据美媒8月15日报道,1977年10月12日,银行业巨头花旗银行建成了自20世纪30年代初以来纽约市最高的新摩天大楼。从远处看,这座278.9米高的大楼独特的斜屋顶如手术刀般划破中城天际线。走近些,在地面层,其59层楼似乎悬浮在一个下沉的公共广场之上,这是对行人极为慷慨的建筑姿态。
花旗银行中心的设计并非广受赞誉。但其工程规模和雄心却无可否认。在评论中,《纽约时报》建筑评论家保罗·戈德伯格总结道,尽管这座银行新办公楼缺乏原创性,但“可能会给更多纽约人带来愉悦感,胜过这十年的任何其他高层建筑”。
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这一预测几乎被证明与事实相去甚远,且极具灾难性。实际上,若非有两名大学生帮助揭示了该建筑工程中的严重缺陷,花旗银行中心可能会致使数千纽约人丧生。花旗银行中心如今依然矗立,尽管它已更名为莱辛顿大道601号(601 Lexington)。但在某些方面,它与1977年时已大不相同。
大楼的所有者、住户乃至建筑师都未曾知晓,这座耗资1.28亿美元的新大楼远比预期中更易受风力影响。若风暴导致其稳定装置断电,足够强的阵风就可能使其倒塌——而在纽约,平均每16年就会发生一次足以掀翻该大楼的风暴。1978年7月,当该大楼的工程师意识到这一点时,飓风季节已然来临。
数月内,焊工们便在夜幕掩护下开展了修复工作。当时正值报业罢工,因此,纽约曾多么接近一场灾难的消息在很大程度上未被公众知晓,直到20世纪90年代中期。
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如今,一本关于这场危机的全新著作《重大误算:拯救纽约市花旗银行大厦的竞赛》深入探讨了1978年事件背后的人性故事——尤其是威廉·勒梅苏里尔的故事,这位结构工程师在被告知自己计算中可能存在错误后,主动揭露了自己的问题。
“这位男士发现自己处于一个不可能的境地:他发现了当时世界第七高建筑的严重结构缺陷,”该书作者迈克尔·M·格林伯格在Zoom通话中表示,“而且他知道——至少在他自己看来——公开这个问题将毁掉他的职业生涯。”
“但这是一场真正的与时间赛跑,”他补充道。
柱子上的塔楼该大楼易受风力影响源于其不同寻常的设计——而这源于其所在的曼哈顿地块的特殊性。
花旗银行试图购买整个中城地块以建造新办公楼的计划,因圣彼得路德会教堂这一唯一“钉子户”而受阻。该教堂自20世纪初便占据该拟议地块的一角。教堂牧师坚决抵制出售,因为这可能迫使他的会众离开与中城东区有着深厚历史联系的社区。
相反,他达成了一项协议:圣彼得教堂将出售其新哥特式建筑,更重要的是,出售其上方的空间权,条件是银行在同一角落为他们建造一座新教堂。根据协议,这座新教堂必须在物理和建筑上与摩天大楼截然不同。
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对于从未设计过纽约高层建筑的建筑师休·斯塔宾斯来说,这构成了一大难题。他向备受尊敬的结构工程师勒梅苏里尔提出了这个问题。这座塔楼能否完全悬挑在新教堂所在的角落之上?他们能否还为地面层腾出空间建造一个广场?
