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:
- 參與隊伍的模型,除了底板層之外,每一個樓層每層樓至少需放置兩塊鐵塊,總鐵塊至少12塊,至多29塊,相當於依其樓板面積,平均每平方公分必須承載至少10公克的鐵塊重量。
- 圖2之投影A, B, C區域均需放置至少二個完整鐵塊(至少一樓層,但不需同一層A, B, C均放)。
- 每個鐵塊的重量以635公克計算。鐵塊的長、寬、高約分別為6公分,4.5公分與3公分,並可能存在1毫米以內的尺寸誤差。
- 模型必須包含固定鐵塊的支撐裝置 (如圖5所示)。支撐裝置不應直接與柱子接觸。若支撐裝置與柱子接觸,則該層樓高淨空則以接觸點的高度位置開始計算。
- 同一層樓的鐵塊不可以上下重疊。
- 鐵塊在模型被固定在振動臺上時一併安裝。
圖2 模型的平面的總長寬限制
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:
- 對於2樓與3樓,每個鐵塊以1個單位重量計算。對於4樓或4樓以上的樓層,每一個鐵塊以1.5個單位重量計算(1樓即為底板樓層)。
- 在鼓勵新創意與符合工程意義的原則之下,開放 IDEERS 高中與大專組採用隔震設計設計,並增訂細部原則,供「鐵塊移動」設計方式之參考。隔震設計規則詳如本規則「隔震設計規則」一節所述。
- 1樓若因採隔震裝置而放置鐵塊,其鐵塊不予計算。
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。
範例:
在此以一個例子來說明。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 或 http://ws1.ncree.org/Ideers2008Edu/ 尋找您需要的資訊。