哈特福德市政中心：积雪夜里塌下来的双向钢网架

破除误解：不是那场雪把合格屋顶压垮了#

第一个误解，是把原因写成“1978 年 1 月 18 日的雪太大，任何屋顶都会塌”。设计活载按当时口径是每平方英尺三十磅的雪。CRREL 受美国国家标准局（NBS，今 NIST 的前身之一）委托，把倒塌时刻的雪、冰、雨均匀荷载收成每平方英尺十五到十八磅。这是这座屋顶自 1973–1974 年落成以来最重的一次积雪，仍低于那张三十磅的活载表。雪是触发。雪不是已经闭合的承载力。把对象改成“暴雪证伪了体育馆”，会把上弦与腹杆从证据里删掉。

第二个误解，是把它并进花旗中心，只因为都写着 1978。花旗的接头在入住后被夜焊补回，倒塌没有发生。哈特福德的网架在空场里真的坠入看台。两起都与某一种荷载路径没有被写完整有关。闭合方式相反。同年不是同一条因果。

第三个误解，是写成“空间网架这种型式已经被证伪”，或写成钢材骗人。Lev Zetlin Associates（LZA）受哈特福德市聘请做结构调查。报告写明：双向空间桁架与空间网架是有效且安全的结构体系，许多工程已经用过；哈特福德这一座的某些设计与施工环节没有被正确实现。查尔斯·桑顿同年三月对《纽约时报》说，材料、工艺、金属质量、排水和施工过程本身，当时都不被看成底层原因。材料强度在这里首先是十字形组合截面绕哪一根轴会先屈曲，不是抗拉表上的那个数。钢没有在拉伸试验上撒谎。撒谎的是那张把腹杆当成已经把上弦撑住的计算图。

第四个误解，是写成“积水把屋顶写成了一座湖，所以任何平屋顶都会塌”，或写成记分牌焊缝是根因。屋顶按四分之一英寸每英尺坡向内谷，内落水大约在距边九十英尺的线上。设计活载下，计算机曾给出中心下挠约十三英寸、四角上挠约六英寸。中心一沉，靠内的坡会变缓，积水在纸面上是候选放大器。CRREL 的雨夹雪分析与倒塌后的层理观察，把谷线侧向汇流写成不大可能在 0418 之前形成控制荷载。建筑师保险人请来的顾问 Hannskarl Bandel 把原因写成记分牌焊缝。ENR 1979 年记下这条意见，并写明它与其余调查冲突。积水被调查过。焊缝被主张过。本页不把其中任何一条升成已经闭合的起始事件。

装置：十字形上弦、没有按图工作的腹杆撑，和一场被量过的雪#

装置的第一件是这座屋顶在平面与支承上的位置。建筑师文森特·克林。结构是 Fraioli, Blum & Yesselman。平面约三百英尺乘三百六十英尺。两层主要弦杆按三十英尺见方的网格布置，上下相距二十一英尺。斜腹杆把上下节点连起来，中间再加一层水平杆。四根塔柱落在距边约四十五英尺的位置，四周形成悬挑，而不是一圈边柱把网架托住。网架在地面拼装，用塔顶液压千斤顶顶到约八十三英尺高度。1973 年 1 月 16 日屋顶完工。Blum 与 Wesler 1974 年在《土木工程》公开写过地面拼装与整体提升。几何课到此为止。路必须经过上弦压杆，以及把上弦当成已被撑住的那些腹杆节点。

装置的第二件是上弦本身：四根角钢组成的十字形组合截面，以及计算机里被写成十五英尺的无支撑长度。十字形便于连接。它对弯曲和扭转弱。LZA 写：选择这种截面，看来是因为设计假定弯曲与扭转在空间桁架里可以忽略。上弦三十英尺杆件在图面上还被中间斜杆在中点再撑一道。实际节点上，斜杆往往接到水平杆下方一段距离，撑变成带弹簧的撑，而不是计算里的硬撑。

