未雨绸缪多了解建筑抗震系统
作好防震准备

英迪队伍在“2017抗震杯”夺得4个奖项。左起为倪家锴、彭惠瑜、利宏斌、萧佳敏和蔡元豪。

对马来西亚来说,这是一个“输在起跑点”的比赛。

原因是,我国不是地震国家。

然而,这次英迪队伍前往台湾参加“2017抗震杯”,竟抱回4个奖项为国争光!在一场以抗震为重点的赛事,来自地震带以外的他们究竟是如何办到的?

较早前,一支来自英迪国际大学(INTI)土木工程系的队伍在台湾举办的“2017抗震杯——地震工程模型制作国际竞赛(IDEERS)”研究生组夺得4个奖项,分别是结构设计奖、建筑美观奖、设计理念展示奖及最具冠军相奖。

该队伍的4名成员包括蔡元豪、萧佳敏、倪家锴、彭惠瑜以及一名顾问讲师利宏斌。团队在接受《南洋商报》专访时表示:“正是因为我们不是来自地震国家,所以面对的挑战更大,我们要比来自地震国家的参赛队伍更努力!”

他们还笑说,记得在做简报时,有提到马来西亚是一个很少发生地震的国家,就有人问道:“真的吗?那为什么你们参赛?”

虽然大马不处于地震带上,但也不是没有发生地震的可能。在2015年,沙巴兰瑙曾发生5.9级地震,造成16名攀爬沙巴神山的登山者罹难;一项研究报告也显示,大马下方的古老断层线已被重新激活,地壳板块有轻微移动的现象,这意味着我国有可能面临地震的危机。

“因此,防患于未然很重要。该项比赛以台湾九二一大地震作为一个实例背景,目的是希望提升全球人民的地震意识,随时作好防震准备和地震防灾教育。”

旨在推广地震工程防灾教育

该项常年赛事自2001年起由台湾国家实验研究院与英国文化协会联合主办,旨在推广地震工程防灾教育,鼓励学生借由参与科学竞赛激发创造力,并让各国年轻学子有同台竞技的机会,藉此提升年轻一代的国际视野与专业能力。

迄今历经16届的抗震杯,国内外参赛学生总数超过6500人,参赛国家包括英国、美国、日本、韩国、新加坡、印尼、印度、香港、马来西亚、越南、纽西兰、澳洲、贝里斯、菲律宾、瓜地马拉等。

与历年相同,今年的比赛分为高中、大专和研究生组,共有110支队伍参赛,其中有38支国外队伍,参赛总人数达546人。

利宏斌(右二)鼓励团队跳出既有知识的框框,发挥天马行空的想象力。

以吉隆坡塔为设计蓝本

在英迪队伍中,其中有3人(蔡元豪、萧佳敏和倪家锴)曾在2015年到台湾参加“抗震杯”大专组,获得了耐震奖和设计理念奖。今年是他们第二次参赛,这次参加的是研究生组。

他们今年的参赛模型以吉隆坡塔(KL Tower)为外观设计蓝本,高达190公分,是全场最高模型,并以此夺得建筑美观奖。

共有4层的建筑模型每层安装隔震装置,能达至最强的减震效果。

带来新突破

团员异口同声说:“大部分外国人最耳熟能详的是国油双峰塔,而我们也想让他们知道吉隆坡塔亦是大马最高的标志建筑之一。”

利宏斌解释,虽然大马没有发生地震,但邻国如印尼是地震国家,大马依然会受到余震的影响。余震的威力虽不比地震强,但还是会造成高耸建筑摇晃的危险状况。

“因此,真正的吉隆坡塔是设有防震系统的,但我们设计的模型较适用于地震国家。”

吉隆坡塔模型因其创新概念而获得结构设计奖。在历届赛事中,参赛者的建筑模型只有基层设有防震装置。英迪队伍此次带来新突破,在共有4层的建筑模型每层安装隔震装置。这一做法能够大幅度减低震动的感觉,最高层尤其能达至最强的减震效果,也就是说舒适度最高。

英迪队伍的参赛模型以吉隆坡塔为设计蓝本,是全场最高的模型,高达190公分。

遇上惊险事差点被淘汰

该项比赛一连举行3天。第一天是“抗震杯研究生组国际研讨会”,参赛队伍先在研讨会中阐述模型设计理念,以及防震、隔震与減震消能的方法,提供各国参赛者与国际接轨的机会,并促进国内外的学术交流。

第二天,参赛队伍必须在6个小时内完成模型制作,交由评审审查并决定模型载重后,才能参加接下来的竞赛。

原以为6个小时的时间非常足够,团员们却反应很大地说:“那是刚刚好而已!”听了他们一番讲解后,明知讲出去的话泼水难收,却很想把“原以为……”的话收回来。

“大会规则很严格,只允许现场组装模型。不是把提前做好的小部件组装起来,而是必须从零零碎碎的小零件开始组装。我们在练习组装时通常约需8至10个小时,所以要在限时内完成组装真的很不容易,而且现场气氛令人很紧张,压力超大!”

