세계 무역 센터의 쌍둥이 빌딩은 2001년 9월 11일 알카에다의 사주를 받은 항공기 납치범이 점보 제트기를 빌딩에 충돌시켜 붕괴되었다. 이 사망자에는 빌딩 및 지상에 있던 사람을 포함한 수치로 민간인 2,192명, 경찰관 71명, 소방관 343명이다. 비행기에 타고 있던 승객 147명과 하이재커 10명도 사망했다.

공격 직후 미국토목학회 구조공학연구소(SEI/ASCE)와 미국 연방재난관리청(FEMA)의 엔지니어링 전문가로 구성된 빌딩 성능 연구팀(BPS)이 꾸려졌다. 2002년 5월 BPS의 보고서는 항공기의 직접적인 충돌이 "국지적인 붕괴를 포함한 광범위한 구조적 손상"을 일으켰고, 이후 일어난 화재가 "철골 구조의 강성을 약화시켜 붕괴시켰다"라고 결론내렸다. 이 외에 참사에 대한 자세한 공학 연구를 위한 권고 사항도 같이 들어가 있었다.

이후 BPS 팀은 외부 엔지니어링 자문기관인 미국 국립표준기술연구소(NIST)와 함께 공동 세부조사에 들어갔다. 이 조사는 2005년 9월에 완료했다. NIST 연구진들은 세계 무역 센터의 부실시공과 같은 설계 미달에 관해서는 찾을 수 없었으나 테러의 정도와 파괴의 심각성이 과거 미국 도시에서 겪은 그 어떤 것보다 가장 큰 것이여서 제대로 대처하지 못했다고 언급했다. 이 조사팀은 세계 무역 센터 내 발생한 화재에 주목하고 처진 바닥이 외부 기둥을 안쪽으로 잡아당김을 발견했다. "이렇게 외부 기둥이 안쪽으로 휘어지면서 1 세계 무역 센터(북쪽 타워)의 남쪽 면과 2 세계 무역 센터(남쪽 타워)의 동쪽 면이 처음 붕괴되었고, 이후 빌딩 전체가 붕괴되었다"라고 언급했다.

세계 무역 센터 붕괴 이후 그라운드 제로에 남은 잔해 청소와 복구를 위해 수많은 노동자와 하청업체와 계약하며 수억 달러의 비용이 들었다. 2015년 12월 기준 원 월드 트레이드 센터, 포 월드 트레이드 센터, 7 월드 트레이드 센터가 완공되었다.

## 건축 디자인
세계 무역 센터의 쌍둥이 빌딩은 내부에 지지벽이나 지지기둥 없는 넓은 공간을 확보할 수 있는 "튜브형 구조"로 지어졌다. 서로 가까이 있는 수많은 외부 둘레 기둥이 구조 하중 대부분을 지지하고, 코어에 있는 강철 기둥이 무게를 지지하며 보조한다. 10층 이상 층에서 빌딩 각 면 외부 기둥은 59개이고 내부 코어의 기둥은 47개이다. 모든 엘리베이터와 계단은 코어에 있으며, 조립식 트러스 기둥으로 이어진 바닥으로 코어와 외부 기둥 사이에는 기둥이 없었다.

바닥은 세로로 긴 홈이 있는 강철 위에 10cm 두께 경량 콘크리트판이 얹혀져 있는 형태였다. 메인 트러스와 경량 보조 트러스가 한데 모인 계통이 복합적인 작용으로 콘크리트 판으로 이루어진 판을 지탱했다. 이 트러스는 다른 기둥의 경계와 이어지고, 중앙에는 대략 2.03 m를 차지했다. 트러스 꼭대기에는 바깥쪽 스펜드렐과 용접과 볼트로 단단히 연결되어 있고, 안쪽에서는 코어 기둥과 용접되어 있었다. 바닥은 점탄성 댐퍼로 주변 스펜드렐 판과 연결되어 있어 안에 있는 사람이 위아래로 흔들리는 것을 잘 못느끼도록 하였다.

