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抗震結構嘉年華會 - 2018抗震盃創意大挑戰
2018-11-08

比賽現場

921大地震發生至今近20年,雖然這十幾年來地震工程技術不斷創新,但以現今的科技水準,仍無法有效預測地震,今年2月發生的花蓮地震亦造成人員傷亡與房產損失,因此平時防震準備以及地震防災教育更顯重要。

抗震盃自2001年起,迄今已歷經17屆競賽,國內外參賽學生總數超過7,000人,曾參賽過的國家地區包含英國、美國、日本、韓國、新加坡、印尼、印度、香港、馬來西亞、越南、紐西蘭、澳洲、貝里斯、菲律賓與瓜地馬拉等。今年的比賽,高中、大專、研究生組共有103個隊伍參賽,其中包含36個國外隊伍,總參賽人數達515人。另有近40位國外師生組團來台觀摩,更讓活動熱鬧不少。

今年活動一連舉行三天,首先由9月13日(四)「抗震盃研究生組國際研討會」揭開序幕,選手們在研討會中闡述模型設計理念,以及防震、隔震與減震消能的方法。9月14日(五)為競賽活動之模型製作,各參賽隊伍必須在6.5個小時內完成模型製作,交由裁判審查並決定模型載重後,才能參加接下來的競賽。9月15日(六)活動正式開幕,國研院吳光鐘副院長致詞後,比賽依序進行高中、研究生與大專組的模型競賽測試,高中、大專組依照樓層面積的大小,在模型上加載至少7.5公斤的鐵塊,研究生組則一律於每層樓加上10公斤、總計40公斤的鐵塊。

高中、大專組模型將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。而研究生組則開放參賽學員自由設計各種隔減震裝置,讓模型剛好在競賽規定之地震力(1050 gal)下產生結構破壞,才能獲得最高分。財團法人中興工程顧問社並連續第四年贊助研究生組增設「隔減震創意獎」,係從參賽隊伍中由裁判團評選3至6隊入圍隊伍,於其模型上安裝感測器,實際量測模型頂樓加速度以了解實際模型的隔減震效果,效果最好的隊伍可獲得新台幣10萬元獎金!

模型安置於振動台測試之前,均事先記錄每一個參賽模型的質量,模型測試中記錄造成該模型破壞時的地震強度,這些數值被用來計算每一個模型的效率比。經由振動台測試後,每組評選出前三名效率比最高的模型,頒發獎金及獎盃。此外裁判團還會票選出「結構設計獎」、「建築美觀獎」、「設計理念展示獎」等各種獎項,頒發獎金與獎狀,鼓勵年輕學子。

比賽結果高中組第一至三名分別為台中工業高級中等學校、高雄高級工業職業學校、台北市立大直高級中學獲得,大專組第一至三名分別由台灣科技大學、新加坡理工學院、中原大學獲得,研究生組第一至三名分別由香港大學、成功大學、台灣大學獲得。研究生組獎金最高的「隔減震創意獎」則由香港大學獲得。

高中組第一名為台中工業高級中等學校的模型,在樑柱接頭以棉繩綁紮固定,強化整體結構的力量傳遞機制與變形能力,並於五樓以上柱體採縮減斷面設計,提高材料使用效能,因此獲得優勝。

大專組首獎則由台灣科技大學獲得,該組模型重量僅518公克,相當簡潔輕盈,其模型採用擴柱方式加強結構載重能力,並採用棉繩作為跨樓層斜撐以增加模型韌性,且該組選擇挑戰高達23.5公斤之載重,因此在競爭最為激烈的大專組獲得冠軍。

研究生組首獎及獎金最高的隔減震創新獎均由香港大學獲得,該模型採用滑軌和彈簧的組合機構作為隔震系統,可同時兼具隔震和抵抗翻倒力量,並在模型頂樓安裝調諧質塊阻尼器(TMD)以減少模型晃動影響。最重要的是整體隔減震裝置均有確實達到原設計目標,依大會安裝監測系統顯示,在地震測試過程中,不論大小地震均有減少30~50%震動的優異表現。

國研院地震工程研究中心自2001年以來連續18年舉辦抗震盃競賽,藉此推廣地震工程防災教育,鼓勵學生藉由參與科學競賽而激發創造力,並提供國內年輕學子與各國精英同台競技的機會,提升我國年輕一代的國際視野與專業能力。更多詳情請參閱2018抗震盃官網:http://www.ncree.org/ideers/2018/

研究生組研討會

學生專注地製作模型

參賽模型在振動台準備接受挑戰

實驗
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