勒梅苏里尔在午餐时边在餐巾纸上勾画,边开始构想对这些问题的独特答案:一座不仅在一角,而是在四个角都架空的摩天大楼。换句话说,一座柱子上的塔楼。
“这座建筑没有问题,没人知道有什么问题。没有裂缝;建筑表现完美。那么,你该怎么办?”为实现这一设计,建筑的四根主要支撑柱将穿过建筑四个面的中央,而非角落。这造成了内在的不稳定性,格林伯格将其比作坐在四条腿位于每边中央的椅子上。“现在,在这四条腿上放一座59层的大楼,你就开始理解这里的复杂性了,”他补充道。
为弥补这一不足,勒梅苏里尔开发了一种结构支撑系统,像外骨骼一样发挥作用。一系列V形支杆,由桅柱交叉连接,有效地将建筑分为六个结构独立的部分。在每个部分中,风力和重力载荷(由建筑自身重量产生)产生的应力将通过桁架安全地分配到柱子上,这些柱子将钻入地下约50英尺的基岩中。
为减少强风时的晃动,勒梅苏里尔还提议在建筑上层安装一个巨大的配重,即调谐质量阻尼器。该稳定装置包括一个400吨的混凝土块,置于一层油膜上,当建筑向一个方向移动时,它会向相反方向滑动,以抵消晃动。
计算完成,模型在风洞中进行了测试。该项目于1974年破土动工,三年后竣工时,它成为了勒梅苏里尔职业生涯的“跳板”,格林伯格说。
“他获得了奖项,声名鹊起,业务激增,一切都很顺利。然后,突然间,他接到了这个电话。”
一个致命的电话花旗银行中心落成时,年轻的工程学学生黛安·哈特利正在普林斯顿大学开始她的本科最后一年学业。她决定将这座塔楼作为她关于高层建筑历史和影响的论文主题。
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勒梅苏里尔的公司慷慨地为她提供了图纸、计划和数据。她参观了这座摩天大楼,亲眼目睹了其质量阻尼器的工作情况。但当哈特利对塔楼对风载的反应进行建模时,有些数据对不上。根据她的计算,所谓的“斜向风”——即对角线吹向塔楼,从而同时对建筑两侧施加压力的阵风——产生的应力比垂直风大42%。然而,提供给她的数据却未考虑到这一点。
“我从未想过我发现了什么不寻常的事情,”现年69岁的哈特利在Zoom通话中说,“我试图弄清楚我哪里错了。”
由于论文已经逾期,她给勒梅苏里尔的办公室打了电话,并与他的一位项目工程师交谈,该工程师“说服”这位学生“她的计算不正确,建筑本身具有更强的稳固性,”哈特利说,她后来从事了成功的房地产事业。“在那个时候,我等着毕业,论文也逾期了,我就在脚注中提到了这次谈话,然后提交了论文。”
哈特利几乎忘记了这次互动,直到20世纪90年代,她看到了一部关于这座塔楼的纪录片,其中提到一名神秘学生发出了警报。目前尚不确定与她交谈的工程师是否将她的担忧转告给了勒梅苏里尔。尽管如此,她仍被广泛认为是引发一系列事件、最终导致发现花旗银行中心潜在致命缺陷的始作俑者。
然而,据信另一名学生也在1978年联系了勒梅苏里尔,其身份直到2011年才为人所知。当时还是新泽西理工学院建筑学新生的李·德卡罗利斯曾写道,他直接通过电话将教授对柱子位置的担忧转达给了这位工程师。
勒梅苏里尔于2007年去世,且其回忆中的不一致之处意味着我们可能永远无法知道是谁提醒了他计算中的错误。在格林伯格的新书中,作者委婉地总结道,尽管两名学生“都未明确声称独自影响了勒梅苏里尔的行动,但毫无疑问,他们各自都在一定程度上深刻影响了接下来发生的事情。”
“这东西真的有大麻烦了”勒梅苏里尔既是一名工程师,也是哈佛大学的教育工作者。在准备一堂关于花旗银行中心的大学讲座时,他根据这名学生(或两名学生)的担忧重新考虑了自己的风载计算。
纽约市的建筑规范并未明确涉及斜向风。当时,结构工程公司也并未普遍将斜向风纳入考量。勒梅苏里尔声称他考虑过斜向风,但事实证明,花旗银行中心非传统的支撑系统对斜向风的敏感度远超他团队的认知。
“当勒梅苏里尔进行计算时,他发现了自己所说的‘非常奇特的行为’,”格林伯格解释道。他发现,在斜向风作用下,外骨骼支撑构件中一半的风应力为零。但在剩下的一半中,风应力却上升了40%,这是他未曾考虑到的数字。“这成了令人极为担忧的问题,”作者补充道。
