滑動(dòng)式文物隔震支座隔震性能研究.pdf

1、我國是一個(gè)多地震的國家，每次地震對(duì)館藏可移動(dòng)文物的破壞極其嚴(yán)重，這一問題受到國家相關(guān)部門的高度重視，減輕地震作用對(duì)館藏可移動(dòng)文物的破壞十分迫切。本文首先建立了隔震與非隔震博物館的有限元模型，對(duì)地震波傳遞到兩種博物館的過程進(jìn)行了研究，得到各自的樓面波，作為研究滑動(dòng)式文物隔震支座地震響應(yīng)的外部激勵(lì)。然后建立了滑動(dòng)式文物隔震支座及展柜有限元模型，可以通過支座彈簧剛度的調(diào)整，控制結(jié)構(gòu)周期，結(jié)合該支座對(duì)樓面波從博物館傳遞至展柜全過程進(jìn)行研究。在滑

2、動(dòng)式文物隔震支座的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了變剛度文物隔震支座，并對(duì)其設(shè)計(jì)方法以及隔震效果進(jìn)行研究。論文主要研究工作和成果如下:
　　(1)利用MIDAS建立隔震博物館及非隔震博物館模型，按照規(guī)范選取了三條地震波，其中一條為人工波，進(jìn)行時(shí)程分析。提取不同建筑高度樓層的樓面波加速度時(shí)程，并對(duì)其進(jìn)行傅立葉變化，得到其頻譜特性。結(jié)果表明，在地震作用下，博物館（包括隔震博物館及非隔震博物館）樓面波加速度峰值均隨著樓面層數(shù)的增加而增加，且同一地震作用下

3、不同樓層的樓面波均具有相似的頻譜特性。隔震博物館對(duì)地震作用有一定的阻隔作用，非隔震博物館對(duì)地震作用有一定的放大作用。
　　(2)利用ABAQUS建立了展柜-支座模型，支座采用滑動(dòng)式文物隔震支座。通過第三章得到的樓面波作為外部激勵(lì)輸入，調(diào)整支座剛度，得到了展柜文物放置處的加速度反應(yīng)譜以及位移反應(yīng)譜。分析表明可以通過改變滑動(dòng)式文物隔震支座彈簧剛度來控制結(jié)構(gòu)的整體周期，實(shí)現(xiàn)文物隔震的目的。對(duì)于隔震博物館，在罕遇地震作用下，其樓面波平均加

4、速度峰值為0.52m/s2。滑動(dòng)式文物隔震支座可以將結(jié)構(gòu)平均加速度反應(yīng)峰值控制在0.21m/s2，隔震率為59％，此時(shí)結(jié)構(gòu)的平均位移峰值為149mm。對(duì)于非隔震博物館，在罕遇地震作用下，其樓面波平均加速度峰值為4.45m/s2。滑動(dòng)式文物隔震支座可以將平均加速度峰值控制到0.34m/s2，隔震率為92％，此時(shí)結(jié)構(gòu)的平均位移峰值為124mm?；瑒?dòng)式文物隔震支座更適用于非隔震博物館結(jié)構(gòu)中。此外，本文結(jié)合以上分析，提出了滑動(dòng)式文物隔震支座的設(shè)

5、計(jì)方法。
　　(3)利用ABAQUS建立了展柜-支座模型，支座采用變剛度文物隔震支座，通過第三章得到的樓面波進(jìn)行加載。分析表明變剛度文物隔震支座無論是對(duì)于隔震博物館還是非隔震博物館都有良好的隔震效果。其中，對(duì)于非隔震博物館，變剛度文物隔震支座的減震效果更為明顯。變剛度文物隔震支座可以更好的實(shí)現(xiàn)不同地震強(qiáng)度下不同的設(shè)計(jì)目標(biāo)。多遇地震作用下，能夠更有效的控制文物的加速度反應(yīng);罕遇地震作用下，在控制文物的加速度反應(yīng)的前提下，能夠更有效的