921大地震距今已25年,這段期間經歷2016高雄美濃地震、2018花蓮地震、2022台東池上地震、2024花蓮地震等,然而地震工程技術不斷創新,地震預警也能迅速偵測後對外發布地震訊息,目前的科技仍然無法於震前預測地震,使得平時防震準備與扎實的地震工程防災教育相形重要。為積極推廣地震工程防災教育,國研院國震中心舉辦「2024抗震盃-地震工程模型製作競賽」, 9月20~21日於國震中心台北實驗室進行模型測試,提供國內外學生同台競技的機會,並提升年輕學子的國際視野與專業能力。高中組、大專組第一名分別由新加坡達善中學與國立台灣大學奪獎。
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國震中心歐昱辰主任(右)頒獎給大專組首獎,圖二為高中職組(左)及大專組(右)首獎模型。 |
抗震盃自2001年起已歷經21屆競賽,今年來自新加坡、馬來西亞、印尼、菲律賓、韓國、泰國、越南等共25支國際隊伍報名,與國內各校高手合計95支隊伍近500人參賽。抗震盃為期兩天,9月20日為模型製作,所有參賽隊伍必須在5.5個小時內,依大會限制的主題與提供之材料完成模型製作,並由裁判審查、決定模型載重後,才能參加隔日的競賽。9月21日為比賽日,由高中、大專組依序進行模型測試,必須在模型上加載至少7.5公斤的質量塊進行測試,符合實際運用下的遇到地震時的情形,才能得知其設計是否耐震。
由性價比(capability-price ratio, CP值)決定獎落誰家
日常生活中常見的橋墩、水塔、觀景台高塔等單一集中載重的塔型結構物為本次模型挑戰主題,評比依據為模型的性價比,為模型的性能(承受的最大震度)與價格(模型材料重量輕重)的CP值,CP值越高,成績越好。經由審查時記錄每個參賽模型的質量(質量越重表示使用越多材料,分數越低),以各種不同震度的地震進行測試,直到競賽規定的最大地震強度或所有模型都崩塌為止,用這些數值來計算每一個模型的性價比。
經由振動台測試結果,高中組第一至三名分別由新加坡達善中學、臺北市立南湖高中、雲林縣私立揚子高中獲得,大專組第一至三名分別由國立台灣大學、韓國啟明大學、國立暨南國際大學獲得。
高中組第一名為新加坡達善中學,該組模型製作,模型簡潔、基礎方正,以梁柱構架支撐,無另加斜撐,利用最精簡的材料製作模型。結構並安裝規則載重上限之質量塊以提高效率比,且該組上方乘載質量塊的載重平台有另加斜撐以提高支承力。此外,也很重視耐震細節,如模型基礎以擴柱方式增加雙向抵抗剪力及彎矩的能力,並可在大震度時抵抗拉拔力。結果通過規則最高的800 gal測試,獲得高中組首獎。
大專組由國立臺灣大學奪冠,該組同樣採取構架系統的抗震策略,結構規則、對稱,以強柱弱梁之設計型式,透過結構側向變形來抵抗地震力,並且搭配梁柱間適當之膠合以傳遞應力,同時柱子斷面以L型向上漸變,因應不同高度之剪力及彎矩需求改變斷面,適當減輕重量以達到經濟性,最終通過800gal的測試,以最佳效率比取得第一名的佳績。