빌딩 꼭대기인 107층에 위치해 있던 햇 트러스는 각 건물 꼭대기에 서 있던 통신용 안테나를 지지하도록 설계했다. 세계 무역 센터에서는 1WTC(북쪽 타워)에만 1978년 실제로 안테나를 장착했다.

### 항공기 충돌이 미치는 안전 우려
세계 무역 센터 설계에 참여한 엔지니어들은 항공기가 건물에 충돌할 가능성을 고려했다. 1945년 7월 안개 속에 길을 잃은 B-25 미첼 폭격기가 엠파이어 스테이트 빌딩에 충돌하여 14명이 사망한 사건이 발생했다. 그 다음해에는 C-45F 익스페디터가

NIST에서는 3페이지가량의 백서에서 보잉 707를 포함한 다양한 비행기가 970km/h로 충돌했을 때의 영향에 대해 분석한 내용을 발견했지만, 1,200페이지가량의 빌딩 구조분석에 대한 보고서의 일부분에 끼어 있던 이 분석은 북쪽 타워가 붕괴될 때 항만공사 사무실이 파괴되면서 잃어버렸다. 이 문서의 사본은 7 세계 무역 센터 빌딩이 붕괴되면서 잃어버렸다.

### 내화 설계
1970년 4월, 뉴욕시 대기자원부에서 세계 무역 센터를 건설하는데 사용하는 절연재로 석면을 사용하지 말라고 요구했다.

## 2001년 9월 11일

### 항공기 충돌
2001년 9월 11일, 알카에다의 사주를 받은 항공기 테러범이 이른 아침 로건 국제공항에서 이륙하여 로스앤젤레스 공항으로 착륙할 예정인 보잉 767 비행편 2기를 하이재킹했다. 결국 납치당한 아메리칸 항공 11편은 맨해튼 남쪽을 향해가다 오전 8시 46분 710km/h의 속도로 북쪽 타워 북쪽 면 93층~99층 사이에 충돌했다.

### 화재
경량 구조와 구조 자체의 넓은 빈공간으로 인해 제트 연료가 빌딩 내부 구석구석으로 퍼졌고, 이로 인해 바닥 곳곳의 광범위한 부위에 화재가 발생했다. 비행기에서 나온 연료 대부분은 수분 내에 전부 다 증발했지만, 건물 안의 여러 잡기들은 이후로도 계속 불붙으며 화재가 일어났다.

### 남쪽 타워 붕괴
화재가 계속되면서, 남쪽 타워의 윗층에 갇힌 사람들이 911 전화를 통해 빌딩 내부 상황을 전했다. 오전 9시 37분, 남쪽 타워 105층에 갇힌 사람들이 구십 몇층의 바닥이 무너졌다고 말했다. 이에 경고를 내려 NYPD는 경찰관에게 대피령을 내렸다. 비상령이 내리는 도중에 NYPD, 뉴욕 소방국 (FDNY), 911 긴급전화 연락망 사이에서는 최소한의 연락조차 없어서 NYPD의 대피령을 듣지 못했다. 항공기가 충돌한 지 56분 후인 오전 9시 59분에는 남쪽 타워가 붕괴했다.

### 북쪽 타워 붕괴
남쪽 타워가 붕괴한 이후, NYPD 헬기는 북쪽 타워의 상태가 점점 약화되고 있다는 보고를 보낸다. 오전 10시 20분, NYPD 헬기가 "타워 꼭대기가 천천히 기울고 있다"라는 보고를 보냈고, 몇 분 후 북쪽 타워가 "남서쪽 코너에서 남쪽으로 타워가 기울어지고 있다"라는 보고를 보냈다. 오전 10시 28분, 헬기가 "지붕이 천천히 주저앉고 있다"라고 말했다.

