第3382回飓风营救花旗大厦,过而能改善

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无欺于死者，无负于生者，无愧于来者

第回：飓风营救花旗大厦，过而能改善莫大焉

4根35米高跷撑起世界第7高楼.

大厦元非一木支，欲将独力拄倾危。

在美国纽约有一座摩天大楼，可以完美诠释这句话。因为它仅用4根柱子便撑起了59层大楼。

正直是告诉自己真相，而诚实是告诉别人真相。——斯宾塞·约翰逊

Howonedesignflawalmosttoppledaskyscraper.

Architectssometimesdesignimposible,butengineerscanalwaysmakeitpossible.

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美国大学生发现米高的摩天大厦存在巨大的缺陷，当补救工程刚开始时，一股时速超过公里每小时飓风正向这里扑来。

若这座摩天大厦垮塌，将造成20万人死亡，还会给附近10个街区带来威胁。

花旗集团中心（CiticropCenter）是纽约市最雄伟的摩天大楼之一。它以米的高度、独特的45度屋顶，耸立于城市天际线。中心包含59层，三百万平方英尺的办公室。从大厦的顶部的45度角度意欲包含太阳能板提供能量，但这个构想已遭到放弃。

随着越来越多的摩天大楼矗立在地球上，除了高度，设计师们对于建筑的造型也是花样百出。但任谁都知道，再好看的造型都必须建立在安全的基础上，特别对于摩天大楼来说，如果由于设计上的失误导致坍塌事故，后果将是灾难性的。

位于纽约的花旗集团中心便曾经遇到过类似的风险。花旗集团中心是纽约最雄伟的建筑之一，建成于年。这栋高达米的大楼，仅由4根35米的圆柱撑起。花旗集团中心大楼一共59层，有12万平方米的办公区域。这座大楼最独特之处就在于它的悬空造型以及呈45度斜角的楼顶。这座大楼的建筑难度相当高，所投入的资金数额巨大，花费了大约60亿人民币。

在建造之初，结构工程师准备了三个措施来保证这栋大楼的安全，首先是精心计算了支撑大厦的角柱位置；其次，他们在大厦中安装了一个大型协调减震器——吨的混凝土块，用来抵消楼群风有可能对大厦造成的晃动(安置于大厦上面的谐调质量阻尼器(tuneddampermass)有助于大厦的稳定。这台谐调质量阻尼器重吨，体积立方英尺(7立方米)。此设备减少由风所造成的移动达50%。但这个阻尼器是依赖电源供电的,一旦飓风期间断电,阻尼器就会失灵)。第三则是一个可调节的质量阻尼器，同样是为了防止这种高层建筑在大风中摇摆。

花旗集团中心是花旗集团的总部，是当今世界资产规模最大、利润最多、全球连锁性最高、业务门类最齐全的金融服务集团之一。它是由花旗公司与旅行者集团于年合并而成、并于同期换牌上市的。换牌上市后，花旗集团运用增发新股集资于股市收购、或定向股权置换等方式进行大规模股权运作与扩张，并对收购的企业进行花旗式战略输出和全球化业务整合，成为美国第一家集商业银行、投资银行、保险、共同基金、证券交易等诸多金融服务业务于一身的金融集团。

花旗集团作为全球卓越的金融服务公司，在全球一百多个国家约为二亿客户服务，包括个人、机构、企业和政府部门，提供广泛的金融产品服务从消费银行服务及信贷、企业和投资银行服务、以至经纪，保险和资产管理，非任何其它金融机构可以比拟。现汇集在花旗集团下的主要有花旗银行、旅行者人寿和养老保险、美邦、Citi-financial、Banamex和Primerica。

花旗集团中心位于列克星敦林荫大道和53大街的交叉口。是美国纽约新一代摩天楼代表作之一，在功能上，该建筑包括第一花旗银行使用的高层办公大楼，教堂，带中庭的多层零售商店，餐馆和一个绿化庭院广场。在休闲等需要，还可尽情享受中庭的“共享空间”。

