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。隔震博物館對地震作用有一定的阻隔作用，非隔震博物館對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?；瑒?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?；瑒?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