Kryzys inżynieryjny Citicorp Center

Budynek Citigroup ze szkicem struktury wewnętrznej nałożonym z jednej strony. Ta sama konstrukcja jest stosowana ze wszystkich czterech stron i przenosi obciążenia wiatrem i grawitacją na cztery wsporniki.

Kryzys inżynieryjny Citicorp Center polegał na odkryciu w 1978 r. znaczącej wady konstrukcyjnej Citicorp Center , wówczas niedawno ukończonego wieżowca w Nowym Jorku , a następnie próbie cichego przeprowadzenia napraw w ciągu następnych kilku miesięcy. Budynek, obecnie znany jako Citigroup Center, zajmował cały kwartał i miał być siedzibą Citibanku . Jego konstrukcja, zaprojektowana przez Williama LeMessuriera , miała kilka niezwykłych cech konstrukcyjnych, w tym podwyższoną podstawę wspartą na czterech przesuniętych palach oraz ukośne stężenia, które pochłaniały obciążenia wiatrem z wyższych pięter.

W pierwotnym projekcie potencjalne obciążenia wiatrem dla budynku zostały obliczone nieprawidłowo. Wada została odkryta przez Diane Hartley, studentkę studiów licencjackich na Uniwersytecie Princeton , która pisała pracę magisterską na temat budynku, która została przekazana firmie odpowiedzialnej za projekt konstrukcyjny. Jednak LeMessurier zapewnił, że rozmawiał z młodym studentem architektury, którego przesłuchanie skłoniło go do ponownego obliczenia obciążenia wiatrem - teraz zidentyfikowanego jako Lee DeCarolis. Zaniepokojony ćwiartkowym obciążeniem wiatrem w przypadku utraty zasilania amortyzatorów masowych, zbadał integralność konstrukcyjną budynku. Obawiając się, że silny wiatr może spowodować zawalenie się budynku, w nocy ukradkiem dokonywano posiłków, podczas gdy biura były otwarte do normalnej pracy w ciągu dnia. Szacunki w tamtym czasie sugerowały, że budynek może zostać przewrócony przez wiatr o prędkości 70 mil na godzinę (110 km / h), w wyniku czego prawdopodobnie zginęło wiele osób. Kryzys był utrzymywany w tajemnicy do 1995 roku, a Hartley nie wiedziała o znaczeniu swojej pracy aż do tego czasu.

Zdarzeniem wyzwalającym (według LeMessuriera i Hartleya) były znane silne wiatry, a Nowy Jork planował ewakuację Citicorp i okolicznych budynków, jeśli wystąpią silne wiatry. Huragan rzeczywiście zagroził NYC podczas modernizacji, ale zmienił kierunek przed przybyciem.

NIST przy użyciu nowoczesnych technologii wykazała, że ​​ćwiartkowe obciążenia wiatrem nie stanowiły zagrożenia, o którym myśleli LeMessurier i Hartley . Zalecają ponowną ocenę pierwotnego projektu budynku, aby ustalić, czy modernizacja była uzasadniona.

Tło

Główny artykuł: Citigroup Center § Projektowanie
Kościół ewangelicko-luterański św. Piotra widoczny jest po lewej stronie, pod wieżowcem. Lokalizacja kościoła wymagała nietypowego umieszczenia kolumn pośrodku każdej twarzy, zamiast w rogach.

Citigroup Center , pierwotnie znany jako Citicorp Center, to 59-piętrowy wieżowiec przy 601 Lexington Avenue w dzielnicy Midtown Manhattan w Nowym Jorku . Został zaprojektowany przez architekta Hugh Stubbinsa jako siedziba First National City Bank (później Citibank) wraz z architektem stowarzyszonym Emery Roth & Sons . LeMessurier Associates i James Ruderman byli inżynierami budowlanymi, a Bethlehem Steel wykonawcą stali. Budynek został poświęcony 12 października 1977 r.