该中心极具特点的是，其基座是用四根抗风架构方柱体架起，使建筑凌驾于街道平面上，形成了一个高硕开敞流动的城市型空间，富有创造性和现代感。首先，花旗集团中心独特的建筑外观引起了人们对现代城市的兴趣和认同。其次，花旗中心内部的设施和功能满足了人们丰富多彩的城市生活需要，将这二者结合起来的关键是要准确把握人们的生活习惯，进而做出合理的功能组合设计。

花旗集团中心是二十世纪七十年代纽约最成功的设计方案之一，它给曼哈顿市中心带来了新的气息，那里以前都是常见却非常大的路德教会教堂。它为人们创造了一个新型的室内广场，在多层都建有商店、餐馆和作秀场所。

纽约建筑评论专家、帕森斯设计学校的校长保罗·高德伯格最近表达了他对这个建筑的感受。他说：“上个世纪70年代纽约最重要的建筑就是花旗中心，不仅是它一流的让人难以忘怀的外形，更是因为它根本地与城市的结合。”如今花旗中心这个英尺的摩天大楼的坡度楼顶已经成为纽约这个城市的地平线，高德伯格的评价可以说毫不夸张：“它像一条线，已经纺进了这个城市的经纬。”

年是美国的黄金年代。

依靠着二战的红利，美国进入国力最鼎盛的一段时间。在全球势力的重新划分中，美国取得了先机，带动了自己国内经济的迅速发展。

花旗集团（Citicorp）亦受益于此股风潮。年初，其位于曼哈顿公园大道的总部，对于公司的持续增长和扩张而言显得越发不相称。花旗集团需要建造一栋全新的，显眼的摩天大楼。

与此同时，莱克星顿大道号（LexingtonAvenue）的圣彼得教会正为他们教堂的日渐老化所发愁。圣彼得教堂建于20世纪初，最初的目的仅是为教会的会众提供一个礼拜的场所。

60年过去，教堂早已变得破败不堪。而当时还是属于郊区的莱克星顿大道，也已经变成了纽约繁华的金融中心。教堂所在地变成了寸土寸金的金融中心,在缺乏资金的情况下，为了对教堂进行认真的修复，教会开始考虑出售其在号的宝贵财产。

就像是命中注定一般，花旗集团与圣彼得教会的接触显得那么顺理成章。与圣彼得教会的谈判并不轻松。无论如何，教会都不愿将教堂搬离。最终，花旗集团花了5年时间及0万美元，才与教会就号土地售卖达成协议。

在协议中，圣彼得教会需要花旗集团接受两个特别的条件，才同意出售土地：

第一是在原址上，为教会建造一座全新的教堂；

第二是新大楼不允许有任何结构穿过教堂。

第二个条件让花旗集团犯了难。如果要做到这一点，意味着要牺牲宝贵的办公空间。

同样为第二个条件犯难的还有花旗新大楼的首席建筑师休·斯塔宾斯和首席结构工程师勒梅雪，他们已经为新大楼的方案苦苦思考了数周。

大厦首席建筑师休·斯塔宾斯是纽约颇有声誉的建筑师，他在学生时代就读于佐治亚理工，并在哈佛获得了硕士学位。在哈佛，他曾与包豪斯运动（BauhausMovement）的发起人之一WalterGropius共同学习。

斯塔宾斯于年1月11日生于美国阿拉巴马州的伯明翰。他在年从佐治亚理工学院毕业。在大学他是全国有名的田径选手，但由于腿受伤未能参加奥运会。年他在哈佛大学获得设计硕士学位。然后为一家设计“科德角风格”(CapeCod–style)住宅的建筑公司工作(虽然他推进了现代主义)。

著名现代派建筑大师瓦尔特·格罗佩斯(WalterGropius)邀请斯塔宾斯到哈佛讲授城市规划与设计，他在那里呆了10年以上。在这一时期，斯塔宾斯最著名的作品是“柏林国会大厅”(BerlinCongressHall)。这幢建筑物由于它的屋顶很像贝壳，获得了“怀孕的牡蛎”的绰号。

