Citicorp Center ingenjörskris

Citigroup-byggnad med skiss av inre ram på ena sidan. Samma design används på alla fyra sidor och överför vind- och gravitationsbelastningar till de fyra stödpålarna.

Citicorp Centers tekniska kris var upptäckten, 1978, av ett betydande strukturellt fel i Citicorp Center , då en nyligen färdigbyggd skyskrapa i New York City , och den efterföljande ansträngningen att i tysthet utföra reparationer under de närmaste månaderna. Byggnaden, nu känd som Citigroup Center, upptog ett helt kvarter och skulle vara Citibanks högkvarter . Dess struktur, designad av William LeMessurier , hade flera ovanliga designegenskaper, inklusive en upphöjd bas som stöddes av fyra förskjutna styltor, och diagonalstag som absorberade vindbelastningar från de övre våningarna.

I den ursprungliga designen beräknades potentiella vindlaster för byggnaden felaktigt. Felet upptäcktes av Diane Hartley, en student vid Princeton University som skrev en avhandling om byggnaden som kommunicerades till företaget som ansvarade för den strukturella designen. LeMessurier hävdade dock att han pratade med en ung manlig arkitekturstudent vars ifrågasättande fick honom att räkna om vindbelastningarna - nu identifierad som Lee DeCarolis. Bekymrad över de kvartande vindlasterna om strömmen till massdämparna skulle försvinna, undersökte han byggnadens strukturella integritet. Orolig för att en stark vind skulle kunna orsaka att byggnaden rasade gjordes förstärkningar smygande på natten medan kontoren var öppna för normal drift under dagen. Uppskattningar vid den tiden antydde att byggnaden kunde störtas av en vind på 70 mil per timme (110 km/h), med möjligen många människor dödade som resultat. Krisen hölls hemlig fram till 1995 och Hartley hade ingen kunskap om betydelsen av hennes arbete förrän efter den tiden.

Den utlösande händelsen (enligt LeMessurier och Hartley) var känd för att vara kraftiga vindar och NYC hade planer på att evakuera Citicorp och de omgivande byggnaderna om kraftiga vindar skulle inträffa. En orkan hotade NYC under ombyggnaden, men den avledde innan den anlände.

En NIST -omvärdering med hjälp av modern teknik har fastställt att kvartsvindlasterna inte var det hot som LeMessurier och Hartley hade trott. De rekommenderar en omvärdering av den ursprungliga byggnadsdesignen för att avgöra om eftermonteringen var motiverad.

Bakgrund

Huvudartikel: Citigroup Center § Design
St. Peter's Evangelical Lutheran Church är synlig på vänster sida, nedanför skyskrapan. Kyrkans läge nödvändiggjorde den ovanliga placeringen av kolumner i mitten av varje ansikte, istället för i hörnen.

Citigroup Center , ursprungligen känt som Citicorp Center, är en skyskrapa med 59 våningar på 601 Lexington Avenue i stadsdelen Midtown Manhattan i New York City . Det designades av arkitekten Hugh Stubbins som högkvarter för First National City Bank (senare Citibank), tillsammans med biträdande arkitekten Emery Roth & Sons . LeMessurier Associates och James Ruderman var konstruktionsingenjörerna och Bethlehem Steel var stålentreprenören. Byggnaden invigdes den 12 oktober 1977.

Som en del av Citicorp Centers konstruktion uppfördes en ny byggnad för Peterskyrkan i det nordvästra hörnet av platsen; enligt överenskommelse skulle det vara skilt från huvudtornet. För att undvika kyrkan stöds tornet av fyra styltor placerade under mitten av var och en av tornets kanter. (Tidiga planer krävde att stöden skulle placeras under tornets hörn, men avtalet med kyrkan förhindrade det.) För att denna design skulle fungera specificerade Bill LeMessurier att bärande hängslen i form av omvända vinklar staplades ovanför styltor inuti varje yta av byggnaden. Dessa hängslen är designade för att fördela spänningsbelastningar som skapas av vind från de övre våningarna ner till styltarna.

De långa diagonalstagen i flera våningar måste tillverkas i sektioner och monteras på plats, vilket krävde fem skarvar i varje stag. LeMessuriers ursprungliga design för chevronbelastningsstagen använde svetsfogar. För att spara pengar föreslog Bethlehem Steel att ändra byggplanerna för att använda skruvförband, en designändring som accepterades av LeMessuriers kontor men som ingenjören själv kände till förrän senare.

