臺灣位於環(huán)太平洋地震帶,大小地震不斷,如何防天災(zāi)保家園成為重要議題,國研院國震中心不僅協(xié)助學研界研發(fā)各式防減震科技,為推動學子投入地震工程相關(guān)研究,以及防災(zāi)教育扎根,提升新生代的災(zāi)防意識與專業(yè)能力。此次舉辦「抗震杯地震工程模型制作競賽━臺南場」,今(24)日競賽的大專生組由國立臺灣大學奪冠,高中職組由云林縣私立揚子高中獲首獎,各獲得獎金2萬元。
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「抗震杯地震工程模型制作競賽━臺南場」今日在國研院國震中心臺南實驗室舉行,由臺灣大學獲得大專組冠軍,附圖為大專組首獎模型。 |
抗震杯競賽自2001年起舉辦迄今,持續(xù)推動地震工程防災(zāi)教育前進。2024年響應(yīng)921地震25周年,首次於國研院國震中心臺南實驗室辦理,5月份辦理高中職、大專組國內(nèi)賽,共計49支隊伍近250人叁賽。叁賽隊伍必須在5個半小時內(nèi),依大會主題「單一集中載重的塔型結(jié)構(gòu)物」,設(shè)計出耐震的結(jié)構(gòu)物并決定模型載重,再利用木條、熱熔膠、細棉繩等有限的材料來完成模型制作,通過裁判審查後,叁加振動臺測試競賽。模型上必須加載至少12個0.6公斤的質(zhì)量塊,經(jīng)由振動臺模擬地震搖動狀態(tài),測試其設(shè)計是否足以抵抗地震的侵襲。
挑戰(zhàn)塔型結(jié)構(gòu) 性價比決定獎落誰家
本次挑戰(zhàn)主題為「單一集中載重的塔型結(jié)構(gòu)物」,在日常生活中常見的包含橋墩、水塔、高速公路旁的T 形廣告牌、電信鐵塔、觀景臺高塔、煙囪或景觀旋轉(zhuǎn)餐廳等。競賽評比依據(jù)為模型的性價比,亦即模型的性能(承受的最大震度)與建造成本(模型材料的重量)的CP值高低來決定成績。通過最大地震動加速度400 gal測試的隊伍可獲頒耐震獎,通過600 gal測試的模型將列入排名。
競賽時依序進行各種不同震度的地震測試,直到競賽規(guī)定的最大地震強度,或是所有模型都崩塌為止,用這些數(shù)值來計算每一個模型的性價比。大專組的挑戰(zhàn)難度較高,增加不規(guī)則載重配置規(guī)定,模擬真實生活常見的不規(guī)則結(jié)構(gòu),使結(jié)構(gòu)模型除了承受地震搖動之考驗,更需面臨扭轉(zhuǎn)搖擺問題,對於結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計細節(jié)更具挑戰(zhàn)。
比賽結(jié)果為大專組第一至三名分別由國立臺灣大學、國立成功大學、國立暨南國際大學獲得。高中職組依序為云林縣私立揚子高中、高雄市立前鎮(zhèn)高中、國立虎尾高中獲得第一至三名。
高中組第一名由云林縣私立揚子高中獲得。該組利用最精簡的材料制作模型,并選擇安裝規(guī)則載重上限的24個質(zhì)量塊以提高效率比。為通過比賽測試,該組將上方乘載質(zhì)量塊的載重平臺制作得十分結(jié)實,且四個角落的主要支撐柱使用多根木條拼成L型以提高支撐力,另外采用橡皮筋捆綁木條作為搭接的斜撐,如此除了利用木條提供支撐外,并透過橡皮筋捆綁作搭接來消能。結(jié)果通過規(guī)則最高的800 gal測試,獲得高中組首獎。
大專組第一名由臺灣大學獲得,該組同樣采取使用最少材料并乘載規(guī)則載重上限24個質(zhì)量塊的策略。大專組規(guī)則要求1/2以上的質(zhì)量塊需安裝在基地底板的東南區(qū),且東南區(qū)不能落柱,臺灣大學將質(zhì)量塊配重平均分配在西北和東南區(qū),透過平均分配載重減緩扭轉(zhuǎn)的力量。該組通過700gal的測試,但以優(yōu)異效率比取得首獎。
2024年4月3日花蓮大地震為25年來規(guī)模最大的地震,從而顯現(xiàn)地震防災(zāi)的重要性。國研院國震中心期許能藉由舉辦「抗震杯地震工程模型制作競賽」,加強地震工程的防災(zāi)教育,推動青年學子對地震工程的技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生興趣,為減免災(zāi)害。