在组装过程中,团队还遇上一件惊险事而差点被淘汰。他们发现模型的底层面积出现问题,评审告知如果他们按照原本的方式摆放,只要轻轻一动便会马上被飞出局。大幸的是,他们临时想出一个决策,决定把底层的面积缩小再作调整,才成功过关。

他们将制作好的模型安装在振动台上。

模型抗震测试

第三天才进入重头戏,模型抗震测试正式开始!研究生组的模型一律于每层楼加上10公斤,总计40公斤的铁块。

参赛队伍可自由设计各种隔减震装置,让模型刚好在比赛规定的地震力(1050gal)下倒塌,才能获得最高分。

“这个难度在于,单是建造一个坚固不倒的建筑是不行的。如果模型无法再比赛规定的地震力下倒塌,分数会倒扣。”

“在前往台湾参赛以前,我们已使用大学研发的一个小型振动台进行测试,以确保模型可以负荷比赛规定的地震力。此外,我们也必须控制模型的移位范围,以免模型在设定范围外碰触到指示器而被淘汰。”

增设“隔减震创意奖”

今年,大会也为研究生组增设了“隔减震创意奖”。评审团从参赛队伍中挑选最具潜力的8组队伍,英迪队伍成功入围其一。透过在模型上安装感测器,实际量测模型顶楼的加速度,以了解其隔減震效果。

进行测试时,模型是安装在一个振动台上。在这之前,均事先记录每一个参赛模型的质量(质量越重表示用了越多材料,分数越低),模型测试中则会记录造成该模型破坏时的地震强度,这些数值被用来计算每个模型的效率比。

★团员感言★

蔡元豪

●蔡元豪对地震的历史研究很感兴趣

我们花了3至4个月研究和设计整个模型,希望可以用最低的成本制作一个防震效果最强的模型。其中最大的挑战是寻找合适的材料,我们试过很多不同的材料和方法,做了四五个样本都不太满意,过程中经历了无数的失败。最后,我们从失败中学习找出其中的弱点,一点一点地修改,才成功完成目前的样本。

这是我第二次参加比赛,因为我对地震的历史研究很感兴趣,想了解更多人类如何面对和解决天灾的问题。比赛场地设在台湾国研院国家地震工程研究中心,这让我有机会看到各种先进的设备及高科技精密仪器。

萧佳敏

●萧佳敏团队合作创造成功

我在2015年曾参加大专组比赛,这次想挑战研究生组,因为它的挑战性更高,从材料、概念、设计、组装全都必须由参赛者一手包办。

在筹备的过程中,我们会先讨论比赛当天要如何解决一些突发问题,并事先分配好工作,以免到时手忙脚乱。我们也会准备所有制作模型所需要的材料备份,以防万一有损坏的情况发生。由于我们已经作好充足的准备,所以比赛过程所遇到的问题较少。

这就是团队精神的重要性,只有团员彼此互相合作才能创造成功的可能。

彭惠瑜

●彭惠瑜与各国学生交流切磋

去年我是以观摩的身分出席“抗震杯”,今年则是亲身参与其中。我曾参加英迪举办的小型抗震模型制作比赛,这次有机会到更大的平台与来自各国的学生交流切磋,确实是大开眼界!

在比赛现场,我们看到每个国家的代表队伍都会在作品中融入自身的文化特色,如香港队伍制作的是一个龙模型、菲律宾队伍以原住民建筑为外观设计概念等等,他们所应用的结构和机械设计都是非常新颖的。

从约两年前在沙巴发生的地震来看,证明我国也不完全是零地震;为了预防更恶劣的情况发生,我们应该未雨绸缪,多学习和了解地震国家的建筑抗震系统的设计和功能。

倪家锴

●倪家锴认识不同文化背景的人

讲师时常鼓励我们多参加国内外的比赛,不但可以学习课本以外的知识,也可以扩大交友圈子。我喜欢广交朋友,认识不同文化背景的人,见识不同的设计概念。

有时候,我们想到一个概念,可是不知道该如何下手,但他们却可以做出来;有时候,他们想到的点子,我们也想到,但就是做不出来。所以,我认为请教是最好的学习方式。每当有机会与其他参赛队伍互动交流时,我就会把握机会,趁机向他们请教制作方式、构造理论、零件使用等。

顾问讲师利宏斌

●顾问讲师利宏斌拓展知识 提升软技能

我相信参加比赛可以拓展学生的知识和提升软技能。虽然我们没有经历过地震,但可以透过书籍和研究进一步提升对地震的认识和了解,接着再透过比赛学以致用,这才是学习的最终目的。

这个团队的成员都是我精挑细选的精英,他们每个人的背景、专长、个性都不同。当彼此愿意互相配合时,合作无间是必然的。这个比赛不仅提升了学生对地震的认识,也促使他们建造出一个完整的抗震结构系统。

在进行筹备的同时,学生也得兼顾课业,所以时间上必须做好安排。他们通常都是利用课余时间开会讨论,有时甚至会熬夜赶工,竭尽全力把模型做得最好。

我会鼓励他们跳出既有知识的框框,比赛需要发挥天马行空的想象力,创意与创新往往就存在于大自然和日常生活中。

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