外侧上弦有的只按三十英尺一撑，而不是假定的十五英尺。中间两根连到上弦中点的杆，常常落在同一平面里，只在一个方向提供约束，垂直方向等于整段三十英尺无撑。若干周边上弦中点还落了短柱，屋面荷载由此进入杆件，产生计算里没有当成主要项的弯曲。

LZA 把东西向外弦压杆的超载写成百分之八百五十二，南北向外弦百分之二百一十三，东西向内弦百分之七十二。这些百分比是调查对设计假定与实际构型的比较，不是一份教人把哪一根杆做到屈曲的配方。隔板过稀时单根角钢可以自己屈曲；细长比与螺栓孔削弱还触到当时钢结构学会条文。对象是已经造出来的细节，不是“角钢这种材料”。

装置的第三件是计算机模型里被省略的杆与荷载点。LZA 写：结构工程师的模型主要只收入上下弦和主斜杆，屋面荷载只加在上弦主节点。若把中间斜杆、水平杆以及上弦中点子节点上的屋面荷载写进模型，失稳与一次弯矩本来可以被设计者看见。

施工阶段已经给出对照。网架还在地面时，检查机构已经报告部分节点下挠过大。顶升就位、屋面尚未铺上时，实测挠度约为计算机预测的两倍。工程师的回应被后来的复述写成：实际与理论之间出现这种差别，应当预期。

外墙饰面板因为网架下挠对不齐。项目经理把问题推回分包，要求处理或承担延误。施工照片里，上层已有两根杆明显外弓。落成后一年，一名市民向工程师指出屋顶下挠看起来不安全。城市再次得到“没有问题”的保证。计算机没有把现场尺子作废。被作废的是把尺子读成必须回头改模型的那一支笔。

装置的第四件是雪、雨、冰被怎样写成荷载。NBS 房屋技术中心没有按凯悦那一套对整座结构做国家级残骸试验。它把雪载这一页交给 CRREL。CRREL 把 13–14 日与 17–18 日两场降水累加，结论句是均匀荷载每平方英尺十五到十八磅，并写明这是落成以来最重的一次。他们同时问雨水会不会在内谷积成集中力。按雨夹雪模型与事后层理，到 0418 时谷线侧向汇流不大。Geisser 事务所次日取样，保温与屋面板相对干燥，不支持屋面内部另加一笔活载。积水因此停在被调查过的候选机制，而不是已经量到的起始力。ENR 1978 年 6 月 22 日转述另一套账：倒塌当日总荷载约六十六到七十三磅每平方英尺，而这座屋顶至少应有约一百四十磅每平方英尺的设计承载力；网架自重曾被低估约百分之二十，十八磅对二十三磅。两套数字量的不是同一列。CRREL 量的是雪冰雨。ENR 转述的是总荷载与应有承载力。

装置的第五件是调查分工本身。哈特福德任命三人委员会。委员会聘请 LZA 查原因并建议拆除程序。LZA 1978 年提交报告。Loomis and Loomis 另做调查，同意从落成之日起就存在严重设计错误，但把起始模态写成受压杆的扭转屈曲，而不是上弦侧向屈曲。他们的计算机分析把四根塔柱附近的上弦与受压斜杆写成倒塌前一日已接近扭转屈曲承载力，估计每平方英尺十二到十五磅的活载即可失稳，而当晚雪载约十四到十九磅。ENR 1979 年 6 月 14 日把这条理论公开。扭转屈曲不常见，因而容易不在检查表上。它与 LZA 的侧向屈曲不是互相取消，而是对同一座偏弱受压体系的两种起始叙事。Bandel 的焊缝说是第三条。FB&Y 公开辩护原设计。六年后各方庭外和解。失效分析在这里不是捡一块“坏钢”，而是对读 LZA 的节点图、Loomis 的扭转模态、CRREL 的雪载，以及施工阶段已经被量到却没有被当成数据的挠度。空场把死亡数字写成零，没有把链条写成不存在。