För sin ursprungliga design beräknade LeMessurier vindbelastningen på byggnaden när vinden blåste vinkelrätt mot sidan av byggnaden, eftersom dessa var de enda beräkningarna som krävdes av New York Citys byggregler. Sådana vindar är normalt det värsta fallet, och ett strukturellt system som kan hantera dem kan lätt klara vind från vilken annan vinkel som helst. Ingenjören beräknade alltså inte specifikt effekterna av diagonalt orienterade "kvarteringsvindar".

Upptäckt

I juni 1978 skrev Princeton Universitys ingenjörsstudent Diane Hartley sin senioravhandling om Citicorp Centers design på förslag av hennes professor, David Billington. Som en del av det arbetet analyserade hon den strukturella designen och beräknade spänningar från kvartsvindar, och fann dem högre än de maximala förväntade spänningsvärdena som LeMessuriers företag gav henne. Billington, i sin feedback på Hartleys avhandling, ifrågasatte också siffrorna från företaget. Hartley frågade sin kontakt där om diskrepansen och var säker på att byggnaden kunde hantera krafterna, så hon lade ner frågan. Hartleys oro och svaret hon fick finns dokumenterade i hennes avhandling. LeMessurier designade separat en liknande byggnad med vindstag i Pittsburgh , och en potentiell entreprenör ifrågasatte kostnaden för att använda svetsade i stället för bultförband. LeMessurier frågade sitt kontor hur svetsarna gick vid Citicorp-konstruktionen och fick sedan veta att bultar hade ersatts.

I juni 1978 svarade LeMessurier på frågor via telefon med en ung arkitektstudent som nu identifieras som Lee DeCarolis. Det telefonsamtalet övertygade honom om att räkna om vindlasterna, inklusive de diagonala vindlasterna.

Den 24 juli 1978 gick LeMessurier till sitt kontor och genomförde beräkningar på Citicorp Centers design. Han fann att, för fyra av de åtta nivåerna av vinklar, skulle sådana vindar skapa en 40-procentig ökning av vindbelastningen och en 160-procentig ökning av belastningen vid bultförbanden. Citicorp Centers användning av skruvförband och de ökade belastningarna från kvartsvindar skulle inte ha orsakat oro om dessa problem hade isolerats från varandra. Men kombinationen av de två fynden fick LeMessurier att köra tester på den strukturella säkerheten. Den ursprungliga svetsfogskonstruktionen kunde motstå belastningen från raka och kvartsvindar, men en 70-mile-per-timme (110 km/h) nästan orkanstyrka kvartsvind skulle överstiga styrkan hos bultförbanden. LeMessurier upptäckte också att hans företag hade använt New York Citys fackverkssäkerhetsfaktor på 1:1 istället för kolumnsäkerhetsfaktorn 1:2.

Den 26 juli besökte LeMessurier vindtunnelexperten Alan Garnett Davenport vid University of Western Ontario . Davenports team genomförde beräkningar på byggnaden och fann inte bara att LeMessuriers modellering var korrekt, utan också att, i en verklig situation, medlemmars stress kunde öka med mer än de 40 procent LeMessurier hade beräknat. LeMessurier gick sedan till sitt sommarhem i Maine den 28 juli för att analysera problemet. Med den avstämda massdämparen aktiv, uppskattade LeMessurier att en vind som kan störta byggnaden skulle inträffa i genomsnitt en gång vart 55:e år. Om det avstämda massdämparen inte kunde fungera på grund av ett strömavbrott skulle en vind stark nog att orsaka byggnadens kollaps inträffa en gång vart 16:e år i genomsnitt.

Reparationer

LeMessurier oroade sig över hur man skulle hantera problemet. Om frågorna gjordes kända för allmänheten riskerade han att förstöra sitt professionella rykte samt orsaka panik i närområdet kring byggnaden, såväl som för de boende. LeMessurier övervägde att aldrig ta upp frågan, och han övervägde också kort att ta livet av sig innan någon annan fick reda på defekten. LeMessurier kontaktade till slut Stubbins advokat och hans försäkringsbolag. LeMessurier kontaktade sedan Citicorps advokater, varav den senare anlitade Leslie E. Robertson som expertrådgivare. Citicorp accepterade LeMessuriers förslag att svetsa stålplåtar över bultförbanden och Karl Koch Erecting anställdes för svetsprocessen. Mycket få människor blev medvetna om frågan, förutom Citicorps ledning, borgmästare Ed Koch , tillförordnad byggnadskommissarie Irving E. Minkin och chefen för svetsarförbundet.

