发生了什么
哈特福德民众中心是一座 3000 万美元的体育馆,1975 年开放。屋顶采用空间网架结构,由钢管组成的格构跨越场馆 91 米宽度,中间没有立柱。这个设计很新,使用的是轻量化菱形空间网架,规模之大前所未有。
1978 年 1 月 18 日凌晨 4:15,屋顶坍塌——就在几个小时前,约 5000 人刚看完康涅狄格大学的一场篮球赛。楼里没有人。整整 91 米的跨度全部落到体育馆地面,建筑被判定为全损。
调查发现,空间网架的强度设计不足。受压杆件太细,无法承受其长度带来的失稳风险;而且设计没有考虑单个杆件屈曲后荷载如何重新分配。一根失效后,荷载转移到邻近杆件,后者也随之失效——形成连锁坍塌。之所以没被发现,是因为设计计算被简化了,完整分析从未做过。
付出的代价
总损失 7000 万美元;屋顶重建花了 3000 万美元
为什么发生
空间网架中的受压杆件太细,长度与截面不匹配,在荷载下容易屈曲,这是根本性的工程错误。
设计计算假定荷载会均匀分布,但一根杆件屈曲后,荷载转移到其他杆件,引发了从未建模过的连锁失效。
这种创新设计从未按这么大的尺度建造过,工程公司也没有做完整的结构分析来验证它是否安全。
可以学到什么
从未按这种尺度建造过的创新设计,必须做完整结构分析,不能只靠简化计算。这个屋顶是个原型——却没人核对它到底能不能站住。
从这里,追溯依据
参考来源
- UAB engineering case study — Hartford Civic Center roof collapse (archived) web.archive.org
- Hartford Civic Center roof collapse — Wikipedia en.wikipedia.org