屋欲靜而電不止-探究冷次定律在建築物的減震運用

科展類別
全國中小學科展作品
屆次
第60屆--民國109年
科別
物理科
得獎情形
第三名
學校名稱
新北市立安溪國民中學
指導老師
解宗翰;劉明元
作者
林宥禎;楊安鈞
關鍵字
單擺式調諧質量阻尼器,發電式消能元件,冷次定律

摘要或動機

本研究以自製倒置平台、阻尼裝置與外力調頻器以進行實驗,為方便觀察阻尼質塊與平台交互情形,故將建物改為懸吊式平台,外力調頻器以馬達為動力來源,由電源供應器改變電壓大小控制轉速。實驗分彈射觀察衰減係數與外力調頻模擬4級震度觀測最大加速度。由彈射平台試驗可知擺長15cm時阻尼器與平台產生反向共振,可有效吸收大樓晃動能量;擺錘越重吸收效果越佳;加裝消能元件可有效提升減振效益。由彈射試驗較佳之消能元件組合以進行模擬地震試驗,發現結果與彈射平台實驗一致。發現阻尼晃動頻率與大樓頻率接近的情況下且在一定的阻尼範圍內可有效達到吸振減振的效果。電生磁之阻尼元件能減振並發電,也許將來可作為消能形式,能利用產生之電能。


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