在以后的50年中，斯塔宾斯的公司设计了多幢建筑物，它们有许多在当时属于首创，并且是最优秀的。在所有的建筑物中，“花旗总部”率先使用增加建筑物稳定性的系统——“调质阻尼器”(tuned-massdamper)。

勒梅雪同样是一名享有盛誉的结构工程师，他作为休·斯塔宾斯的搭档一起完成了多项地标的设计。勒梅雪先是在哈佛就读数学，随后在麻省理工获得了建筑工程的硕士学位。

两人为教堂与新大楼之间的关系曾考虑过多个方案，但受限于苛刻的第二个条件，对于如何最大化利用教堂位置的空间仍然没有头绪。

一天晚上，勒梅雪坐在剑桥的一家希腊餐馆里，又研究起这个困扰多时的项目。通常情况下，结构工程师会希望一座大楼的柱子会以一定间隔规则地均匀放置，这样每一层的重量就会通过最简单明晰的路径往下传递，方便工程师对大楼受力及安全度进行清晰的分析。

然而，过多的柱子会对影响建筑内部的空间划分。如果希望大楼内部拥有开阔的空间，那就要减少柱子的布置。最后，大楼可能会被优化为只剩下几根大柱子支撑的结构。

在花旗新大楼的项目中，事情还没有这么简单。如果按上述方案调整，左上角的柱子将会与教堂位置冲突。除非牺牲掉左上角的大厦空间，将柱位内缩以让出教堂的位置。

突然之间，勒梅雪的灵感来了，随手拿到桌上的餐巾纸将草图画了下来。在勒梅雪的方案中，原先布置于大楼四周的柱子被移动到了中间，整座大楼以一种“踩高跷”的形式坐落于地面。

这似乎是一个两全其美的方案。新的布置既避免了与教堂的冲突，亦最大程度上保留了大楼的空间。但是，柱子移往中间后，大厦每一层的两端缺乏支撑，变成了不稳定的大悬臂。

为了解决这个问题，借助于树的灵感，勒梅雪又设计出了大胆的V型桁架体系。如果说中间的柱子是树干，V型桁架就是树枝，将楼层的重量安全稳定地传递给柱子。

这是振奋人心的一晚。不仅一扫数周的苦恼，如此大胆张扬的方案如果能实现，将毫无疑问会成为纽约的新地标。

年，大楼建成，被命名为花旗集团总部大厦（CiticorpCenter）。那些巨大的V型桁架被勒梅雪认为是天才般的发明，他甚至试图说服建筑师好友休·斯塔宾斯将这些桁架布置在大厦最显眼的外部，不过没有成功。

“我很自负，”勒梅雪在一次采访中说道，“我本来希望我的杰作在大楼外面展示，但休·斯塔宾斯不同意。最后，我告诉自己，我一点也不在乎——它就在那里，上帝会看到的。”

耸立在纽约曼哈顿商业区的有斜背式屋顶的“花旗总部”(CiticorpCenter)，将使人们永远记得斯塔宾斯。这座细长的英尺高的大厦，其设计目标如斯塔宾斯所说，是打破“排列在街道两旁的新的、老套的厚片建筑物”给人的厌倦感觉。

“花旗总部”于年建成，外表由交错的带形玻璃和铝装饰。上端是英尺高的倾斜45度的屋顶。它的巨大的公共广场，在地面水平为建造一个新的圣彼得路德教会教堂提供了足够的空间。并且，惟一的三层市场，使街景变得有生气。

“花旗总部”被当作建筑成就寿命的例子。教会售予花旗集团空中权，花旗集团中心建筑在教会的上方。教会想保留在十字路口原址新的发展。新的大厦建筑在5支35米的方柱上方，每支方柱位于大楼每一面的中央，

并将墙面以多个倒等腰三角形支撑，将力量传导至4根周围的梁柱，如此便允许倒流角落空间而大厦悬空在教会之上。但是蓝图在未经工程师同意的情况下被修改，原本是以焊接接合的倒三角巨柱，被修改为螺丝钉栓接，这个改变在建筑期间导致了结构不可靠的完成品.但是当时洋洋得意的勒梅雪并没有发现他的设计缺陷.