남쪽 타워가 붕괴한 이후 FDNY 지휘관은 소방관들에게 북쪽 타워 대피령을 내렸다. 라디오 송신 문제로 인해 타워 안에 있던 소방관 대부분이 대피령을 듣지 못했고, 대부분은 남쪽 타워가 붕괴된 사실조차 모르고 있었다. 붕괴 이후 발생한 먼지는 약 4.72km나 떨어진 엠파이어 스테이트 빌딩까지 퍼졌다.

### 7 세계 무역 센터 붕괴
북쪽 타워가 붕괴되면서 떨어진 잔해가 7 세계 무역 센터에 정면으로 맞으면서 빌딩 남쪽 측면이 심하게 손상되었고 이 빌딩에는 스프링클러 설비가 설치되어 있었으나 수많은 단일점 취약점으로 인해 작동하지 않았다. 예를 들어, 스프링클러는 완전 자동식 설비가 아니였고 전기 소방 펌프는 수동으로 시작해야 했다. 또한, 바닥 레벨 컨트롤 장비는 스프링클러 물펌프와 하나의 관으로만 연결되어 있었다. 그리고, 스프링클러의 소방 펌프를 작동시키기 위해서는 외부에서 전원을 공급하는 전기 설비를 작동시켜야 했다. 거기에 수압 또한 낮아서 스프링클러까지 물이 가지 못하기도 했다.

몇몇 소방관들은 7 세계 무역 센터 빌딩을 수색하기 위해 건물 내부로 진입했다. 이 소방관은 작은 화재를 진압하러 시도하나 수압이 낮아서 불이 꺼지지 않았다. 7 세계 무역 센터 붕괴로 인한 사상자는 없었다.

7 세계 무역 센터가 붕괴하면서 30 웨스트 브로드웨이 근처 맨해튼 커뮤니티 자치구 대학교에 있는 피트먼 홀 빌딩이 파편에 맞아 심각한 손상을 입고 건물 내부가 심하게 오염되었다. 2007년 8월 피트먼 홀 빌딩은 해체되었다.

7 세계 무역 센터 건물 내에는 미국 증권거래위원회(SEC)가 입주해 있었고, 월스트리트 및 기타 연방 수사 파일이 이곳에 보관되어 있었다. 대략 3천~4천건에 달하는 SES 문건이 파괴되었다. 특히, 씨티그룹과 월드콤 스캔들 간의 연결을 파해친 파일을 잃어버렸다.

### 쌍둥이 빌딩 붕괴의 매커니즘
두 건물은 빌딩 꼭대기가 살짝 기울고 측면부터 무너지기 시작했지만 붕괴할 때에는 일자 방향으로 똑바로 붕괴되었다. 두 경우 모두 항공기 충돌로 파괴된 부분이 파괴되어 충돌 지역 아래 멀쩡한 부분으로 내려앉아 낙하했다. 건물이 붕괴되며 윗층의 공기가 아랫쪽으로 몰리면서 파괴되는 곳 수 층 아래에서 먼지와 부스러기가 건물 밖으로 분출하는 것을 볼 수 있었다. 북쪽 타워는 붕괴 11초 후 외벽 조각이 지상에 도달했고, 남쪽 타워는 붕괴 9초 후 외벽 조각이 지상으로 떨어졌다. 양 빌딩 모두 저층부의 코어는 그대로 남아 있다가 붕괴 25초 후에야 이들도 붕괴되었다.

이 빌딩은 거대한 구조물 부하를 견디도록 설계했지만 붕괴가 시작할 때 윗층의 무게를 견디지 못하고 그냥 내려앉았다. 구조물에서 정적 부하와 동적 부하는 서로 매우 다른 반응을 보이고, 하강하는 구조물은 적어도 1개층 3m 정도를 자유낙하하므로 한번 붕괴가 시작되면 아랫층 구조는 이를 막을 수 없다. 사실, 50cm 정도만 자유낙하를 했어도 붕괴가 시작될 때 방출하는 에너지를 아랫층에서 흡수하여 멈출 수 있었을 것이다.

