura toda foi coberta com concreto.

Projeto da sapata metálica

Próximo à base de cada torre, no nível da praça, as colunas de sustentação da fachada com espaços estreitos estavam apoiadas em "árvores de colunas". As árvores de colunas arqueadas distribuíam o peso das colunas com espaços estreitos sobre colunas mais grossas com espaços de aproximadamente 3 m de distância. Cada uma dessas colunas era apoiada em outras sapatas menores de fundação.

Novo formatoAlém de utilizar um projeto não convencional de estrutura, as Torres Gêmeas também foram um ponto de partida dos antigos edifícios de Nova York. A maioria dos arranha-céus da cidade tem um formato de "bolo de casamento", com seções mais largas na base diminuindo nas de acima. Isto deve-se parcialmente ao estilo arquitetônico prevalecente no início do século XX, mas também foi resultado da lei de zoneamento de Nova York. Para certificar que as paredes dos arranha-céus não bloqueassem toda a luz da rua, a cidade aprovou uma resolução em 1916 ditando que todos eles teriam o formato de pirâmide. Uma nova resolução em 1962 alterou o foco, regulamentando a altura geral em vez do formato. As novas resoluções ditavam um número máximo de andares, de acordo com o distrito onde fica o edifício e a área total do lote. Foi permitido à Autoridade Portuária construir as torres por que elas tinham um enorme lote de terra com uma grande praça de área aberta.