年6月一个温暖的日子，勒梅雪在他位于麻省剑桥的办公室接到了一名工科学生黛安·哈特利的电话。黛安哈特利说，她的教授让她写一篇关于花旗集团总部大厦的论文，作为本科毕业成果。

大厦一年前在曼哈顿竣工时，它已经成为当时世界第七高的建筑。在准备论文时，黛安哈特利从勒梅雪公司一名助理工程师拿到了大厦的相关资料，并对大厦的结构工程进行复核。在复核过程中，她发现大厦在抗风性能上异于常规的建筑物。

对于常规的建筑物，由于四个角都有柱子，垂直于建筑表面的风通常是最不利的受力情况。在常规建筑物设计时，垂直于面的风通常是最不利工况,但是对于花旗集团总部大厦，黛安哈特利发现大厦在承受对角线风（此时风向与大楼的对角线平行）时，大厦的内力要明显高于垂直面风的情况。

黛安哈特利在验算后，认为大厦不足以抵抗对角线风引起的荷载。在提交论文后，她的老师回复意见中也提到了同样的质疑。因此，就有了开头与勒梅雪通话的一幕。

黛安哈特利告诉勒梅雪，他把大厦的柱子布置在错误的地方。勒梅雪听后，并没有感到任何惊诧，因为他对自己的杰作有足够的信心。他仅将其视为一个有趣的插曲。

在当天晚些时候，勒梅雪对黛安哈特利提到的情况亲自进行了分析。勒梅雪作为一名杰出工程师的同时，也是哈佛大学结构工程的客座教授。他觉得这个案例十分有趣，打算将其准备成一次课堂讲座，以激发学生对结构工程的兴趣。

大厦是由一系列V型桁架支撑的标准层组成的。在每个标准层中，大厦的四面被由4根大型桁架组成的三角形所包围。

勒梅雪首先计算了风垂直于建筑表面的工况。在不同方向的风荷载下，大厦的V型桁架构件呈现出受压或受拉的力学响应。

随后，勒梅雪验算了对角风的情况。对角风可以按45°分解为两个垂直于建筑表面的分力，大小为两个方向风力的70%。在通常情况下，构件引起的力学响应是小于垂直面风工况的。

然而，勒梅雪惊奇地发现，在他设计的V型桁架中，在受到对角风力的情况下，部分桁架的应力竟然比垂直面风工况高出40%。由于大厦特殊的结构布置，在对角线风分解为两个70%的小垂直面风时，部分构件的在两个垂直面风的荷载下，受力是一致的。

所以当两个小垂直面风荷载叠加时，部分桁架会出现双重受压或双重受拉的力学响应。在叠加后，70%+70%等于%，所以会比设计值高出了40%。

勒梅雪开始感到有些隐隐不安。他想起了一个月前的另一场会议。

一个月之前，勒梅雪在匹兹堡参加了两栋摩天大楼的讨论会。这两栋楼也是他的老搭档斯塔宾斯设计的，勒梅雪作为结构工程师，为这两栋楼设计类似花旗新大楼的桁架支撑，通过焊接来固定构件。在会议上，有施工单位提出了用螺栓代替焊接来连接构件，因为焊接需要大量合格的焊工，成本高昂。该施工单位声称，如果匹兹堡这两栋楼继续使用焊接连接，他们可能不会参与后续的投标。

大多数情况下，螺栓连接虽然比焊接连接要弱一些，但安全度也是有保障的。勒梅雪想起了这次会议，他想确定花旗新大楼在施工时是否也遇到了相同的情况。如果大楼采用的是设计中的焊接连接，可以使勒梅雪安心一些。设计时预留的安全度可以覆盖掉意料之外的40%内力。

勒梅雪打电话给他的合伙人戈尔茨坦确认此事。“哦，你不知道吗？它们被改变了，”戈尔茨坦说道，“它们从来没有被焊接过，因为施工单位来找我们，说他们认为不需要这么做。”