W ramach budowy Citicorp Center w północno-zachodnim narożniku terenu wzniesiono nowy budynek kościoła luterańskiego św. Piotra; zgodnie z umową miała być oddzielona od wieży głównej. Aby ominąć kościół, wieża jest wsparta na czterech palach umieszczonych pod środkami każdej z krawędzi wieży. (Wczesne plany wymagały umieszczenia podpór pod rogami wieży, ale umowa z kościołem to uniemożliwiła ) . palach wewnątrz każdej ściany budynku. Stężenia te mają na celu rozłożenie obciążeń rozciągających, które są wytwarzane przez wiatr od górnych pięter do szczudeł.

Długie, wielopiętrowe stężenia ukośne musiały być wytwarzane w sekcjach i montowane na miejscu, co wymagało pięciu połączeń w każdym stężeniu. Oryginalny projekt firmy LeMessurier dla zastrzałów szewronowych wykorzystywał połączenia spawane. Aby zaoszczędzić pieniądze, firma Bethlehem Steel zaproponowała zmianę planów konstrukcyjnych w celu zastosowania połączeń śrubowych, modyfikację projektu, która została zaakceptowana przez biuro LeMessurier, ale była znana samemu inżynierowi dopiero później.

W swoim oryginalnym projekcie LeMessurier obliczył obciążenie wiatrem budynku, gdy wiatr wiał prostopadle do ściany budynku, ponieważ były to jedyne obliczenia wymagane przez przepisy budowlane Nowego Jorku. Takie wiatry są zwykle najgorszym przypadkiem, a system konstrukcyjny, który jest w stanie sobie z nimi poradzić, z łatwością poradzi sobie z wiatrem z dowolnego innego kąta. W związku z tym inżynier nie obliczył konkretnie skutków „wiatrów ćwiartkowych” zorientowanych po przekątnej.

Odkrycie

W czerwcu 1978 roku, studentka inżynierii Uniwersytetu Princeton , Diane Hartley, pisała swoją pracę magisterską na temat projektu Citicorp Center za namową swojego profesora, Davida Billingtona. W ramach tej pracy przeanalizowała projekt konstrukcyjny i obliczyła naprężenia od wiatrów ćwiartkowych, stwierdzając, że są one wyższe niż maksymalne oczekiwane wartości naprężeń dostarczone jej przez firmę LeMessurier. Billington, w swojej opinii na temat tezy Hartleya, również zakwestionował liczby dostarczone przez firmę. Hartley zapytała tam swoją osobę kontaktową o rozbieżności i została zapewniona, że ​​budynek poradzi sobie z siłami, więc porzuciła ten problem. Obawy Hartley i odpowiedź, którą otrzymała, zostały udokumentowane w jej pracy magisterskiej. LeMessurier osobno projektował podobny budynek z wiatrownicami w Pittsburghu , a potencjalny wykonawca kwestionował koszt zastosowania połączeń spawanych zamiast śrubowych. LeMessurier zapytał w swoim biurze, jak poszły spawy na konstrukcji Citicorp, a następnie powiedziano mu, że śruby zostały wymienione.

W czerwcu 1978 roku LeMessurier odpowiadał przez telefon na pytania młodego studenta architektury, obecnie znanego jako Lee DeCarolis. Ta rozmowa telefoniczna przekonała go do ponownego obliczenia obciążeń wiatrem, w tym ukośnych obciążeń wiatrem.

24 lipca 1978 roku LeMessurier udał się do swojego biura i przeprowadził obliczenia dotyczące projektu Citicorp Center. Odkrył, że dla czterech z ośmiu poziomów szewronów takie wiatry spowodowałyby 40-procentowy wzrost obciążenia wiatrem i 160-procentowy wzrost obciążenia połączeń śrubowych. Stosowanie przez Citicorp Center połączeń śrubowych i zwiększone obciążenia powodowane przez wiatry ćwiartkowe nie budziłyby obaw, gdyby te kwestie były od siebie odseparowane. Jednak połączenie tych dwóch wyników skłoniło firmę LeMessurier do przeprowadzenia testów bezpieczeństwa konstrukcji. Oryginalna konstrukcja ze spawanym złączem mogła wytrzymać obciążenie wiatrem prostym i ćwiartkowym, ale wiatr ćwiartkowy o prędkości 70 mil na godzinę (110 km / h) o sile zbliżonej do huraganu przekroczyłby siłę szewronów połączonych śrubami. LeMessurier odkrył również, że jego firma zastosowała nowojorski współczynnik bezpieczeństwa kratownicy wynoszący 1:1 zamiast współczynnika bezpieczeństwa słupów wynoszącego 1:2.

