
403花蓮大地震震撼全臺,這是25年來規模最大的地震。自從1999年921大地震後無數研究人員及工程師投入大量精力提升建築工程技術,期望能減少甚至避免地震災害的威脅。
國際間關注這次地震襲臺,建築耐震性與震後快速救災反應的優秀表現,彰顯產官學研各界不斷努力的成果。國研院國震中心長期藉由舉辦抗震盃地震工程模型製作競賽,以加強地震工程防災教育,提升學子對地震工程技術發展的興趣,以因應未來地震。
今年,抗震盃地震工程模型賽,歷經激烈競爭後,高中職組前三名為雲林縣私立揚子高中、高雄市立前鎮高中、國立虎尾高中;大專組則由臺大、成大與暨南國際大學拿下前三。各組第一名獲頒獎金2萬元。
49隊250人 振動台上比高下
抗震盃自2001年起已舉辦20屆賽事,除 2020-2021年受COVID-19疫情影響停辦,2022年受限國際隔離檢疫不便僅辦國內賽。2023年回歸往年規模舉辦大型國際賽,為推動地震防災持續前進。
今年紀念921地震25周年,國研院國震中心首次移師臺南實驗室辦理,共計有49支隊伍,250人參賽。今年參賽隊伍必須在5個半小時內,依大會主題「單一集中載重的塔型結構物」,設計出耐震結構物並決定模型載重。
其後,再利用木條、熱熔膠、橡皮筋、紙張、細棉繩等有限的材料來完成模型製作,通過裁判審查後,參加振動台測試競賽。模型必須加載至少12個0.6公斤的質量塊,經振動台模擬地震搖動狀態,測試其設計是否足以抗震。
塔型結構挑戰 性價比決勝負
本次挑戰主題「單一集中載重的塔型結構物」,指的是日常生活中常見的橋墩、水塔、高速公路旁的T 形廣告牌、電信鐵塔、觀景台高塔、煙囪或景觀旋轉餐廳等。競賽評比依模型性價比(capability-price ratio),也就是模型承受最大震度的性能與模型材料重量的建造成本比值。
模型可承受的震度越大,使用的材料越輕,代表CP值較高,競賽成績就越好。通過最大地震動加速度400 gal測試的隊伍即可獲頒耐震獎;通過600 gal測試的模型則列入排名。競賽依序進行不同震度測試,直到競賽規定最大地震強度或所有模型崩塌為止,再用這些數值計算每個模型的性價比。
其中,大專組為提高挑戰難度,增加不規則載重配置規定,模擬真實生活常見的不規則結構,使結構模型除承受地震搖動考驗外,更需面臨扭轉搖擺對結構模型的挑戰,設計上更具挑戰。

揚子高中 臺大抗震策略訣竅
高中組第一名揚子高中利用最精簡材料製作模型,並選擇安裝規則載重上限的24個質量塊以提高效率比。該組上方乘載質量塊載重平台製作結實,四個角落的支撐柱用多根木條拼成L型以提高支撐力,另用橡皮筋綑綁木條作為搭接斜撐,如此除用木條提供支撐,透過橡皮筋綑綁作搭接來消能,結果通過規則最高800 gal測試,獲得首獎。
臺大同樣採取使用最少材料並乘載規則載重上限24個質量塊的策略。然而,規則要求大專組1/2以上質量塊需安裝在基地底板東南區且該區不能落柱,看參賽隊伍如何解決不規則模型造成扭轉問題。臺大隊將質量塊配重平均分配在西北和東南區,透過平均分配載重減緩扭轉的力量,最終該組只通過700gal測試,但還是以優異效率比取得第一名佳績。
臺灣位於環太平洋地震帶,大小地震不斷,如何防震與因應成為重要課題,為保障民眾生命財產安全,國科會長期致力推動防災科技研究及防災教育扎根,國震中心表示,今後將持續專注協助學研各界研發防減震科技,共創耐震家園。
延伸閱讀