全國中小學科展

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土木科

活力再現

主要是研究使用橡皮筋彈力器驅動潛行車廂體進入隧道後,產生的活塞效應與引流效應做為主題,探討潛行車廂 (斜面、平面車頭造型)對隧道內各個垂直圓周角度(@15°)與水平@18cm的氣流速度變化。結果發現在隧道活塞效應與引流效應最大的為垂直圓周角60°位置,再針對隧道圓周角60°水平向之B- 4、E- 4、H- 4、K- 4等孔位開設直徑4cm的通風口,測試驗證開設通風口後能有效降低活塞效應,使引流效應趨緩。潛行車廂行駛隧道所引發的最大活塞效應與最大引流效應之位置所得數值,建議於活塞效應與引流效應最大位置區可設置通風口或減壓井,甚至利用空氣流速效應設置發電機組提供隧道內之照明,使隧道成為綠隧道。

水溝蓋板改進與廢磚攜手-排水防蚊可行性之探討

台灣登革熱防治方法大多以在排水溝蓋裝設紗網為最普遍,落葉與細砂土常阻塞孔隙,雨勢稍大,排水功能降低,有時甚至喪失。且R.C施作的5cm~8cm圓孔水溝為增加排水,卻未裝設紗網或遺漏,如此防疫措施豈不成虛設。經研究觀察,病媒蚊能輕易地竄出破損、脆化的紗網或竄出竄入紗網,又易遭破壞需經常更換。 本研究利用實習課的廢磚碎成不同大小顆粒,運用混凝土骨材級配原理製作非線性排水孔隙廢磚級配,搭配PVC與壓克力製作現有水溝蓋防蚊排水容器,實驗證實不同型式排水溝蓋加入不同流水截面積容器,與廢磚級配粒料之排水實驗,排水功能僅有3%左右受影響;蚊蟲竄出防堵實驗則達100%防阻,有效防止病媒蚊孳生與確保排水功能,更讓廢磚有資源再利用的新生命。

小米立大功-糯米橋秘辛之探究

本研究在探討糯米橋灰漿成份與配比,查詢糯米橋相關文獻資料隨後進行田野調查與試驗。田野調查項目包含耆老訪談、結構尺寸量度、灰漿非破壞性試驗錘試驗、取樣等;化學檢驗分析包含灰分含量及鈣含量之測定,根據化學檢驗分析的含量數據進行糯米橋灰漿的配比實驗,試驗出最符合目前糯米橋的性質與強度的灰漿配比。 實驗結果得知糯米橋灰漿灰分含量約佔93%~96%、有機物含量約佔4%~7%、鈣含量約佔灰分含量1%~14%,由此推測糯米橋灰漿之主要成分非為糯米及黑糖,而是黏土及石灰。然而在抗壓及抗彎之強度試驗中發現,糯米橋灰縫強度並不高,抗壓強度約為7.911kgf/cm2、抗彎強度約為1.119kgf/cm2,與本實驗試體測試結果相近。最後建議以糯米3.830%、黑糖1.915%、石灰44.364%、黏土49.891%作為設計最佳配比。

雷射水平儀校正釘槍

通常在匯報、教學、導遊人員都會使用雷射筆來投映一個光點或一條光線指向物體,本研究把雷射筆這個瞄點的特性運用在釘槍上,並且加入氣泡水準儀檢驗機器安裝面或平板是否水準,及測知傾斜方向與角度大小的測量儀器並增加板機安全卡榫,降低操作危險,而本研究使用的釘槍是氣動式釘槍在工業上使用的好處比電動式釘槍更有效率,為了新手可以更快上手,也能在工業上提高釘東西的精準度,避免在材料上釘東西失誤而浪費,本研究使用了兩個氣泡水準儀不只可以立著釘也可以平著釘,不會受到材料上的限制,而失去該有的垂直度,並且本研究還加裝雷射筆,可以讓距離做到有效的控制。

還以顏色-百年預彩工法

放眼看去台灣的建築結構外觀,大部分都是以磁磚、玻璃惟幕或者是油漆為主,因此外觀的色彩有限,為了擴大台灣建築色彩生活美學、想像空間與環境美化,創造在地建築人文景觀,運用不同色彩的搭配,使混凝土建築物外觀不再只是單調素材,令人覺得枯燥乏味,而是能與光線能量結合,使人耳目一新的色彩。對於無法使用水泥漆、磁磚或不易維護場所非常適合。本研究以建築傳統工法加以改良,水泥砂漿、混凝土中加入色料,使結構體色彩豐富,並探討後續抗壓、抗拉強度、耐久性、耐光、耐氣候潮濕變化……等問題,期許能節省人力、時間、降低成本,以提高工作效率,減短施工工期,如果建築物能夠多樣化、色彩更豐富,相信台灣的建築業會更加多彩多姿。

不動如山-滑缸型抗震設備

『不動如山─滑缸型抗震設備』係將設備裝置於建築物基礎下方,利用鋼珠滾動無方向性及高強度、低摩擦力的特性設計出『全向滑輪』抵抗水平地震力的傷害,並使用雙向滑軌固定建築物的面向,設計出類似避震器之可自動充氣的汽缸抵抗垂直地震力,欲藉由以上方式使建築物遇到地震發生時也能原地不動如山。實驗結果顯示本抗震設備受到加速度631.65 cm/sec²超過劇震強度時,建築物的位移量只有0.1公分幾乎呈現不移動狀態。若能將此設備裝置於不容許遭受晃動之醫院開刀房、軍火庫、化學工廠或高科技精密實驗室等地方,以創新技術有效阻隔各種形式地震力之破壞,可達到無感的境界,成為抗震設備最佳的方案選擇,確保人民生命財產的安全。