哈特福市民中心是一座造價3,000萬美元的體育館,於1975年啟用。其屋頂為空間桁架結構——由鋼管構成的格狀結構,設計用於在無內部立柱的情況下跨越體育館91公尺的寬度。該設計颇具創新性,採用從未在如此規模上建造過的輕質菱形空間桁架。

1978年1月18日凌晨4:15,屋頂坍塌——就在5,000人參加完康乃狄克大學籃球賽數小時之後。當時建築內無人。整個91公尺跨度墜落至體育館地面。該建築全損。

調查發現,該空間桁架的設計強度不足。受壓構件過於細長,且設計未考慮個別構件屈曲時的荷載重分配。一旦一個構件失效,荷載便轉移至相鄰構件,後者亦隨之失效——形成連鎖坍塌。該錯誤未被發現,是因為設計計算經過簡化,從未進行完整分析。

屋頂於凌晨4:15坍塌,當時5,000人已離場數小時,造成7,000萬美元損失;細長構件屈曲並引發連鎖效應,因為荷載重分配從未被建模分析。

該空間桁架的受壓構件相對於其長度過於細長,使其在荷載下易於屈曲——這是一個根本性的工程錯誤。

設計計算假設荷載會均勻分布,但當一個構件屈曲時,荷載轉移至其他構件,造成從未被建模分析的連鎖失效。

這項創新設計從未在如此規模上建造過,而工程公司未進行驗證設計安全性所需的完整結構分析。

一項從未在如此規模上建造過的創新設計,需要完整的結構分析,而非簡化的計算。該屋頂是一個原型——而沒有人檢查它是否能站得住。

追溯依據

參考來源

  1. UAB engineering case study — Hartford Civic Center roof collapse (archived) web.archive.org
  2. Hartford Civic Center roof collapse — Wikipedia en.wikipedia.org