시티코프 센터 엔지니어링 위기

Citicorp Center engineering crisis
내부 골격의 스케치가 한쪽에 겹쳐진 씨티그룹 빌딩. 4면 모두에 동일한 설계가 사용되며 바람과 중력 하중을 4면 지지대에 전달한다.

씨티코프 센터의 공학적인 위기는 1978년 당시 뉴욕시에서 최근에 완공된 초고층 건물이었던 씨티코프 센터에서 중대한 구조적 결함을 발견했고, 이후 몇 달 동안 조용히 수리를 하기 위한 노력의 결과였다. 현재 씨티그룹 센터로 알려진 이 건물은 한 블록 전체를 차지하고 씨티은행의 본사가 될 예정이었다. 윌리엄 르메수리에가 설계한 이 구조물은 4개의 오프셋 기둥이 지탱하는 상향식 베이스와 상부로부터 풍하중을 흡수하는 대각선 브레이싱 등 몇 가지 특이한 설계 특징을 가지고 있었다.

원래 설계에서는 건물에 대한 잠재적 풍하중이 잘못 계산되었다. 이 결함은 이 건물에 대한 논문을 쓰던 프린스턴대 학부생 다이앤 하틀리에 의해 발견되어 구조설계를 담당하는 회사에 전달되었다. 이어 르메수리에가 자신의 실수를 인정하고 성공적인 수리 작업을 조율해 찬사를 받았다. 그 당시 추정은 그 건물이 시속 110km의 바람으로 무너질 수 있다는 것을 암시했고, 그 결과 많은 사람들이 사망했을 가능성이 있다. 그 위기는 1995년까지 비밀에 부쳐졌고 하틀리는 그 시간이 지나도록 자신의 일의 중요성에 대해 전혀 알지 못했다.

배경

주요 기사: 씨티그룹 센터 § 디자인
성 베드로의 복음주의 루터교회는 고층건물 아래 왼쪽에서 보인다. 교회의 위치는 모퉁이 대신 각 면의 중앙에 기둥을 배치해야 했다.

씨티코프 센터(Citicorp Center)는 뉴욕시 맨해튼 인근 미드타운에 있는 601 렉싱턴 애비뉴에 있는 59층짜리 초고층 건물이다.[1][2][3] 건축가 휴 스터빈스가 부건축가 에메리 로스 앤 선스와 함께 퍼스트 내셔널 시티은행(liter national city bank, later citty) 본점으로 설계했다.[4][5][6] LeMessurier Associates와 James Ruderman은 구조 엔지니어였고, Bethlehem Steel은 철강 계약자였다.[5][7] 그 건물은 1977년 10월 12일에 헌납되었다.[8][9]

시티코프 센터 건설의 일환으로, 세인트루이스의 신축 건물. 베드로의 루터교회는 그 장소의 북서쪽 모퉁이에 세워졌다. 동의에 의해 주탑과 분리될 예정이었다.[10][11] 교회를 피하기 위해 탑은 각 탑 가장자리 중앙 아래에 위치한 4개의 기둥에[5][12] 의해 지지된다.[13] (조기 계획은 탑의 모서리에 지지대를 설치할 것을 요구했지만, 교회와의 합의로 그것을 막았다.)[14] 이 설계가 작동하도록 빌 르메스리에르는 반전된 쉐브론 형태의 하중 지지 가새들을 건물의 각 면 내부의 기둥 위에 쌓도록 명시했다. 이 교정기는 바람에 의해 발생하는 장력 하중을 상층부에서 기둥까지 분산시키기 위한 것이다.[15][16]

긴 다층 대각선 가새들은 구간별로 제작해 현장에서 조립해야 했고, 각 가새에 5개의 관절이 필요했다. 용접 접합부가 사용된 쉐브론 로드 브레이스를 위한 LeMessurier의 원래 설계. 베들레헴스틸은 비용을 아끼기 위해 레메스리에의 사무실이 수용했지만 이후까지 엔지니어 자신에게 알려지지 않은 설계변경인 볼트로 조인트 사용을 위한 공사계획 변경을 제안했다.[13]

르메슈리에르는 원래 설계를 위해 바람이 건물의 측면에 수직으로 불 때 건물의 풍하중을 계산했는데, 이것들이 뉴욕시 건축 법규에서 요구하는 유일한 계산이었기 때문이다. 그러한 바람은 보통 최악의 경우로, 그것을 다룰 수 있는 구조 시스템은 다른 각도에서 부는 바람에 쉽게 대처할 수 있다. 따라서, 기술자는 대각선 방향의 "분기풍"[13][17]의 영향을 구체적으로 계산하지 않았다.