很不幸，花旗新大楼在施工时遭遇了同样的事情——虽然焊接会更加牢固，但是成本太高。在勒梅雪不知情的情况下，大楼桁架的连接被变更为螺栓，并得到了他团队成员戈尔茨坦的同意。

问题有些令人不安。勒梅雪想知道他们团队将焊接变更为螺栓后，在螺栓设计时是否有考虑对角线风。如果大楼的桁架在对角线风工况下表现得如此敏感，那么连接它们的螺栓则更是如此。“我并没有因此陷入恐慌，”勒梅雪说。“但我有一种预感，这事我最好调查一下。”

7月24日，他飞往纽约，在那里他的预感很快得到证实:他的手下只考虑了垂直面风。除此之外，他还发现了另一个“微妙的概念错误”。勒梅雪的团队在进行抗风计算时，V型桁架采用的计算模型并不恰当，直接导致每个连接点应该使用的螺栓数量减半,类似工程施工中的偷工减料.

连接的能力设计不足，再加上没有考虑对角线风引起的40%额外载荷，一个非常现实的担忧开始出现：大厦是否在某天会出现倒塌？

“那时候，”勒梅雪说，“我已经开始动摇了。”

勒梅雪后来将这一系列的内部调查命名为”SERENE计划”，它是SpecialEngineeringReviewofEventsNobodyEnvisioned（无人发现事件之特别工程审核）的首字母缩写。计划名称听起来既悲伤又贴切。这个事件诞生于一张餐巾纸上，并随着一系列源于特定心态的误判逐渐化为现实。

勒梅雪试图从大楼的另一个设计元素中获得安慰:安装在建筑顶部的大型阻尼器。它的本质上是一个吨重的混凝土块，附着在巨大的弹簧上。当大楼受到风力影响而左右摇晃时，阻尼器由于惯性会表现出抑制运动的倾向，从而减少大楼受风力的影响。

在对螺栓连接危险性做出最终判断之前，勒梅雪在7月26日飞往了加拿大。在那里，他与达文波特安排了一个会面，后者是西安大略大学风洞实验室的主任，研究强风中建筑物行为的世界权威。

两天后，勒梅雪开车来到位于缅因州塞巴戈湖一个岛屿，他在岛屿上拥有一栋私人别墅。勒梅雪已经拿到了达文波特的分析结果，他准备整个周末都在他的别墅里研究这些风洞数据。

勒梅雪发现，最薄弱的地方在大楼的第三十层；如果那一层出现倒塌，整个结构的灾难性破坏就会随之而来。接下来，他利用达文波特提供的纽约市天气记录，计算了一场足以撕裂大楼暴风雨出现的概率。数据告诉他，这种事件发生的概率统计为每16年一次——气象学家称之为16年一遇的风暴。

“那非常低，低得令人发畏，”勒梅雪说，“换句话说，任何一年都有十六分之一的机会，包括今年。”当楼顶的大型阻尼器也被考虑在内时，概率减少到55分之一——55年一遇的风暴。但是阻尼器的运行需要电流，一旦大风暴来袭，电流可能会失灵。

作为一名经验丰富且享有声誉的工程师，勒梅苏瑞尔自认为他可以解决大多数结构问题，包括花旗新大楼的问题。然而，为了避免灾难，勒梅雪不得不揭发自己。这意味着可能会面临旷日持久的诉讼、破产和职业耻辱的痛苦。这也意味着花旗集团的管理层和股东在得知耗资1.75亿美元打造的新企业标志面临崩溃威胁时，感到震惊和沮丧。

在岛上，勒梅雪考虑了他的选项。

第一是保持沉默。只有加拿大的达文波特知道他所发现的事情，他不会自己透露。如果勒梅雪不说，最终可能并不会承担任何法律责任——当时纽约市的建筑规范并没有要求计算对角线风的规定；

第二是自杀。如果勒梅雪以每小时英里的速度沿着缅因州公路行驶，并冲向桥台，那就是自杀。

然而，勒梅雪选择了第三个选项，拯救大楼。保持沉默需要赌上其他人的生命，而自杀则是懦夫的出路。一瞬间后，勒梅雪感到了一股令人眩晕的力量感。“我有世界上其他任何人都没有的信息，”勒梅雪回忆道。“我手中有力量去实现只有我才能发起的非凡事件。”