26 lipca LeMessurier odwiedził eksperta od tuneli aerodynamicznych Alana Garnetta Davenporta na University of Western Ontario . Zespół Davenporta przeprowadził obliczenia budynku i stwierdził nie tylko, że modelowanie LeMessuriera było prawidłowe, ale także, że w rzeczywistej sytuacji naprężenia elementów konstrukcyjnych mogą wzrosnąć o ponad 40 procent, które obliczył LeMessurier. Następnie LeMessurier udał się 28 lipca do swojego letniego domu w Maine, aby przeanalizować problem. LeMessurier oszacował, że przy aktywnym dostrojonym tłumiku masowym wiatr zdolny do przewrócenia budynku pojawiałby się średnio raz na 55 lat. Gdyby dostrojony tłumik masowy nie mógł działać z powodu przerwy w dostawie prądu, wiatr wystarczająco silny, aby spowodować zawalenie się budynku, pojawiałby się średnio raz na 16 lat.

Remont

LeMessurier zadręczał się, jak poradzić sobie z tym problemem. Podanie sprawy do wiadomości publicznej groziło zrujnowaniem swojej reputacji zawodowej oraz wywołaniem paniki w najbliższym otoczeniu budynku i wśród mieszkańców. LeMessurier rozważał nigdy nie poruszanie tego problemu, a także przez chwilę rozważał samobójstwo, zanim ktokolwiek inny dowie się o wadzie. LeMessurier ostatecznie skontaktował się z prawnikiem Stubbinsa i jego ubezpieczycielem. LeMessurier skontaktował się następnie z prawnikami Citicorp, z których ostatni zatrudnił Lesliego E. Robertsona jako eksperta-doradcę. Citicorp zaakceptował propozycję LeMessuriera dotyczącą spawania stalowych płyt na połączeniach śrubowych, a firma Karl Koch Erecting została zatrudniona do procesu spawania. Bardzo niewiele osób zostało poinformowanych o problemie, oprócz kierownictwa Citicorp, burmistrza Eda Kocha , pełniącego obowiązki komisarza ds. budynków Irvinga E. Minkina i szefa związku zawodowego spawaczy.

Ekipy budowlane zaczęły montować spawane panele w nocy w sierpniu 1978 roku. Urzędnicy nie wspominali publicznie o żadnych możliwych problemach konstrukcyjnych, a trzy główne gazety w mieście rozpoczęły strajk . Urzędnicy ledwo przyznali się do problemu, zamiast tego opisali pracę jako rutynową procedurę. Henry DeFord III z Citicorp twierdził, że Citicorp Center może już wytrzymać 100-letni wiatr i że w budynku nie ma żadnych „zauważalnych problemów”. W ramach środków ostrożności zainstalowano generatory awaryjne dla amortyzatora masowego, tensometry umieszczono na krytycznych belkach i uruchomiono prognozy pogody. Citicorp i lokalni urzędnicy stworzyli plany ewakuacji w nagłych wypadkach dla najbliższej okolicy. Jednak te plany ewakuacji nie zostały wówczas opublikowane. Stało się tak pomimo faktu, że w potencjalnym upadku mogły zginąć tysiące ludzi. Sześć tygodni po rozpoczęciu prac, potężna burza ( huragan Ella ) przeszła w pobliżu przylądka Hatteras i skierowała się w stronę Nowego Jorku. Ponieważ Nowy Jork dzieliły godziny od ewakuacji awaryjnej, zbrojenie było tylko w połowie ukończone. Ella ostatecznie skręciła na wschód i skręciła w morze.

Remonty zakończono w październiku 1978 r., zanim media wznowiły publikację. LeMessurier twierdził, że wiatr wystarczająco silny, by przewrócić naprawiony budynek, zdarza się tylko raz na 700 lat. Stubbins i LeMessurier pokryli wszystkie koszty naprawy, które oszacowano na kilka milionów dolarów.

