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因此事故所带来的教训通常能够准确地指出薄弱环节。具有同样薄弱环节的现存结构体还能够安全地被允许保留在那里或者飞行，是因为知识是凌驾在建筑和人口之上的力量。在未来的设计中，薄弱环节可以被避免或改善，一般认为，出现薄弱环节的结构体应当规避的地方是无法仅从存在几十年的立交人行天桥或者DC-10客机身上得到的。由于这个原因，对于工程师来说，研究事故的案例即使不多于也不能少于对成功实例的研究，这一点很重要，同样重要的是，我们要尽量公开地讨论结构体事故的原因。如果一个年轻的设计师以一个本身存在薄弱环节但还没有出现故障的结构体作为范本进行学习，那么他就有可能把薄弱环节设计到自己的作品中去。然而，如果一个事故的原因被理解了，那么任何其他类似的结构都会被置于严密的检查控制之中，并且某个失败的结构体所带来的不容置疑的教训在将来的设计都是必须要避免的。这是非常积极肯定的教训，因此，一个工程结构体的事故尽管是悲剧性的，却永远不会是无用的。
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设计，人类的本性 工 程师能够从结构失败中得知哪些事是不能做的，但是他们却没有必要从成功中学习怎样做所有事情，只要原封不动地模仿成功就行了。但即使只是模仿也一样充满了危险，因为一座桥可能是用质量上乘的钢铁建造的，并且维修及时，从没有超载过，但是和这座桥各方面设计都如出一辙的另一座桥可能就不一定有这么好的运气了，用来建造它的钢铁可能是劣等的，维修也不及时，甚至干脆被忽略，并且经常会发生超载现象。因此每一个新的设计工程，无论它和以前那个多么相似，都可能存在着潜在的危险。没有人能生活在变化无常的环境中，如果对这些设计和建设中的不确定性没有一个明确合理的解决方案，那么工程师的焦虑程度就会很高。实际上所有工程设计都在使用的，最令人感到慰藉的方法之一就是“安全系数”。
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“安全系数”是一个数字，通常也被称作“不确定因素”（factor of ignorance），它的作用是：在不会威胁到一个工程尝试成功的情况下，提供一个将大量墨菲定律的推论组合考虑在内的误差幅度。用能够想象出的最劣质的钢铁建造的桥梁在暴风雨中能够承载想象中最沉重的货车驶过桥面上最不平坦的路段，安全系数就是要将此考虑在内的。当然对于哪些数字能够代表这些最高级还要作一个判断，但是设计师的目标是让他的结构坚固而不是易损坏。既然额外的强度是无吸引力的，不经济的，不必要的，工程师就必须通过考虑建筑、经济、政治和结构因素来综合判断足够牢固的标准是什么。
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安全系数是用“会引发事故的承载量除以预期会作用于结构体上的最大重量”计算得出的。因此如果一台起重机用一个负载量为6 000磅的钢索每次提起不多于1 000磅的重物，那么它的安全系数就是6 000÷1 000＝6。被用于起重机设计的安全系数6也可以根据经验和判断得出。这样就可以确定钢索的必要尺寸，这一尺寸已经考虑到了在起重机的材料和使用过程中可能会出现的误差和不确定性。比如，尽管这台起重机被定级为1 000磅，但操作员可以使它超载，也许可以再加上一半的重量。这样在任何特定的时刻，起重机都可以承受1 500磅的负载量。进一步说，尽管操作员可能有说明书，因而知道要慢慢开动和停止起重机，但有时操作员也可以有急拉的动作，使得钢索上的有效负载因惯性而增加。如果因此造成的负载是1 500的2倍，那么钢索实际上承担的负载就可以达到3 000磅。
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不仅实际负载可以达到钢索设计者原计划的3倍，并且由于某些原因，钢索本身能够承担的负载可能要小于明确规定的6 000镑。人们可能无意之中安装了一根劣质钢索，或者由于使用或滥用而使钢索遭到磨损或削弱。如果静效应下钢索只能承担3 000磅的重量，那么颠簸地吊起超载的提升吊桶（hoist bucket）会导致钢索断裂，起重机失灵。但是安全系数6还不足以预见到所有同时发生的不利条件。如果超重的负载、起重机的颠簸程度、钢索的损坏或劣质程度都没有限制，那么我们就无法合理地选出可以作为安全系数的准确值。为了避免起重机出现事故，工程师应该使钢索的拉力比起重机的额定起重量强几百倍。这明显将是一个不经济又笨重的设计，而且很容易被不太保守的竞争者压价售出。
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幸运的是，通过直接或者间接的方法，人们可以对预计应用在起重机钢索上的超负载物加以限制。比如说，按照设计起重机的发动机只能提起1 400磅的重物，并且在加速和停车时都不能有急拉的动作。在安装钢索之前，钢索可以通过验证测试，或者通过悬挂3 000磅的重物对其加以验证，但是验证测试却无法对它的全部预期能力（full expected capacity）加以验证，因为仅此一项就足以使钢索折断。随着起重机的渐渐老化，每隔一段时间，都需要仔细检查钢索，看看是否存在磨损或切链（cut strand）。所有的这些防范措施都可以使设计起重机的设计师有把握相信安全系数6还不太低。
