競賽規則

│材料及工具規則│結構模型製作規則│承受載重規則│結構模型安裝規則│評分規則│抗震測試程序│模型破壞準則│

本競賽以此規則為依據，但若發生本規則無法涵蓋或產生疑義時，主辦單位保留最終解釋權。

建築物設計理念：

臺灣位處環太平洋地震帶上，屬於地震活躍區，統計顯示年平均發生上萬次地震，其中有感地震更多達兩百次，地震將直接及間接造成人民傷亡與財物損失；然而，臺灣處於地震威脅的環境，如何減低災害發生將成為當務之急。

★★本次考題是★★
以2024年4月3日花蓮大地震為例，該次地震造成多處山區邊坡崩塌與道路中斷，重創當地觀光與基礎設施，考量地震對山區觀光設施之衝擊，本競賽徵求競賽者創意設計一座具有觀景平臺之觀景塔，須展現結構設計專長，提升其於地震與強風下之韌性與穩定性。

模型設計說明如下，請同學務必仔細瀏覽，此為競賽的評分準則。

1. 材料及工具規則
   • 參賽隊伍只能運用主辦單位所提供之材料來製作模型(比賽用的木條和木板皆是壓縮木)
   • 700 mm長，橫斷面為 5.5公厘 × 4公厘的木條 (50條)
   • A4影印紙張(規格80gsm) (12張)
   • 熱熔膠 (長度約30cm，20條)
     • 熱熔膠規格：製作模型使用的是小槍，直俓7.4mm黏貼質量塊使用大槍，直俓11.1mm
   • 熱熔槍 (一把)
   • 正方形木板(用來作為模型底座，厚6mm，長寬各25cm)。底座木板必須保持實心，但為了模型架設上的需要，木板上最多可以鑽孔總面積為805mm²，相當於16個直徑為8mm的圓孔。
   • 現場將準備以下工具以供參賽隊伍使用：
   • 剪刀 (一把)
   • 大型美工刀 (兩把)
   • 線鋸 (一組)
   • 捲尺 (一個)
   • 8mm軸寬的鑽孔器 (一個)
   • 砂紙
     參賽小隊必須自備筆記本、鉛筆、橡皮擦、尺和計算機。模型製作過程中可能需要計算，鉛筆則可以在木板裁切和鑽孔的位置上作記號。
2. 結構模型製作規則
   • 參賽模型的結構只要具備建築物的主要架構 (也就是骨架) 即可。不須加上外牆或裡面的樓梯(請見圖一)。參賽小隊可以自由設計模型的形狀，不過必須依照以下規則：
   • 
     圖一、模型範例圖
   • *模型說明 :
     
   • 木板底座以上必須至少4個平面樓層。一個平頂可視為是一個樓層(圖一)。
   • 比賽統一提供25x25cm²之木板底座，模型地基最小值為木板底座面積的50%，地基形狀與大小可任意設計，但須建置在規定範圍內，詳模型建置範圍示意圖。
   • 每一層樓版面積僅能夠為地基面積（625cm²）的32%~200%(200cm²-1250cm²)內自由變動，淨高須在15公分以上，30公分以下。
   • 模型高度60公分以下樓層，該樓層不需安裝質量塊(頂層及次高層無視此規則正常加載)，可自由加勁。
   • 模型必須要有一個1250平方公分以上之次高樓板面(1.次高層即從上到下第二層、2.補充説明頂樓面積比照樓層面積可於200～1250cm²間自由設計)，頂層及次高層皆需考量需固定在樓版之四個角隅之載重塊，兩樓層可以斜撐進行加勁，不須考慮拉柱位。
   • 模型總高度須達60公分以上，不得大於90公分。層間淨高不得小於15公分。
   • 木板底座週邊的25mm內必須淨空，以方便模型可以利用螺絲固定在振動台上。
   • 60cm以下各樓層之樓地板須以與柱相接之大梁構成，如圖二所示。 其中，大梁定義為兩端均須與柱相接的梁。
   • 
3. 承受載重規則
   • 模型中的頂層與次頂層的每一平方公分必須能夠承受 10 公克的重量，模型必須能夠同時承受每一層樓所應承受的總重量，載重塊需按照最高層與次高層觀景平台樓層面積，設計安置在四個角隅（如無法均分則擇一角隅的配重塊群放置即可）
   • 每一個鐵塊是6.0×4.5×3.0cm³，重量為635公克。
   • 每一層樓所需擺放之鐵塊數量計算方式範例請見下表，採絕對進位制。
     