#### 붕괴 시작
비행기가 건물에 충돌하고 붕괴하기 이전, 쌍둥이 빌딩의 코어는 3개 부분으로 나눌 수 있었다. 충격을 받은 층 위아래의 코어는 2개의 강체 상자모양으로 이루어져 있었다. 이 구역의 강철은 훼손돼지 않았고 난방에 유의미한 영향을 주지 않았다. 하지만 그 사이 구역은 상당한 손상을 입었고, 화재의 온도는 강철을 녹이기에는 충분하지 않았지만 강철 기둥의 강성을 약화시킬수는 있었다. 이로 인해 코어 기둥이 천천히 무너지고 윗층의 무게로 인해 변형, 크리프되었다. 상단부 기둥이 점차 아랫쪽으로 이동했지만 햇트러스 기둥이 외곽 기둥에 부하를 재분배했다. 한편, 화재의 열 때문에 주변 기둥과 바닥은 약화되고 있었고 바닥이 처지기 시작하면서 외곽 기둥을 안쪽으로 끌어당겼다. 2WTC (남쪽 타워)의 경우 파괴된 코어에서 하중이 쏠려 동쪽 면이 휘어지면서 햇트러스가 무너지며 붕괴가 시작되었다. 1WTC(북쪽 타워)의 경우에는 같은 방법으로 남쪽 면이 휘어지면서 붕괴하였다.

#### 총체적 붕괴 과정
세계 무역 센터의 붕괴는 누진붕괴 또는 "팬케이크 붕괴"라고 불리는 현상 남쪽 타워의 40층가량, 북쪽 타워의 60층가량 붕괴되지 않고 남은 노출된 코어는 몇 초 동안 계속 서 있다가 이 코어도 나중에 붕괴되었다.

## 초기 원인 분석
테러 직후 수많은 엔지니어와 관련 전문가가 언론에 타워가 붕괴된 이유에 대해 밝혔다. 캘리포니아 대학교 버클리의 구조공학 교수인 압둘하산 아스타네흐아실은 화재의 고온으로 인해 강철 빔과 기둥의 강도가 약화되었고 점차 "부드러워지고 약해져서" 결국 충돌부 윗부분의 무게를 버틸 수 없는 지점까지 오자 붕괴되었다고 말했다. 또한, 아스타네흐아실은 항공기가 충돌하면서 내화 구조가 파괴되어 화재를 막을 수 없었다고 덧붙였다. 거기에, 초기에 약간의 구조적 붕괴가 누진붕괴로 이어져 구조 전체가 붕괴되었다고 말했다.

2001년 9월 13일, 노스웨스턴 대학교의 토목공학 및 재료공학 교수인 즈데녜크 바쟌트는 세계 무역 센터의 붕괴를 분석한 결과에 대한 간단한 초안을 발표했다. 바쟌트는 화재로 인한 열이 이 붕괴의 중요 요소로, 코어와 외곽 강철 기둥이 열로 약해지면서 변형되며 윗층의 무게를 받치지 못하고 뒤틀렸다고 말했다. 한 층에 절반 이상의 기둥이 뒤틀리면서 윗층의 무게를 더 이상 지지할 수 없었고 그 결과 붕괴하였다는 결론을 내렸다. 나중에 바쟌트는 이 분석을 심화시킨 확장판을 공개했다. 2001년 9월 21일에는 MIT의 토목공학 교수인 오랄 부유코추르크와 프란츠 요시프 울름이 붕괴 원인을 분석한 논문을 발표했다.

## 원인 조사
쌍둥이 빌딩의 붕괴 직후 공식적인 조사를 할 권한을 누구에게 주느냐에 대해서 약간의 혼선이 있었다. 항공 사고 조사에 대해서는 권한 분배가 확실하게 되어 있지만, 건물 붕괴 조사에 대해서는 조사 권한이 확실치가 않았다. ASCE 팀은 나중에 FEMA의 후원을 조건으로 FEMA 대책팀과 합류했다.

