地震是臺(tái)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(tái)北實(shí)驗(yàn)室舉辦「2023抗震盃－地震工程模型製作國際競賽」，提供學(xué)子們同臺(tái)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)。
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| 圖為2023抗震盃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(tái)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(duì)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)備與紮實(shí)的地震工程防災(zāi)教育無比重要。
抗震盃自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人參賽。抗震盃為三天活動(dòng)，首日為抗震盃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，並考量符合現(xiàn)實(shí)的建築規(guī)劃。第二天為模型製作日，所有參賽隊(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製作，並於完成後由裁判審查、決定模型載重後，才能參加隔日競賽；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(tái)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(tái)高塔等單一集中載重的塔型結(jié)構(gòu)物，評(píng)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)位移超出容許範(fàn)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）、雲(yún)林縣私立揚(yáng)子高中第一隊(duì)、雲(yún)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)模型採用簡潔的輕量化設(shè)計(jì)，以木條強(qiáng)化模型柱底抵抗地震帶來的基底剪力，並且在頂層平臺(tái)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(tái)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(tái)懸挑處的支撐力，並以橡皮筋作為結(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)中矩且製作精細(xì)，模型底部採用結(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)週期之隔震效果，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(duì)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(píng)選出前三名性價(jià)比最高的模型，頒發(fā)獎(jiǎng)金及獎(jiǎng)盃。此外，裁判團(tuán)票選出「結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)獎(jiǎng)」、「建築美觀獎(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)。