     樓層面積 (A)	樓層承受重量 (B)=(A)×10	所需擺放鐵塊數量 (C)=(B)/635	鐵塊實際數量
     100平方公分	1000克	1.57塊	2塊
     200平方公分	2000克	3.15塊	4塊
     300平方公分	3000克	4.72塊	5塊
     400平方公分	4000克	6.3塊	7塊

4. 結構模型安裝規則
   • 結構模型經過裁判審核與稱重後，參賽隊伍需負責將結構模型安裝至振動台上，並利用熱熔膠將裁判規定之鐵塊數量固定於結構模型上。
   • 參賽隊伍需自行承擔鐵塊是否黏結牢固的責任。
   • 一旦結構模型稱重完畢後，除了固定鐵塊所需的熱熔膠之外，不允許增加任何其他的材料在結構模型上。
   • 另外鐵塊不得外露於結構模型，不得碰觸到樓版和梁以外之結構部分，請各組在設計時考慮鐵塊放置之平台。
5. 評分規則
   • 本次比賽評分利用結構模型質量和通過之地震強度來決定，每次測試都是和通過測試中質量最輕的隊伍比較，六階段總得分為100分。如果一開始質量最輕的隊伍在某一階段的測試中破壞了，在下個階段的測試中，質量最輕的隊伍將會變為通過該次測試中質量最輕者，冠軍為得分最高者，得分計算方式如下：
     

     I(gal)	point
     250	6
     400	12
     500	15
     600	20
     700	22
     800	25
     強度分數對照表

   • S：得分
   • I：結構模型通過之地震強度(單位:gal)
   • H：結構高度(單位:cm)。
   • h：觀景平台高度(單位:cm)。
   • A：觀景平台的總面積(單位:cm²)
   • M：結構模型之質量(不含底板和質量塊)
   • M_min：所有參賽隊伍中通過該次測試後，結構模型質量最小者。
   • M_P：違反模型製作規則的懲罰質量，計算規則如表一所列，非整數部分將按比例計算，有關懲罰質量之詳細計算，請參閱模型審查表。
   • 表一.懲罰質量計算規則
     

     不符合以下規定者	懲罰質量
     1.場地清潔及工具整理	300g
     2.模型建築範圍與底板周邊淨空(≥25mm)	300g
     3.模型總高度(60cm≤H≤90cm)	150g
     4.模型地基面積(最小值為木板底座面積的50%)	100g
     5.鐵塊安裝違規(參閱規則4.)	50g/塊
     6.各樓層之淨高違規(參閱規則2.)	50g/cm
     7.各樓層之地板面積(每層為地基面積的50%~200%)	5g/cm2

6. 抗震測試程序
   • 所有參賽模型將安裝於本系大型結構實驗室之振動台上(如圖三)，進行模型抗震能力測試，振動台產生人造地震波將涵蓋各種頻率(頻率範圍：0~15Hz)，每一次測試所產生的人工地震為單向(南北向)正弦波變頻運動，輸入之位移歷時及方向詳如圖四所示。人工地震之大小以該次測試歷時之加速度峰值(PGA)表示。因應本系震動台大小(2.5mx1.2m)及比賽公平性，避免比賽中各隊結構發生碰撞，每隊底板面積區域設定周圍約1m的距離。本次競賽分4輪進行，成績一起計算，每次8隊。競賽將進行不同強度的抗震能力測試，依序為250gal、400gal、500gal、600 gal、700gal、800gal。本系振動台為單軸向振動台，示意圖如下：
     
7. 模型破壞準則
   • 模型任何一樓層發生不穩定或崩塌。
   • 鐵塊脫離、掉落或發生劇烈晃動。
   • 半數或半數以上柱子脫離底版。
   • 其他經裁判認定為破壞者。