이 조사팀은 미국 내 일부 공학자와 국회의원에게 자금이 적고, 증거요구권한이 없으며, 세계 무역 센터 붕괴현장에 들어갈 권한이 작다는 근거를 들어 비판했다. 세계 무역 센터의 잔해를 청소하고 있던 시점에 나타난 논쟁 중 하나는 빌딩의 강철 요소 대부분이 파괴되었다는 것이다.

FEMA은 2002년 5월 자체 보고서를 출간했다. NIST는 이미 같은 해 8월 붕괴 조사 의도를 밝혔으나, 테러 1년 후인 2002년 9월 11일 보다 철저한 조사를 하라는 대중의 압박이 커져갔다.

### FEMA의 건축 성능 보고서
FEMA은 항공기의 직접적인 충돌로 인한 외벽 손상과 이어진 대형 화재가 세계 무역 센터 붕괴의 핵심이라고 짚었다. MIT의 재료공학 및 건축공학 교수인 토마스 에이거는 이 화재를 "세계 무역 센터의 붕괴에서 가장 오해받는 부분"이라고 말했다. 이 이유는 원래는 화재의 열이 강철 기둥과 바닥을 "녹였다"라고 표현했기 때문이다.

### NIST 보고서
FEMA에서 보고서를 발간한 이후 기술 전문가, 업계 관계자 및 피해자 유족들의 압력에 따라 미국 상무부의 미국 국립표준기술연구소는 3년간 1600만 달러를 들여 여러 세계 무역 센터 복합단지 건물의 붕괴 및 점진적 붕괴에 대해 조사했다. 이 연구는 미국토목학회 구조공학연구소, 미국소방기술사회. 미국방화협회, 미국철강건설연구소, 심프슨 검퍼츠 & 히거 주식회사, 고층빌딩 및 도시 주거 이사회, 뉴욕 구조공학협회등 여러 전문 기술 학회와 민간 기관의 지원을 받아 진행했다.

NIST의 조사 범위는 붕괴를 일으킨 일련의 사건 진행을 간추려 정리하는데 집중했고, 붕괴가 일어나게 되는 시점 이후 붕괴되는 매커니즘 자체의 상세한 분석은 들어가지 않았다. 대부분의 엔지니어들이 이에 관심을 보이면서, NIST는 화재 확산 시뮬레이터 소프트웨어를 통하여 항공기의 충돌과 그로 인한 화재가 건물에 미친 효과를 분석했다. NIST는 바닥 트러스와 덜 자세한 건물 전체를 모델링한 특정한 하위계를 놓고 여러 상세한 구조 모델을 제작했다. 이 모델은 파열 직후 동역학적 모델을 구상한 이후 구조 요소들이 움직이지 않는 변형을 포함한 준동역학적이자 정역학적이었다. 그러므로 NIST의 모델은 붕괴의 원인이 된 곳을 알게 하는데는 유용하지만 이후 붕괴되는 과정을 분석하기에는 맞지 않았다.

메릴랜드 대학교의 소방공학 교수인 제임스 퀸티레(James Quintiere)는 NIST에서 강철에 대해 "심각한 오류"를 저지르고 있다고 강력하게 비판했다.

### 7 세계 무역 센터
2002년 5월, FEMA은 미국토목공학사회 구조공학연구소와 함께 박사 W. 진 콜리를 대표로 한 붕괴 예비조사보고서를 발행했다. FEMA은 이 예비 조사에서 7 세계 무역 센터의 붕괴는 북쪽 타워(1WTC)와 남쪽 타워(2WTC)가 붕괴하면서 파편을 맞아서 일어난 것이 아니고, 파편에 맞아 여러 층에서 화재가 발생하면서 이를 진압하지 못해 일어났다는 것을 밝혀냈다.

FEMA의 우려에 대해, 국립표준기술연구소(NIST)에서는 세계 무역 센터의 쌍둥이 빌딩과 7 세계 무역 센터의 붕괴와 구조적 문제에 대해 조사를 시작했다.