年7月31日，星期一的早上，勒梅雪鼓起勇气，试图联系他的老搭档斯塔宾斯坦白此事，但未能联系上。他只好打电话给斯塔宾斯的律师。随后，勒梅雪按照律师的建议，在告诉其他人之前，先联系了他自己的保险公司。保险公司意识到情况的严重性，在第二天早上协助勒梅雪联系上了罗伯逊，一位曾担任世贸中心结构顾问的工程师，他拥有丰富的高层设计和灾害管理的经验。

罗伯逊从一开始就让勒梅雪感到不安。他记得，“罗伯逊向在场的每一个人预测，在花旗集团听到这个消息的几个小时内，整个大楼将被疏散。我差点晕倒。我不想发生这种事。”

勒梅雪则认为没有必要疏散。他认为，多亏了楼顶的阻尼器，除了最恶劣的天气，这座建筑在任何情况下都是安全的。他坚持认为，安装应急发电机可以确保阻尼器在暴风雨中的可靠性。

无论如何，所有人均同意的一点是，勒梅雪和斯塔宾斯需要尽快通知花旗集团。斯塔宾斯当天才从加州乘飞机回家，仍然不知道他的大楼有缺陷。在晚上，勒梅雪乘飞机去了波士顿，去了斯塔宾斯的家，并坦白。“我必须承认，他开始时退缩了——这可是他的杰作，”勒梅雪说。“但他是一个极具韧性的人，一个非常成熟的人。非常幸运的是，我们有着终生的信任关系。”

8月2号，勒梅雪和斯塔宾斯飞往纽约，成功与花旗集团的执行副总裁瑞德会面。勒梅雪详细地向瑞德描述结构缺陷以及他认为如何修复它。“我已经设想过，你可以在每一个关键连接点周围建造一个小板房，让焊工可以在里面工作，而不会损坏租户的空间。你可能不得不铺上地毯，晚上工作，但这一切都可以做到。但我传达给他的真正信息是我需要你的帮助——现在。”

会议持续了半个小时，在会议结束时，瑞德礼貌地感谢了这两个人，但是态度十分暧昧。瑞德告诉他们先回去，等待进一步的指示。

接下来的一个多小时是煎熬的。花旗集团总部大厦和他自己的职业生涯岌岌可危。在午饭结束不久后，勒梅雪和斯塔宾斯接到了来自瑞德的电话，花旗集团董事长瑞斯顿会和他会在办公室等他们。

勒梅雪是幸运的。在会面结束后，除了搭档斯塔宾斯，还得到了花旗集团的支持。瑞斯顿表态支持大楼的修复工作。

“瑞斯顿棒极了，”勒梅雪说。“他说，‘我想我的工作是处理这件事的公共关系，所以我必须开始起草一份新闻稿。’”但他一时找不到纸，所以有人递给他一个黄色的便笺。这让他笑了。

“所有的战争，”瑞斯顿说，“都是将军们写在黄色便笺上赢得的。”花旗集团的将军站在了他们的一边。

年8月7日，勒梅雪的团队发布了修复工程的图纸。然而，随着图纸的发布，一种新的不确定性即将被引入到非常微妙的情况中。到目前为止，只有花旗集团、设计团队成员、达文波特、罗伯逊、律师等内部人士知道这个问题的存在。然而，在任何工作开始之前，图纸必须提交给建筑部门审查和批准，因此，知道事件的群体将大大扩散，如果不幸被泄漏出去，甚至会引起群体性恐慌。

同一天，花旗集团会见了美国红十字会纽约大都会区灾难服务主任，讨论制定疏散计划。据红十字会的估计，如果建筑物倒塌，可能会有20万人死亡。

为了预防这种情况出现，花旗集团在8月8日发布了一份平淡无奇、充满公司行话的新闻稿，称工程师们建议加强大楼支撑系统的某些连接，已提前稀释可能引起的