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经典案例:美国如何处理工程设计中的失误以及可能出现的毁灭性灾难

(2019-03-15 18:13:49) 下一个

花旗集团中心结构事件(The Citigroup Center)

 

工程背景:花旗集团中心是当时纽约市最高的摩天大楼,这栋拥有45°倾斜的顶部和独特的高跷式底座的59层,279米高的建筑,由建筑师 Hugh Stubbins 和结构工程师William LeMessurier所设计。

 

 

工程危机:

工程上的奇迹使它迅速声名鹊起,也最终成为拯救它的恩典。竣工后不久,普林斯顿大学的本科建筑系学生Diane Hartley试图在数学上复制建筑物的性能数据。就像在她之前其他的工程师一样,计算显示当直接施加给大楼四侧风力时,结构没有任何问题的抵消了它。然而,当她更进一步计算了从对角方向刮向大楼的侧向风,发现在某一风速下,建筑结构之间的结合处会产生弯曲引发灾难性的悲剧。于是她打电话给Le Messurier的办公室,指出他们之前没有考虑的地方,这得到当时项目负责工程师的敷衍回应,且在之后将近20年的时间再也没有被提及。

 

其间,工程师Le Messurier表现出令人钦佩的谦逊,他决定调查Diane Hartley提出的问题,并意识到她计算的数据是正确的。一种后期为了削减成本采取的措施将原本用焊接结合的对角支撑修改为用螺栓连接,导致强度不足以承受从对角线刮向大楼的风,并且由于力的错误组合,导致建筑物最终可能会坍塌。 Le Messurier迅速将数据交给了几位气象专家,以确定在纽约会引发大楼结构性问题所需风速的出现的频率。结果令人震惊:大约每54年就会出现一次这种情况,更甚至,假如风暴切断了调谐质量阻尼器的功率,这会将潜在灾难性风暴的频率降低到仅仅16年。

 

Le Messurier急忙联系了花旗集团的高管,并告知了他们这个花费了1.75亿美元的全新地标很容易成为纽约历史上最大的灾难。他们共同制定了一项计划,将完全焊接的钢板叠加在支撑上的弱接缝上,并开始全天候加固建筑物,同时密切关注天气预报。并与高层政府官员和美国红十字会合作,在市中心准备了12个街区的作为疏散计划,以防万一灾难的发生。但是,与整个行动完全保密的事实相比,更值一提的是,花旗集团的任何一个员工或其建筑旁的其他大楼都没有意识到隐藏在他们身上的威胁。数百名参与这一项目的官员,焊接工等都被禁止接近媒体。更令人难以置信的是,故事一直被隐藏到1995年,当时《纽约客》杂志发表了 “The Fifty-Nine Story Crisis”的文章 。 BBC随后播出了一个关于侥幸脱险的特别节目,观看的正是当时就质疑过的Diane Hartley的未婚夫。

 

对于建筑师而言,该项目引起了一系列关于道德和专业问题的争论,这都在Le Messurier及其团队的巨大努力上投下了更为险恶的阴影。他们本来有责任在修补期间告知公众这是由于建筑师失误引起的潜在的灾难威胁,但是为了避开大规模的恐慌,以及给公司声誉带来负面影响,被当局利益者阻碍。另外,虽然建筑师更积极的监督并不意味着一定可以避免结构失误的问题,但这个故事引起大家重新思考如何在复杂项目中使各个不同角色做好协作。如果一系列不幸的事件都能侥幸逃生,比如由低安全系数,后期预算导致的更改方案,未能考虑必要的环境条件引起的,那么多样化的反补救措施可能是由项目通过整体视角进行更全面的考虑。建筑师和工程师可以通过多种方式从花旗集团大楼的错误和实现过程中汲取教训,可能这其中最让人感到羞耻的是他们长期对公众隐瞒的事实。

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