Opublikowanie

Ponieważ nie wystąpiła żadna awaria strukturalna, praca została opublikowana dopiero w obszernym artykule w The New Yorker w 1995 roku. Artykuł z 1995 roku w The New Yorker opisał studenta jako „młodego mężczyznę, którego imię zaginęło w wirze kolejnych wydarzeń ” który zadzwonił do LeMessuriera, mówiąc, że „jego profesor wyznaczył go do napisania artykułu na temat wieży Citicorp”. Jednak student najwyraźniej nigdy nie kontaktował się bezpośrednio z LeMessurierem. Według strony internetowej Online Ethics , kiedy jeden z kolegów LeMessurier zapytał, czy uczeń jest kobietą, „LeMessurier odpowiedział, że nie wie, ponieważ tak naprawdę nie rozmawiał z uczniem”. LeMessurier zmarł w 2007 roku, nie precyzując, na ile z wymiany zdań między studentem a inżynierem zwrócono mu uwagę.

Hartley przedstawiła się jako studentka inżynierii w 2011 roku, lata po opublikowaniu artykułu w New Yorkerze . Hartley powiedziała, że ​​rozmawiała z Joelem S. Weinsteinem w biurze LeMessuriera.

Student, z którym LeMessurier rozmawiał przez telefon i który skłonił go do ponownego obliczenia obciążenia wiatrem, przedstawił się w artykule opublikowanym na stronie OnLineEthics.com. Nazywa się Lee DeCarolis. O roli, jaką odegrał w historii Citicorp Building, dowiedział się w 2011 roku z Lodówki Einsteina autorstwa Steve'a Silvermana. W tym czasie LeMessurier zmarł. Chociaż wspomniał o swojej roli znajomym, a nawet napisał o tym sztukę, ujawnił się opinii publicznej dopiero po ponownej ocenie NIST, która ustaliła, że ​​obciążenia wiatrem nie stanowiły zagrożenia, które określili Hartley i LeMessurier, stwierdzając, że dlatego nie można go oskarżyć o poszukiwanie lub kradzież chwały.

Kwestie etyczne

Według studium przypadku American Institute of Architecture Trust „wielu uważało działania LeMessuriera za niemal heroiczne, a wiele szkół inżynierskich i nauczycieli etyki używa teraz historii LeMessuriera jako przykładu etycznego postępowania”. Jednak inni krytykowali LeMessuriera za jego brak nadzoru, który doprowadził do problemów, a także brak uczciwości wobec mieszkańców sąsiedztwa, architektów, inżynierów i innych członków społeczeństwa, gdy problemy zostały odkryte. Architekt Eugene Kremer omówił kwestie etyczne podniesione w tej sprawie. Kremer wymienił sześć kluczowych punktów:

  1. Analiza obciążeń wiatrem. W swoich początkowych planach LeMessurier polegał tylko na obliczeniach wymaganych przez przepisy budowlane, zamiast sprawdzać wszystkie obliczenia.
  2. Zmiany projektowe. Konstruktorzy podjęli szybką decyzję o zastosowaniu połączeń śrubowych bez konsultacji z firmą LeMessurier.
  3. Odpowiedzialność zawodowa. Zanim LeMessurier zdecydował się poinformować Citicorp o wadach projektowych, przez chwilę rozważał ukrycie problemów.
  4. Oświadczenia publiczne. W ówczesnych wywiadach i komunikatach prasowych urzędnicy albo pomijali szczegóły usterek, albo kłamali.
  5. Bezpieczeństwo publiczne. Kiedy huragan Ella zagroził miastu w sierpniu i wrześniu 1978 r., W tajemnicy sporządzono plany ewakuacji okolicznych terenów.
  6. Pogłębianie wiedzy zawodowej. Ukrywanie tego problemu przez prawie 20 lat uniemożliwiło naukę etyczną i inżynierską, która mogła mieć miejsce.

Źródła

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Citicorp_Center_engineering_crisis&oldid=1142850726 ”