7 세계 무역 센터 조사의 대부분은 세계 무역 센터 쌍둥이 빌딩 붕괴 조사가 완료될 때까지 연기되었다.

2008년 11월, NIST는 7 세계 무역 센터의 붕괴 원인을 조사한 최종보고서를 발간했다.

7 세계 무역 센터의 붕괴는 고층 빌딩이 통제되지 못한 화재로 붕괴한 첫 번째 예였다는 점에서 놀라움을 주었다.

### 기타 조사
2003년, 에든버러 대학교의 구조공학 교수인 아시프 우스마니는 두 동료와 함께 붕괴에 관련된 논문을 발표했다. 이들은 항공기의 충돌 없이 화재만으로도 빌딩이 붕괴할 수 있다는 것을 증명하였다. 그들은 타워가 여러 층에서 일어난 동시다발적인 화재에 취약했다고 지적했다.

## 여파

### 기타 건물
쌍둥이 빌딩 주변에 있었던 여러 건물들은 두 빌딩이 붕괴하면서 같이 붕괴되거나 피해를 입었다. 5 월드 트레이드 센터(5WTC)는 대형 화재가 발생하고 강철 구조가 일부 붕괴하였다. 성 니컬러스 그리스 정교회, 메리어트 월드 트레이드 센터(3WTC), 4 월드 트레이드 센터, 6 월드 트레이드 센터(6WTC)도 같이 파괴되었다. 세계 금융 센터 빌딩, 90 웨스트 스트리트, 130 캐디르 스트리트도 화재가 발생했다. 도이체방크 빌딩, 버라이즌 빌딩, 3 세계 금융 센터도 타워 붕괴로 인해 손상을 입었다. 30 웨스트 보행자 도로는 7 세계 무역 센터가 붕괴되면서 같이 파괴되었다. 9.11 테러 이후 건물 손상이 드러나고 크고 검은 '덮개'에 덮인 도이체방크 빌딩은 이웃한 건물의 붕괴로 인한 물, 곰팡이 등에 오염되어 건물 전체를 해체했다.

### 파괴된 미술작품
붕괴 과정에서 수많은 미술작품이 파괴되었다.

타워 곳곳의 안전 금고에 보관되어 있던 여러 예술품 및 가치있는 물품도 붕괴와 함께 파괴되었다. 2개 조각품도 손상을 입었지만 파괴되지는 않았다. 이 조각품은 세계 무역 센터 거리에 있었던 것으로 그 중 하나는 이사무 노구치의 ''Red Cube''이며, 다른 하나는 마크 디 수베로의 ''Joie de Vivre''이다. 이 조각품은 수리 후에 그 자리에 계속 전시되어 있다.

### 부지 청소
잔해 청소는 뉴욕 도시설계 및 시공과에서 맡은 대규모 작업이었다. 9월 22일에 메릴랜드주 피닉스에 위치한 컨트롤드 디몰리션 회사에게 예비 정리 계획을 보냈다.

### 보건 영향
세계 무역 센터가 붕괴할 때 일어난 먼지구름은 맨해튼 전역을 뒤덮었다. 2001년 9월 18일, 미국 환경보호국(EPA)는 맨해튼 공기가 "숨쉬기에 안전"하다는 내용의 보고서를 발간했다.

쌍둥이 빌딩이 붕괴하면서 알려진 발암물질을 포함한 2,500개 이상의 독성 물질이 포함된 파편 수천톤이 유출되었다.

붕괴 여파로 인한 보건 영향은 로어맨해튼과 차이나타운 인근 주민, 학생에게도 미쳤다.

테러 발생 1년 후, 테러와 관련된 질병 비용으로 인한 재판이 진행되고 있었다. 2006년 10월 17일, 연방법원에서 뉴욕시의 구조대원에게 치료비용을 지원을 거부한 것에 대해 뉴욕시 패소 판결을 내리면서 관련자들이 비슷한 비용청구요청 소송을 열 수 있게 되었다.