參賽的模型必須在樓層加上質量塊 ﹝為什麼?

真實的房屋都會承受一些載重。在本活動中,鐵塊就是用來模擬樓層所承受的載重。載重的規則和計算的方式如下:

圖5 鐵塊支撐架示意圖


效率比

效率比(efficiency ratio)的計算公式如下式所示。

 

…………………………………….. (公式 1)

其中,

I 為模型能承受的最大地震力大小。

W為承載鐵塊的加權數量:

MM為模型本身的質量 (不包含鐵塊)。

MB為模型製作前的底板質量。

MP為可能的加罰質量。 有關加罰質量的計算原則,請參考審查表


若某隊伍的模型本身質量(不包含鐵塊)的質量為1200克(MM),底板質量為170克(MB),並因違規而由裁判判定加罰質量為200克(MP)。該模型在2、3、4樓分別放置了3、4、5塊鐵塊,並在測試中通過400gal地震力測試(I),但在緊接下來的500gal測試崩塌了,則該隊伍模型的效率比為:

如果您想多瞭解如何設計與製作模型,建議您前往英國Bristol大學製作的網頁http://www.ideers.bris.ac.uk,至 Resistant Buildings 頁面下尋找您需要的資訊。


隔震設計設計規則:

A. 鐵塊可移動設計

(1) 鐵塊質量分為 靜載重 (dead load) 與 活載重 (live load) 兩部份。

a. 靜載重 (dead load) 是用以模擬結構物本身的自重,因此其設計必須完全固定於樓板。每一個樓層每層樓至少需放置兩塊鐵塊,總靜載重鐵塊至少12塊。

b. 活載重 (live load) 是用以模擬該樓層承載的重量,因此可以設計為可移動式質量。

c. 依照載重規則,靜載重與活載重總合不可以超過 24 塊鐵塊。

(2) 靜載重 (dead load) 與 活載重 (live load) 的生存準則不同。

a. 靜載重 (dead load) 若固定機制因為地震力而破壞,導致靜載重鐵塊與該樓板之間的相對位移超過約 1公分,則視為未通過該次地震力的測試,但靜載重鐵塊與該樓板之間的相對位移允許超出主結構物。 b. 活載重 (live load) 與該樓板之間的相對位移超過約 2公分,則視為未通過該次地震力的測試,但活載重鐵塊之移動不允許超出主結構物。 c. 由於模型搖晃時,載重 (live load) 與該樓板之間的相對位移難以精準量測,因此該模型是否通過該測試,以裁判團於現場判定為標準。

B. 樓層隔震設計:「樓層隔震設計」與「鐵塊可移動設計」不同。樓層隔震的設計是指隔震物包含該隔震裝置上方所有的結構體與載重。「鐵塊可移動設計」則是隔震物僅包含鐵塊和小部份的附屬結構或鐵塊支撐架。 (1) 樓層隔震裝置僅限於水平方向的平移。若因樓層隔震裝置產生垂直位移量而導致結構物搖擺行為 (rocking),將視為未通過該次地震力的測試。

註1: 採用「鐵塊可移動設計」或是「樓層隔震設計」的隊伍,必須在模型製作時,告知該隊裁判。若裁判認為該設計具有「鐵塊飛出」而傷及其它隊伍模型的高風險時,隊員必須依循裁判的指導增設安全構件。