它证明了什么，没有证明什么#

它证明：一座已经按当时计算机分析放行、已经使用约五年的双向钢网架，可以在低于设计雪活载的均匀荷载下整体坠入空场。它证明施工中两倍于预测的挠度、外弓的上弦和市民投诉，都可以被读成“理论与实际本来就会差一截”。它证明积水、暴雪、记分牌焊缝都可以成为候选句，却不必因此把上弦无支撑长度从证据里拿掉。死亡数字是零。空场不是结构合格证。空场是时间表。

它没有证明空间网架作为类型非法，也没有证明“用计算机做大跨屋盖”这种办法本身不合法。LZA 把后一句话写进报告：体系有效，这一座的某些环节没有被正确实现。知识不足的正确反应，是把无支撑长度、节点偏心和中点荷载写成必须关闭的项，而不是宣布大跨屋盖从此非法。后一座仍可以是网架。被换掉的是把打印输出当成已经看见屈曲模态的合格证。

它也没有证明“只要工程师个人再算一遍，组织问题就会消失”。合同被拆成多个分包，由施工经理协调。建筑师曾建议聘请有资格的结构工程师看施工。施工经理拒绝，认为费钱。倒塌后他主张自己只保证按图施工、不保证项目性能。哈特福德执照与检查部门没有要求它通常会对这种体量项目做的同行评审。LZA 把缺少熟悉大跨特殊结构的全职注册结构工程师写成严重错误，并把肉眼可见的外弦外弓写成本应被当成红旗的信号。工程伦理在这里不是一句“应当更小心”。被挡住的是把已经量到的挠度送回模型的那张桌子。康涅狄格后来成为少数要求对特定房屋做同行评审的州之一。那是事后补写的行政句子。它不能把 1978 年 1 月 18 日改成另一天。

反事实必须停在调查已经写下的约束里。若模型收入中间杆件和中点荷载，失稳与一次弯矩有机会在出图前被看见。若提升后把两倍挠度当成必须解释的数据，而不是预期噪声，现场外弓至少有机会触发停工或补撑。若活载被写成扭转屈曲也必须检查的一栏，Loomis 后来指出的那一种模态至少会进入审查包。这些都不是对 1978 年现场的操作说明书。它们标明稳健性写在哪里：上弦弱轴几乎没有撑、恒载被低估、雪仍低于设计活载、检查链没有把尺子送回计算。四件叠齐，空场也可以把一座屋顶写成必须拆除。

深一层：测上弦还在不在轴线上，而不是测计算机还在不在出图#

指令若只问“程序有没有跑完”“屋面还看不看得见积雪”，现场的状态已经走过压杆离开轴线的那一圈。篮球赛能证明这座馆把人送回了雪夜。它不能代替那一处上弦在中点荷载与实际无支撑长度上还是不是稳定的。

测量清单因此有两层。1978 年能测的，是雪深与水当量、残骸上的外弓、节点偏心、隔板间距、以及模型里收了哪些杆。当时没有被当成放行充分条件的，是把“实测挠度为什么是预测的两倍”写成必须关闭的计算包。复杂性不是赦免未重新闭合的上弦的哲学。回答“雪没有超过三十磅”，或“计算机已经分析过”，都不是充分条件。

彼得罗斯基后来把本案写成：计算机让每一根杆都逼近最小重量与规范允许应力，手算时代那种偏肥的裕度被削掉。这句话是对优化文化的评论，不是 1978 年的仪器读数。能闭合的仍是 LZA 与 CRREL 已经分开量过的两列：杆件构型，对雪冰雨。

伦理边界必须写清。复盘可以说明这座屋顶如何在 LZA 报告、Loomis 的扭转叙事、CRREL 的雪载和 ENR 的连载里被重建。不得提供如何减薄腹杆约束、如何选择使十字形截面先退出工作的无支撑长度、如何布置会使雪或雨水在谷线集中的坡度与排水。具体屋盖的检测、限载、封闭与拆除属于持照人员与主管当局。

要记住的是 LZA 已经写下的那一句：空间网架可以是安全的；这一座的某些设计与施工没有被正确实现。1 月 17 日的观众不是可以单独起诉的节日。荷载到来时，这座屋顶不是已经按实际无支撑长度关掉的一座屋顶。

