921大地震距今已25年,这段期间经历2016高雄美浓地震、2018花莲地震、2022台东池上地震、2024花莲地震等,然而地震工程技术不断创新,地震预警也能迅速侦测後对外发布地震讯息,目前的科技仍然无法於震前预测地震,使得平时防震准备与扎实的地震工程防灾教育相形重要。为积极推广地震工程防灾教育,国研院国震中心举办「2024抗震杯━地震工程模型制作竞赛」, 9月20~21日於国震中心台北实验室进行模型测试,提供国内外学生同台竞技的机会,并提升年轻学子的国际视野与专业能力。高中组、大专组第一名分别由新加坡达善中学与国立台湾大学夺奖。
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国震中心欧昱辰主任(右)颁奖给大专组首奖,图二为高中职组(左)及大专组(右)首奖模型。 |
抗震杯自2001年起已历经21届竞赛,今年来自新加坡、马来西亚、印尼、菲律宾、韩国、泰国、越南等共25支国际队伍报名,与国内各校高手合计95支队伍近500人叁赛。抗震杯为期两天,9月20日为模型制作,所有叁赛队伍必须在5.5个小时内,依大会限制的主题与提供之材料完成模型制作,并由裁判审查、决定模型载重後,才能叁加隔日的竞赛。9月21日为比赛日,由高中、大专组依序进行模型测试,必须在模型上加载至少7.5公斤的质量块进行测试,符合实际运用下的遇到地震时的情形,才能得知其设计是否耐震。
由性价比(capability-price ratio, CP值)决定奖落谁家
日常生活中常见的桥墩、水塔、观景台高塔等单一集中载重的塔型结构物为本次模型挑战主题,评比依据为模型的性价比,为模型的性能(承受的最大震度)与价格(模型材料重量轻重)的CP值,CP值越高,成绩越好。经由审查时记录每个叁赛模型的质量(质量越重表示使用越多材料,分数越低),以各种不同震度的地震进行测试,直到竞赛规定的最大地震强度或所有模型都崩塌为止,用这些数值来计算每一个模型的性价比。
经由振动台测试结果,高中组第一至三名分别由新加坡达善中学、台北市立南湖高中、云林县私立扬子高中获得,大专组第一至三名分别由国立台湾大学、韩国启明大学、国立暨南国际大学获得。
高中组第一名为新加坡达善中学,该组模型制作,模型简洁、基础方正,以梁柱构架支撑,无另加斜撑,利用最精简的材料制作模型。结构并安装规则载重上限之质量块以提高效率比,且该组上方乘载质量块的载重平台有另加斜撑以提高支承力。此外,也很重视耐震细节,如模型基础以扩柱方式增加双向抵抗剪力及弯矩的能力,并可在大震度时抵抗拉拔力。结果通过规则最高的800 gal测试,获得高中组首奖。
大专组由国立台湾大学夺冠,该组同样采取构架系统的抗震策略,结构规则、对称,以强柱弱梁之设计型式,透过结构侧向变形来抵抗地震力,并且搭配梁柱间适当之胶合以传递应力,同时柱子断面以L型向上渐变,因应不同高度之剪力及弯矩需求改变断面,适当减轻重量以达到经济性,最终通过800gal的测试,以最隹效率比取得第一名的隹绩。