Byggpersonal började installera de svetsade panelerna på natten i augusti 1978. Tjänstemän nämnde inget offentligt om eventuella strukturella problem, och stadens tre stora tidningar hade gått ut i strejk . Tjänstemän erkände knappt problemet, utan beskrev istället arbetet som ett rutinförfarande. Henry DeFord III från Citicorp hävdade att Citicorp Center redan kunde motstå en 100-årig vind och att det inte fanns några "märkbara problem i byggnaden alls". Som försiktighetsåtgärder installerades nödgeneratorer för massdämparen, töjningsmätare placerades på kritiska balkar och väderprognosmakare kopplades in. Citicorp och lokala tjänstemän skapade nödutrymningsplaner för det omedelbara grannskapet. Dessa evakueringsplaner offentliggjordes dock inte vid den tidpunkten. Detta trots att tusentals människor kunde ha dödats i en potentiell kollaps. Sex veckor in i arbetet var en stor storm ( orkanen Ella ) utanför Cape Hatteras och på väg mot New York. Med New York City timmar bort från nödutrymning var förstärkningen bara halvfärdig. Ella vände så småningom österut och svängde ut i havet.

Reparationerna slutfördes i oktober 1978, innan media återupptog publiceringen. LeMessurier hävdade att en vind stark nog att störta den reparerade byggnaden bara skulle inträffa en gång vart 700:e år. Stubbins och LeMessurier täckte alla reparationskostnader, som uppskattades till flera miljoner dollar.

Offentliggörande

Eftersom inget strukturellt misslyckande inträffade, publicerades verket endast i en lång artikel i The New Yorker 1995. 1995 års berättelse i The New Yorker beskrev studenten som en "ung man, vars namn har gått förlorat i virveln av efterföljande händelser" som ringde LeMessurier och sa "att hans professor hade gett honom i uppdrag att skriva ett papper om Citicorp-tornet". Eleven kontaktade dock uppenbarligen aldrig LeMessurier direkt. Enligt webbplatsen Online Ethics , när en av LeMessuriers kollegor frågade om studenten var kvinna, "svarade LeMessurier att han inte visste eftersom han faktiskt inte hade pratat med studenten." LeMessurier hade dött 2007 utan att ange hur mycket av utbytet mellan studenten och ingenjören som hade uppmärksammats på honom.

Hartley identifierade sig som ingenjörsstudenten 2011, år efter att New Yorker- artikeln publicerades. Hartley sa att hon hade pratat med Joel S. Weinstein på LeMessuriers kontor.

Eleven som LeMessurier pratade med per telefon som föranledde hans omräkning av vindlasterna har identifierat sig själv i en artikel som publicerats på OnLineEthics.com. Han heter Lee DeCarolis. Han lärde sig 2011 hur han spelade en roll i Citicorp Buildings historia från Einstein's Refrigerator av Steve Silverman. Vid den tiden hade LeMessurier dött. Medan han nämnde sin roll för bekanta och till och med skrev en pjäs om det, avslöjade han sig själv för allmänheten först efter att en omvärdering av NIST hade fastställt att vindbelastningarna inte var det hot som Hartley och LeMessurier hade bestämt, och uppgav att han kunde därför inte anklagas för att söka eller stjäla ära.

Etiska frågor

Enligt fallstudien från American Institute of Architecture Trust, "har många sett LeMessuriers handlingar som nästan heroiska, och många ingenjörsskolor och etikutbildare använder nu LeMessuriers berättelse som ett exempel på hur man agerar etiskt." Men andra har kritiserat LeMessurier för hans bristande tillsyn som ledde till problemen, såväl som hans bristande ärlighet gentemot stadsbor, arkitekter, ingenjörer och andra medlemmar av allmänheten när problemen upptäcktes. Arkitekt Eugene Kremer diskuterade de etiska frågor som ställdes i detta fall. Kremer nämnde sex nyckelpunkter:

  1. Analys av vindlaster. I sina första planer förlitade sig LeMessurier endast på beräkningar som krävdes av byggnormer, snarare än att kontrollera alla beräkningar.
  2. Designförändringar. Byggarna hade tagit ett snabbt beslut att använda skruvförband utan att rådfråga LeMessurier.
  3. Professionellt ansvar. Innan LeMessurier bestämde sig för att göra Citicorp medveten om designdefekterna övervägde han kort att dölja problemen istället.
  4. Offentliga uttalanden. I pressintervjuer och pressmeddelanden vid den tiden, antingen utelämnade eller ljög tjänstemän om detaljer om defekterna.
  5. Allmän säkerhet. När orkanen Ella hotade staden i augusti och september 1978 gjordes evakueringsplaner för det omgivande området i hemlighet.
  6. Förbättring av yrkeskunskaper. Att dölja detta problem i nästan 20 år förhindrade etiskt och ingenjörsmässigt lärande som kunde ha ägt rum.

Källor

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Citicorp_Center_engineering_crisis&oldid=1142850726 "