抗震大作戰！

由國家科學委員會、國家實驗研究院、國家地震工程研究中心、國家災害防救科技中心與英國文化協會聯合主辦的「2007亞太抗震盃-地震工程模型製作國際競賽」，已於9月30日圓滿結束。臺大土木系共有四組學生參加此次活動，共分成大專組兩組、研究所兩組。其中研究所之G05組，在系主任張國鎮老師的領軍下，於十八隊研究所組的比賽中，獲得了第二名的佳績。

研究所組比賽重點及規則
在這一次的比賽中，評分的主要依據是所設計結構物本身的重量（越輕越好）、結構物所能承載的重量（越重越好），以及結構物所能承受的力（越大越好）。研究所組在設計上的重點則是讓學生發揮其無窮的創造力，運用隔減震或消能的概念，提升一個標準模型的耐震能力。 按照規定，研究生組必須於模型之每層樓中個別放上十公斤的鐵塊，總計整個結構體需能承載至少三十公斤的重量。所有結構物在安置於震動台上後，便開始進行地震測試。地震強度將逐漸增強，直至達到規定之最大地震強度，或所有模型崩塌為止。

大專組比賽重點及規則
在大專組的競賽方面，其重點則剛好與研究所組不同，其所要求的是，在L型基地面積內製作一個至少三層樓的房屋結構，而參賽隊員必須想辦法克服因基地面積不對稱所帶來的結構扭轉效應。主辦單位表示，依照往年的經驗，大專組比賽中，愈具有『韌性』(也就是其可承受變形的程度)的模型，勝出的機會愈大。按照比賽規定，大專組學生需依照樓層面積大小，在模型上加載至少七點五公斤重的鐵塊。今年比賽的評分規定中，特別允許參賽隊伍自行增加結構物承載的鐵塊數量，並給予加重計分，也就是說，結構物在質量越大的情況下，越能承受變形者，便越有機會獲得優勝。

勇奪研究所組第二名!
土木所G05組模型-鄭維晉、林孟慧、彭玉邦、何姿慧

根據國家地震工程研究中心楊元森副研究員的講解，G05的設計是在結構體上加入隔震器，也就是底部的滑軌。這樣的設計就好像是讓結構體「浮」起來，使得在地震來時，水平地震力不會直接傳入結構體，減少結構體因為直接承受地震力而崩塌斷裂的機會。然而，G05組的結構體雖然完整地維持到最大震度(1000gal)之後仍沒有壞損，卻因為整個結構物滑動的程度太大，超出規定範圍，遭裁判判定出局，相當可惜。

即使結果不免遺憾，但G05模型結構物直至比賽終了仍完整無損，加上本身重量相當輕盈，還是獲得了第二名的殊榮。此外，G05的模型亦獲得了眾多評審及觀眾的青睞，獲得了結構設計創意獎、建築美觀設計創意獎、海報製作獎，以及最佳簡報獎等獎項。

鄭維晉、林孟慧、彭玉邦、何姿慧及其製作中之模型
（本照片由四位同學提供）

土木所G18組模型-吳克強、張景棠、連育群、蔡青宜

G18組是土木所另外一隊參賽隊伍。國震中心林沛暘副研究員表示，G18的設計與G05不同，採取的不是隔震元件，也沒有裝設阻尼器，而是利用堅硬的壓克力板和具高度彈性的金屬彈簧來增加結構體的勁度，保護他們的結構體。實際的施作方法則是在各樓層加裝壓克力框架，並在框架頂部裝設金屬彈簧。
在模擬地震的搖晃過程中，當震度達到800gal時，G18模型壓克力框架的固定處似乎開始崩離，金屬彈簧也在這個時候開始散落在地上，結構物的一樓隨即崩塌，因而被判出局。事後分析，這可能是因為壓克力與金屬彈簧的固定不夠牢固，造成整個結構體最後崩塌毀損。

雖然G18組的模型在搖動中損壞，但其出色的外型和創意，仍是得到了結構設計創意獎及建築美觀設計創意獎的榮耀。

土木系大專組C21模型-徐振閎、黃立德、王峻品、林其穎

楊元森副研究員說明，C21組是他在評審時印象相當深刻的一組模型，因為它的設計者很聰明地在一樓不對稱的結構體上，安裝一些斜撐來提升它的勁度，並在二樓以上採用對稱的雙塔結構設計，成功地避開了結構扭轉效應的難題。然而，在震動台上隨震動搖晃時，二樓的雙塔卻無可避免地相互撞擊，再加上細長的雙塔無法承受大變形，最後造成了雙塔結構的倒塌。

除了結構設計創意獎之外，C21組還獲得了建築美觀設計創意獎及海報製作獎。

土木系大專組C17模型-雷啟洋、胡誌倫、盧裕文、蔡治隆

C17組的模型採用大量的斜撐，來增加結構系統勁度。具有大量斜撐結構物的特性是它的高勁度，也就是在承受地震力的時候，結構體的變形量較小。值得一提的是，過多的斜撐可能反而是矯枉過正，降低了結構體的韌性，也就是它承受變形的能力。

這一次的比賽，參賽隊員不只是要考慮到結構物的堅固性，還有它的韌性。意思是，結構物是容許相當程度的變形仍不會崩塌的。一般在設計高樓時，一定會考慮到結構的韌性。隨著建築物的高度增加，為避免結構物在地震來襲時被硬生生地折斷，結構體的變形模態也隨之增加，其斜撐的數量、配置和設計就顯得相當重要，不能一昧地增加結構斜撐來提升結構系統的勁度。

C17組模型的柱子粗壯，數量多且分散，如此的結構並不太能承受太大的變形，但其設計的優點是，柱子的斜撐部分使用了兩段式木材，允許了斜撐可伸長縮短的變形空間，也因此獲得了結構設計創意獎。然而就整體來說，C17的模型仍是太『硬』，缺少韌性，在震動台的搖晃下被強迫變形後，就只能崩壞了。

結語
此次獲得研究生組冠軍的京都大學，其實是日本京都大學與我國中央大學的聯隊。他們能夠在比賽中脫穎而出，主要是因為其出色的隔震設計，也就是結構物底部兩組方向相異的滑軌，在震動時發揮了作用，使得結構物在通過了最大震度1000gal之後，仍能屹立不倒。

有趣的是，在研究生比賽中，耐震能力過高的設計，也會被酌量地扣分。研究生比賽規則要求，參賽者務必精準地設計出能抵擋剛好1000gal震度的結構物，不多也不少。也就是說，即使設計出來的結構物能夠抵擋1050gal或更大的震度，仍會被視為是「過量設計」，將由評審酌量扣分。研究生比賽規則如此設計的原因，是希望所有受過專業訓練的研究生能理解到，工程師講究的是精確掌控結構特性，設計出結構物的工程師，要能精確地知道這個結構物最多能承受得起多大的地震力。

「亞太抗震盃地震工程模型製作國際競賽」固定於每年九月底舉辦，有興趣參加，或希望了解更多相關訊息者，可參考網頁：http://w3.ncree.org/ideers/2007/

採訪‧撰文/ 張國儀
資料提供/ 國家地震工程研究中心副研究員 楊元森、林沛暘
模型照片提供/國家地震工程研究中心副技術師 鄭維中、專案助理研究員 林峻毅