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安全系数的本质是：要弄清导致事故的原因，通过实验，计算并确定引起故障的负载。这一点清楚地表明，故障是工程师在设计过程中要努力避免的一点，也解释了工程师对结构体故障感兴趣的原因。即使失败的结构体在当初设计之时也拥有各种不同的安全系数，很明显，出现故障的结构体在工程推理，建筑过程或在结构体的使用上出现了问题。明白了失败的原因，明白了我们对材料或结构行为上的错误认识，才能在同样的错误再次发生之前加以纠正。通常来说，当结构失效发生时，一个更大的安全系数将被用于同一种类随后的结构体之中。反过来，当结构体群组变得非常熟悉，也没有经历过任何无法解释的故障时，人们便倾向于认为这些结构体被进行了超安全标准设计，也就是说，这些结构体使人们想起了没有必要的高安全系数。设计师们认为在一个他们如此了解的结构体中使用一个如此高的安全系数是没有必要的，他们的这种想法会愈加坚定，最后一种共识渐渐在设计师和数据记录之间形成，即将来类似设计中的安全系数要降低。出现事故之后提高安全系数，没有出现事故就降低安全系数，这样的动态变化会导致结构失效的周期性发生。的确，悬索桥发展中的这种周期行为以塔科马海峡悬索桥的坍塌最为著名。
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安全系数并不是一个新的概念，1849年奉命调查铁路桥梁中铁材的使用状况的皇家委员会就曾询问过当时一些著名的工程师：“你认为使主梁断裂的重量应该是最大负载的几倍？”不列颠桥的设计者罗伯特·史蒂芬森，大西部铁路的工程师伊桑巴德·金德姆·布鲁内尔和水晶宫的工程师查理斯·福克斯等人给出的答案在3～7之间变化。当被问到：“你认为桁架需要能够承受最大负载的多少倍它才是合格的？”专家们给出的答案为1～3不等。委员会最后总结到，铁路桥梁的适宜安全系数为6。
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一个真正的结构体不是只有主梁和桁架，还有支柱和其他的构件，因此结构体发生事故的原因有很多，与结构体相关的安全系数也很多。通常情况下，最小的倍数就是我们所说的安全系数。普林斯顿大学的大卫·比林顿教授所作的结构研究在为华盛顿纪念碑计算安全系数时，考虑了3种可能引发事故的途径：方尖纪念碑基底上方沉重的石料压碎基底的石料；大风掀翻结构体；结构体在风力的作用下破裂。研究发现与前两种事故模式相关的安全系数大约是9，而破裂模式提供的安全系数只有3.5。因为风力与风速的平方成比例，因此这个安全系数就意味着只有当哥伦比亚地区的风速达到以往最高风速的2倍时，它才能吹倒这个著名的纪念碑。因此，3.5的安全系数似乎足以保证任何能够想到的合理手段都无法使结构体发生事故。
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安全系数通常隐藏在所有的工程设计的判断之中，但有时安全系数也要清楚明晰地运用到计算之中。不知为什么，在凯悦酒店人行天桥的设计之中，这两项似乎都没有做或者说都没有准确地完成。国家标准局对人行天桥的事故分析认定，最初设计的连接点平均只能承受18 600磅的负载，这与每个连接点支撑的结构体本身的净重很相近。因此从本质上来说，它的安全系数是1——没有为错误留有余地，也没有多余的容纳能力来承载人们在人行天桥上的走、跑、跳或舞动。一个安全系数这么低的设计是怎样被允许施工的牵扯到法律问题，由于诉讼和反诉众多，整个事件也许并未得以完整的陈述。然而，如果人们想在不用圆柱妨碍（一楼）地面交通的情况下，让一个结构体横跨中庭，该怎么办呢？
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要想设计出像堪萨斯城凯悦酒店人行天桥这样的人行道，意味着，首先，要对如何横跨120英尺的酒店大厅有一个大概的认识。如果要在不妨碍地面交通的情况下做到这一点，我们就能理解人行天桥这个概念是如何出现的了。人行天桥的理念是让酒店的客人从大厅的一边——他们房间的位置，到大厅的另一边——会议室和游泳池之所在，而不用必须走到一楼，穿过（拥挤的）大厅，然后再上楼到达他们的目的地。这些功能和建筑方面的需要使得人们想到了桥梁这个概念，大厅的两侧就是河岸，大厅的地面是河流或港口，而且河上和港口的交通也不受影响。悬索桥正好符合了以上这些条件，因此从天花板上悬挂通道的想法也就并非想象力的伟大飞跃了。因为大厅有4层高，因此需要3个独立的平桥，不知为什么，大概是出于结构以外的原因，人们决定在2楼建造一座人行天桥，并在此桥的正上方，4楼也建造一座，用此抵消掉3楼的那座。勾勒出大概的轮廓之后，设计师的任务就是挑选用以实现这个概念的结构部件。房梁的间隔在某种程度上决定了支撑物连接点彼此之间的距离，类似的要作的决定还有很多，比如铁杆件的尺寸，主梁的式样和尺寸，以及用一个合理的安全系数将它们联在一起达到预期效果的各种细节。