跨域连接#

• 特征值：压杆屈曲在结构力学里被写成刚度矩阵何时给出零特征值：轴线还在时荷载有解，离开轴线后构型改写。本页把那句话收成调查里的上弦：计算假定十五英尺有撑，实际弱轴接近三十英尺无撑，十字形截面对弯曲与扭转本来就弱。对读时比较哪一种“失稳”在说话——纸面上已经闭合的特征值，还是节点把撑写成弹簧之后才出现的那一个。
• 数值线性代数：数值线性代数把离散模型写成只对写入矩阵的那些自由度负责。省略的杆、被放到错误节点上的力，不会自己长出来。本页把那句话收成 LZA 的模型边界：中间斜杆与中点荷载不在矩阵里，一次弯矩与失稳就可以从打印输出里消失。对读时比较哪一张图被当成已经看见结构——稀疏矩阵的解，对提升后两倍于预测的尺子。
• 确认偏误：心理学把确认偏误写成：已有结论会把相反观察读成噪声。本页把那句话收成施工链：地面下挠、提升后双倍挠度、饰面板对不齐、外弦外弓、市民投诉，都可以被收成“理论与实际本来就会差”。对读时比较哪一种观察在说话——被当成必须改模型的数据，还是被当成对计算机忠诚的配乐。
• 组织社会学：组织社会学把责任拆碎写成：人人都有一块合法任务，于是没有人必须对整条荷载路径签字。本页把那句话收成五份分包加一名拒绝聘请结构巡视的施工经理，以及事后“我只保证按图施工”的抗辩。对读时比较印章盖在哪一张桌子上——进度，对上弦还在不在轴线上。
• 行政法：行政法把事后强制同行评审写成行政机关在事故之后补写的文本。CRREL 的雪载数字没有把 1 月 18 日改成另一天。康涅狄格后来要求对特定房屋做同行评审，同样不能把已经坠入看台的网架写回来。对读时比较哪一种文本能改下一座屋盖的审查包，哪一种文本不能把空场改成已经有人的那一晚。

参考文献#

1. Lev Zetlin Associates. Report of the Engineering Investigation Concerning the Causes of Collapse of the Hartford Coliseum Space Truss Roof on January 18, 1978. Hartford, Conn.: Lev Zetlin Associates, 1978.
2. Martin, Rachel, and Norbert J. Delatte. "Another Look at Hartford Civic Center Coliseum Collapse." Journal of Performance of Constructed Facilities 15, no. 1 (2001): 31–36. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0887-3828(2001)15:1(31)
3. Redfield, Robert K., Wayne Tobiasson, and S. C. Colbeck. Estimated Snow, Ice, and Rain Load Prior to the Collapse of the Hartford Civic Center Arena Roof. Hanover, NH: U.S. Army Cold Regions Research and Engineering Laboratory, 1979.
4. "Design flaws collapsed steel space frame roof." Engineering News-Record, April 6, 1978.
5. "Collapsed space truss roof had a combination of flaws." Engineering News-Record, June 22, 1978.
6. "New theory on why Hartford roof fell." Engineering News-Record, June 14, 1979.
7. "Hartford Civic Center Investigator Blames Design Faults for Collapse." The New York Times, March 25, 1978.
8. Blum, W., and P. Wesler. "Roof assembled on ground, hoisted into place." Civil Engineering, January 1974, 44–48.

延伸阅读#

• 与 工程伦理 对读：把“计算机已经跑完”放回施工阶段已经被量到的挠度。
• 与 花旗中心 1978 对读：同年，夜焊拦住的接头，对坠入看台的网架。
• 与 凯悦走廊 对读：连接改构型之后的路径，对计算假定的撑在节点上并没有出现。
• 与 材料强度 对读：十字形组合截面的弱轴，对钢材抗拉强度表。
• 与 魁北克桥 1907 对读：已经弯了的压杆没有被当成数据。