在那一刻,勒梅苏里尔仍然“没有惊慌,”格林伯格说。这位工程师认为,尽管如此,塔楼仍然足够坚固。但当他与钢铁制造商交谈时,他发现塔楼的支撑结构是用螺栓连接在一起的,而非焊接——他声称这是在他不知情的情况下,为了节省时间和金钱而做出的决定。勒梅苏里尔还意识到,他的工程师们误算了在斜向风作用下建筑重量将抵消多少应力。
掌握了这些新信息后,他确定连接支杆支撑系统各部分的每个拼接处本应使用14个螺栓连接。然而,每个拼接处却只安装了四个螺栓。
“这东西真的有大麻烦了,”勒梅苏里尔在多年后的一次讲座中回忆道。他请风洞专家进行了更多测试,而测试结果使他的重新评估“更加糟糕,”他补充道。
勒梅苏里尔带着数据和妻子前往他们在缅因州的避暑别墅,以仔细思考这个问题。他特别担心30层楼的螺栓连接处,他认为这些地方最有可能发生故障。格林伯格说,这座建筑的设计“没有冗余度”,这意味着只要一个连接处发生故障,就会导致整座建筑倒塌——而这可能会对周围建筑产生多米诺骨牌效应。
查看天气数据后,勒梅苏里尔得出结论,纽约市每50年就会发生一次足以掀翻花旗银行中心的风暴。如果调谐质量阻尼器断电,这一概率将上升至每16年一次。在随后对事件的分析中,勒梅苏里尔写道,“到本世纪末,总倒塌的概率为100%,”并补充道:“当倒塌发生时,它将突然来临,毫无预警,并将导致数千人死亡。”
“在这里,我是世界上唯一知道这件事的人,”他在上述讲座中回忆道,“这座建筑没有问题,没人知道有什么问题。没有裂缝;建筑表现完美。那么,你该怎么办?”
职业操守面对法律、职业和声誉上的毁灭,勒梅苏里尔别无选择,只能自我揭露。
“他在情感上陷入了绝境,”格林伯格说,他在研究自己的书时与勒梅苏里尔的女儿们交谈过,并对这位工程师描绘了一幅富有同情心的画像。“他担心到甚至考虑过自杀。”(勒梅苏里尔自己也曾半开玩笑地说过同样的话:“我曾短暂地想过开车撞向桥墩……但后来我说,‘我会错过故事的结局的。’”)
勒梅苏里尔向同事、合作者和银行通报了他的计算错误。双子塔的工程师之一莱斯利·罗伯逊被请来监督应对措施,但勒梅苏里尔获得了纠正自己错误的机会。他的提议简单明了:在螺栓连接处焊接钢板。但与此同时,为最坏情况做计划却远非简单。
罗伯逊聘请了一家私人气象预报公司,以提供大西洋上任何热带风暴形成的数据。还在建筑关键位置安装了测量应力的仪表,以在出现任何危险移动时提醒工程师。还制定了秘密疏散计划。勒梅苏里尔向城市官员通报了他的发现,并咨询了红十字会,以了解在人口密集的曼哈顿发生建筑倒塌可能的情况。
在修复工作进行到大约一半时,飓风艾拉在大西洋上形成,并威胁要直扑纽约市。令勒梅苏里尔欣慰的是,这场风暴转向了别处。即便如此,当时公众仍不知道危险的严重程度。尽管有些记者提出了问题,但那年的报业罢工意味着纠正措施基本上未受到审视。这些措施由工人在夜间不显眼地进行,耗时两个多月,随后各方悄悄解决了赔偿和保险索赔问题。
尽管一些批评者对修复工作的保密性提出了质疑,但勒梅苏里尔“几乎受到了一致的赞扬,因为他主动披露并配合了工作,”格林伯格写道。花旗银行中心的故事已成为了一个关于职业操守的寓言故事,作者补充道:“在培训工程师时,它真的已成为了一个经典案例。”
直到1995年,《纽约客》杂志发表了约瑟夫·摩根斯坦的一篇文章(其文字记录构成了格林伯格书籍的基础),详细描述了这场危机,危险的全部程度才被公之于众。此后,勒梅苏里尔越来越愿意向学生、同行和媒体公开他的错误。这并未毁掉他的职业生涯,尽管他最为人所知的仍是他所犯并纠正的错误。
(原文标题:This New York skyscraper had a 1-in-16 chance of collapse. Only one man knew
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