디스커버리

1978년 6월 프린스턴대 공대생 다이앤 하틀리는 교수 데이비드 빌링턴의 제안으로 씨티코프 센터의 설계에 관한 수석 논문을 쓰고 있었다.[18][19] 그 연구의 일부로서 그녀는 구조 설계를 분석했고 바람의 4분의 1로 계산된 스트레스를 르메스리에의 회사가 그녀에게 제공한 최대 예상 스트레스 값보다 높게 발견했다. 빌링턴은 하틀리의 논문에 대한 피드백에서 회사가 제공한 수치에 대해서도 의문을 제기했다. 하틀리는 그곳의 연락책에게 불일치에 대해 물어봤고 건물이 병력을 처리할 수 있다는 확답을 받았기 때문에 그 문제를 취하했다. 하틀리의 고민과 그녀가 받은 반응은 그녀의 논문에 기록되어 있다.[18] 르메수리에가 피츠버그에서 바람받이가 달린 비슷한 건물을 별도로 설계하고 있었는데, 잠재적 계약자가 볼트 이음매가 아닌 용접된 이음매 사용 비용을 문제 삼았다. LeMessurier는 그의 사무실에 시티코프 건설에서 용접이 어떻게 되었는지 물어보고 나서 볼트가 교체되었다는 말을 들었다.[18]

하틀리의 문의는 르메스리에에게 정확히 언제 어떻게 알 수 없는 것인지 중계되었지만, 1978년 7월 24일 르메스리에가 그의 사무실로 가서 시티코프 센터의 설계에 대한 계산을 실시했다.[18][17] 그는 8단 중 4단에 대해 그러한 바람이 볼트 이음매에서 풍하중 40%, 160%의 하중을 발생시킨다는 것을 발견했다.[13] 시티코프 센터는 볼트 이음매의 사용과 분기 바람으로 인한 하중 증가가 이러한 문제들이 서로 격리되었다면 우려를 야기하지 않았을 것이다. 그러나, 두 가지 발견의 조합은 르메스리에가 구조 안전에 대한 테스트를 실행하도록 자극했다.[20] 원래 용접 접합부 설계는 직진 및 쿼터링 바람의 하중을 견딜 수 있지만, 시속 110km에 가까운 허리카인 힘의 쿼터링 바람이 볼트 접합 쉐브론의 강도를 초과할 수 있다.[16][18] 르메서리는 또한 그의 회사가 뉴욕시의 트러스 안전계수인 1:2 대신 1:1의 트러스 안전계수를 사용했다는 사실도 발견했다.[16]

7월 26일 르메스리에가 웨스턴 온타리오 대학의 풍향 전문가 앨런 가넷 데이븐포트를 방문했다. 데이븐포트 팀은 건물에 대한 계산을 실시했고 르메스리에의 모델링이 정확했을 뿐만 아니라 실제 상황에서는 회원 스트레스가 르메스리에가 계산한 40% 이상 증가할 수 있다는 것을 알아냈다.[18][21] 르메스리에르는 그 후 7월 28일 자신의 메인 여름 별장으로 가서 이 문제를 분석하였다.[18][21] 튜닝된 질량 댐퍼가 활성화된 상태에서 르메스리에르는 건물을 넘어뜨릴 수 있는 바람이 55년에 한 번 평균적으로 발생할 것으로 추정했다.[22][18] 정전으로 튜닝된 질량감쇠기가 제 기능을 못할 경우 건물 붕괴를 일으킬 정도로 강한 바람이 평균 16년에 한 번 발생한다.[22]

수리

르메슈리에르는 그 문제를 어떻게 처리할 것인가를 놓고 고민했다. 만약 이 문제들이 대중에게 알려지면, 그는 그의 직업적인 명성을 망칠 위험을 무릅썼고 건물을 둘러싼 가까운 지역뿐만 아니라 입주자들에게도 공포를 불러일으켰다.[23] 르메슈리에르는 결코 문제를 꺼내지 않는 것을 고려했고, 다른 사람이 그 결함을 알아채기 전에 자살하는 것을 잠시 고려하기도 했다.[24][25] 르메슈리에르는 결국 스텁빈스의 변호사와 그의 보험회사에 연락했다. 이어 르메수리에가 씨티코프의 변호사들에게 연락을 취했고, 그 후자는 레슬리 E를 고용했다. 로버트슨 전문가 자문역.[23] 시티코프는 철판을 볼트로 고정된 관절 위에 용접하자는 르메스리에의 제안을 받아들였고, 용접 공정에 칼 코흐 에렉팅이 채용되었다.[26] 시티코프 지도부와 에드 코흐 시장, 어빙 E 건축국장 직무대행 외에 이 문제에 대해 알게 된 사람은 거의 없었다. 민킨, 그리고 용접공 조합장.[16][26]