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给不同部件确定尺寸是一件棘手的事情，因为人行天桥表面下的主梁和桁架的尺寸决定着人行天桥的重量。反过来，人行天桥的重量也决定着起支撑作用的主梁和杆件的尺寸。最小的梁也最轻，因此用它建造的结构也会轻很多，便宜很多。但是如果主梁的尺寸同样的长度比起来过小，那么它们不仅可能不太牢固，因承担不了自己以及水泥地面和人行天桥上的行人的重量而发生损坏或断裂，还可能在孩子们奔跑的脚步下变得易弯曲、易晃动,甚至弯成一个明显与中庭建筑直线不相符的曲度。
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接下来设计师们开始选择部件，在设计图纸上进行组装，然后计算他认为重要的各种各样的负荷，挠度（deflection）和安全系数。正是在这里设计师开始真正地考虑结构体的失效方式——比如可能下凹过大，可能某个个别的梁、杆或连接点承载的负荷过多——因为只有预测出故障，设计师才能计算安全系数。早先结构成功或失败的经验对于这个阶段上的设计具有很大帮助，因为在类似的结构条件下奏效过的设计会使设计师在确定尺寸和加工细节时，伴随着几分自信。而了解失效过的设计，可以使设计师特别留意那些潜在的薄弱环节。富有经验的设计师和设计员对坍塌的凯悦酒店人行天桥在设计和细节上的马后炮地选择了劣质的箱型梁和吊杆接头这一点一致持批判态度，但很显然，最初的设计者和对设计进行修改的那个人要么没有把这个细节看作一个潜在的薄弱环节，要么错误地计算了它的安全系数。
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人行天桥这个设想不周的案例强调了避免故障这一设计理念。在一片空地上架桥需要满足的结构条件作为一个积极的目标是可以通过归纳法实现的，而设计师在图纸上的设计（相当于一个假设）是否成立却无法用演绎法加以证明。设计师的目标是要认识任何一个与他所做的在结构上并不充分的假说相反的案例。在中庭上方建造人行天桥的案例中，提出的假设是按照这个设计建造的桥梁能够横跨在大厅上方而不会掉下来。这个假设的正确性我们无法证实，但是通过分析吊杆与箱型梁的连接点，发现它们无法承载预期负荷，我们就可以发现这一设计的不足之处了。
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每一个新的结构设计——横跨酒店大厅的人行天桥、河上的悬索桥、能够飞跃大洋的大型客机——都是一个先要在图纸上或者实验室里接受测试，最后因其无故障地行使了它的功能而得以被证实牢固度的假设。然而，正像堪萨斯城凯悦酒店的人行天桥、索拉桥和DC-10大型客机表明的那样，即使在投入使用后的一年或几年内取得了成功，也不能证明这一假设就是成立的。但是，如果我们不愿意去尝试那些没有被尝试过的东西，那我们就不再会有机会对新建筑空间的使用方法感到惊叹，我们将被迫在过河时只能乘渡轮，我们也不会享受到跨大西洋的喷气式飞机服务了。尽管人类的本质使得我们避免不了犯错，但是我们的决心也必然会引导我们走向成功。
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科技通过我们不断地试图理解失败的原因而向前发展，我们也总是从错误中吸取教训以免它们再次发生。但是随着新的结构设计或材料不断地被应用到新环境之中，而且也没有迹象表明人们会为了绝对的可预见性而要完全放弃创新，因此失败现在会发生，将来也会发生。这与《能人法贝尔》中要把楼建得更高，把桥建得更长的技术动力也不相容。每一个新的结构假设都会有反驳它的反例，明智的设计者会对那些吸引他注意力的可信反例马上作出反应。
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尽管设计工程师确实从经验中学习，但是每个真正的新设计都会包含一些不确定的因素。与该做什么相比，工程师总是对不该做什么了解得更多。这样，工程师的工作是一种预知的理论体系和论战经验同等重要的工作。通过理解工程学历史上的成功与失败，工程师们不断地提高预见他们自己新设计行为的能力。失败尤其具有启发性，因为它为我们下一个设计方案提供哪些是不可行的线索——它们提供反例。
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当然，大多数实施建设的工程设计假说都不会失败，另一个传统设计结构上的成功和一个人没有抢银行或没有咬狗一样都不再是新闻。反常的东西才会上报纸，反常的东西才是人们的谈资。因此，谈论工程失败是在间接庆祝无数次的成功。
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