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    2023抗震杯-地震工程模型制作國際競賽 打造CP值為勝出關(guān)鍵
    Dressing udstyr   2023年09月25日 星期一 瀏覽人次: [3604]

    地震是臺灣難以避免的天然災(zāi)害,落實(shí)防災(zāi)教育成為重要課題。國科會(huì)長期致力推動(dòng)防災(zāi)科技研究及防災(zāi)教育扎根,而其轄下國研院國震中心為協(xié)助學(xué)研界研發(fā)各式防減震科技,近日於國震中心臺北實(shí)驗(yàn)室舉辦「2023抗震杯━地震工程模型制作國際競賽」,提供學(xué)子們同臺競技的機(jī)會(huì),加以提升國際視野與專業(yè)能力。競賽最終高中組、大專組第一名分別由新加坡紅山中學(xué)(Bukit Merah Secondary School)與越南維新大學(xué)(Duy Tan University)奪得,研究生組第一名則由國立成功大學(xué)土木所獲得獎(jiǎng)項(xiàng)。

    圖為2023抗震杯競賽研究生組模型準(zhǔn)備接受測試,最後由成功大學(xué)土木所勝出奪得首獎(jiǎng)。
    圖為2023抗震杯競賽研究生組模型準(zhǔn)備接受測試,最後由成功大學(xué)土木所勝出奪得首獎(jiǎng)。

    自921大地震後至今已24年,當(dāng)中經(jīng)歷了2016高雄美濃地震、2018花蓮地震、2022臺東池上地震等,雖然地震工程技術(shù)不斷創(chuàng)新,地震預(yù)警也用最短時(shí)間偵測後對外發(fā)布地震訊息,但以現(xiàn)今的科技水準(zhǔn),仍無法有效達(dá)到震前預(yù)測地震,更突顯平時(shí)防震準(zhǔn)備與扎實(shí)的地震工程防災(zāi)教育無比重要。

    抗震杯自2001年起已歷經(jīng)20屆競賽,今年是疫情後首次恢復(fù)國際實(shí)體競賽,包括高中職、大專、研究生組,共計(jì)101支隊(duì)伍近500人叁賽。抗震杯為三天活動(dòng),首日為抗震杯研究生組國際研討會(huì),由各隊(duì)伍英文簡報(bào)來闡述模型設(shè)計(jì)理念,以及如何達(dá)到消能或隔震的運(yùn)作方式,并考量符合現(xiàn)實(shí)的建筑規(guī)劃。第二天為模型制作日,所有叁賽隊(duì)伍必須在5.5個(gè)小時(shí)內(nèi),依大會(huì)限制的主題與提供的材料來完成模型制作,并於完成後由裁判審查、決定模型載重後,才能叁加隔日競賽;第三天進(jìn)行模型競賽測試,經(jīng)由在模型上加載不同重量的質(zhì)量塊,從振動(dòng)臺模擬地震搖晃情形,測試其耐震設(shè)計(jì)可行性。

    本次高中職組、大專組的挑戰(zhàn)主題為日常生活中常見的橋墩、水塔、觀景臺高塔等單一集中載重的塔型結(jié)構(gòu)物,評比依據(jù)為模型的性價(jià)比,即模型的性能(承受的最大震度)與價(jià)格(模型材料的重量)的CP值(capability-price ratio),承受震度越大,使用材料越輕,代表CP值越大,競賽成績就越好。競賽時(shí)以各種不同震度的地震進(jìn)行測試,直到競賽規(guī)定的最大地震強(qiáng)度,或是所有模型都倒塌為止,用這些數(shù)值來計(jì)算每一個(gè)模型的性價(jià)比。

    研究生組則開放隊(duì)伍自由設(shè)計(jì)隔減震裝置,在測試期間,模型只要發(fā)生部分崩塌、隔震系統(tǒng)位移超出容許范圍,該結(jié)構(gòu)物都判定為損壞。要獲得最高分必須讓模型經(jīng)過良好設(shè)計(jì)而達(dá)到1000 gal的耐震目標(biāo),亦即模型剛好在地震力1050 gal時(shí)損壞,既不浪費(fèi)材料也符合設(shè)計(jì)目標(biāo)。

    比賽結(jié)果高中組第一至三名分別由新加坡紅山中學(xué)(Bukit Merah Secondary School)、云林縣私立揚(yáng)子高中第一隊(duì)、云林縣私立揚(yáng)子高中第二隊(duì)獲得,大專組第一至三名分別由越南維新大學(xué)(Duy Tan University)第一隊(duì)、南韓啟明大學(xué)(Keimyung University)、越南維新大學(xué)第二隊(duì)獲得,研究生組第一至三名分別由國立成功大學(xué)土木所、馬來西亞工藝大學(xué)結(jié)構(gòu)材料所(Universiti Teknologi Malaysia)、國立陽明交通大學(xué)土木所獲得。

    高中組第一名由新加坡紅山中學(xué)獲得,該隊(duì)模型采用簡潔的輕量化設(shè)計(jì),以木條強(qiáng)化模型柱底抵抗地震帶來的基底剪力,并且在頂層平臺加框強(qiáng)化承載能力,支撐競賽規(guī)則要求放置的質(zhì)量塊,再加上該隊(duì)模型施工品質(zhì)良好,最終通過800gal的最大振動(dòng)臺測試,以最高的抗震效能比取得冠軍。

    大專組首獎(jiǎng)則由越南維新大學(xué)獲得,該隊(duì)模型未使用過多的木條,使模型重量不至於太大,讓各桿件充分發(fā)揮效能;而且有效強(qiáng)化結(jié)構(gòu)的重要部位,例如在梁柱接頭處除了以熱熔膠黏合外,再以棉繩綁固;同時(shí)使用額外的短木條擴(kuò)大一樓柱斷面積,再以木條斜撐來強(qiáng)化載重平臺懸挑處的支撐力,并以橡皮筋作為結(jié)構(gòu)的外部巨型斜撐,因此獲得最高的效能比。

    研究生組由國立成功大學(xué)土木所獲得首獎(jiǎng),整體模型設(shè)計(jì)中規(guī)中矩且制作精細(xì),模型底部采用結(jié)合彈簧和滾球動(dòng)軸承的隔震裝置,可在測試過程同時(shí)發(fā)揮延長結(jié)構(gòu)周期之隔震效果,亦提供隔震系統(tǒng)抗傾倒能力,另外,上部結(jié)構(gòu)選擇傳統(tǒng)平面對稱及立面規(guī)則的設(shè)計(jì),也能減少地震可能造成結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)的行為,結(jié)合上述優(yōu)點(diǎn)奪下首獎(jiǎng)。

    競賽之後,除了每組評選出前三名性價(jià)比最高的模型,頒發(fā)獎(jiǎng)金及獎(jiǎng)杯。此外,裁判團(tuán)票選出「結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)獎(jiǎng)」、「建筑美觀獎(jiǎng)」、「設(shè)計(jì)理念展示獎(jiǎng)」等各種獎(jiǎng)項(xiàng),頒發(fā)獎(jiǎng)金與獎(jiǎng)狀鼓勵(lì)。

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