건설 인부들은 1978년 8월부터 야간부터 용접 패널을 설치하기 시작했다. 관계자들은 구조적인 문제에 대해 어떠한 언급도 하지 않았으며, 서울시의 3대 신문들은 파업에 돌입했다.[27][26] 관계자들은 그 일을 일상적인 절차라고 설명하면서 그 문제를 거의 인정하지 않았다. 씨티코프의 헨리 드포드 3세는 씨티코프 센터가 이미 100년의 바람을[28] 견뎌낼 수 있었고, "건물에 전혀 주목할 만한 문제가 없었다"고 주장했다.[29] 주의사항으로 매스 댐퍼에 비상 발전기를 설치하고, 임계 빔에 스트레인 게이지를 배치하고 기상 예보관을 작동시켰다.[18] 시티코프와 지방 관리들은 바로 이웃을 위한 긴급 대피 계획을 세웠다.[16][30] 그러나 이 같은 대피 계획은 당시 공론화되지 않았다. 이것은 수천 명의 사람들이 잠재적 붕괴로 목숨을 잃을 수도 있었다는 사실에도 불구하고 일어난 일이었다.[24] 작업이 시작된 지 6주 만에 큰 폭풍(허리케인 엘라)이 하테라스 케이프에서 떨어져 뉴욕으로 향했다. 뉴욕시가 긴급 대피를 몇 시간 남겨둔 상황에서 보강 작업은 반쪽만 마무리됐다. 엘라는 결국 동쪽으로 방향을 틀어 바다로 향했다.[16][30]

1978년 10월에 수리가 완료되었고, 그 후 언론 매체가 출판이 재개되었다. LeMessurier는 수리된 건물을 무너뜨릴 만큼 강한 바람이 700년에 한번만 일어날 것이라고 주장했다.[27][31] 스텁빈스와 르메수리에가 수 백만 달러로 추정되는 수리비를 모두 부담했다.[31]

출판

구조적인 실패가 발생하지 않았기 때문에, 이 작품은 1995년 뉴욕저에 실린 장문의 기사로만 공개되었다.[27][32] 1995년 뉴요커에 실린 이 이야기는 르메스리에에게 "교수가 시티코프 타워에 논문을 쓰도록 위임했다"고 말한 "이후 사건의 소용돌이에 이름이 사라진 청년"이라고 묘사했다.[32][17] 그러나 이 학생은 르메스리에와 직접 접촉한 적이 없는 것으로 보인다.[17][33] 온라인 윤리 웹사이트 '온라인 윤리학'에 따르면, 르메스리에의 동료 중 한 명이 이 학생이 여성인지를 묻자, "르메스리에가 이 학생과 실제로 대화를 하지 않았기 때문에 몰랐다고 대답했다"고 밝혔다.[33] 르메슈리에르는 2007년 이 학생과 공학자의 교류가 얼마나 그의 관심을 끌었는지 구체적으로 밝히지 않은 채 세상을 떠난 상태였다.[18]

Hartley는 New Yorker 기사가 출판된 지 몇 년이 지난 2011년에 자신을 공학도 학생으로 인정했다.[17] 하틀리는 조엘 S와 이야기를 나누었다고 말했다. 웨인슈타인은 르메스리에의 사무실에 있다.[17]

윤리 문제

미국건축신탁연구소의 사례연구에 따르면, "많은 사람들이 르메스리에의 행동을 거의 영웅에 가까운 것으로 보아왔고, 현재 많은 공과대학과 윤리교육자들이 르메스리에의 이야기를 윤리적으로 행동하는 방법에 대한 예로서 사용하고 있다"고 한다.[18] 그러나 다른 사람들은 르메스리에가 문제를 일으킨 감독 부족과 더불어 문제가 발견되었을 때 이웃 주민, 건축가, 기술자, 그리고 다른 대중 구성원들에 대한 정직성이 결여되어 있다고 비난했다. 건축가 유진 크레머는 이 사건에서 제기된 윤리적 문제에 대해 논의했다.[24] 크레머는 6가지 요점을 언급했다.[34]

  1. 풍하중 분석. 르메슈리에르는 초기 계획에서 모든 계산을 점검하기보다는 건축 법규가 요구하는 계산에만 의존했다.[13][24]
  2. 설계 변경. 건설업자들은 르메수리에와 상의 없이 볼트로 고정된 관절을 사용하기로 빠른 결정을 내렸었다.[13][24]
  3. 직업적 책임. 르메수리에가 시티코프에게 설계 결함을 인식시키기로 결정하기 전에, 그는 대신 이슈를 은폐하는 것을 잠깐 고려했다.[24][25]
  4. 공개 발언. 당시 언론 인터뷰와 발표에서 관계자들은 결함의 세부사항에 대해 생략하거나 거짓말을 했다.[24][35]
  5. 공안 1978년 8월과 9월 허리케인 엘라가 도시를 위협하자 주변 지역에 대한 대피 계획이 비밀리에 이뤄졌다.[30]
  6. 전문 지식의 발전. 거의 20년 동안 이 문제를 은폐함으로써 일어날 수 있었던 윤리적, 공학적인 학습을 막을 수 있었다.[24]

참조

  1. ^ "Citigroup Center – The Skyscraper Center". Council on Tall Buildings and Urban Habitat. Archived from the original on June 15, 2012.
  2. ^ "601 Lexington Avenue". Emporis. Retrieved January 1, 2021.
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원천