馆藏文物储藏柜隔震体系效能研究
发布时间：2021-07-26 22:39
馆藏文物作为人类文明文化遗产,一直以来具有高度的历史、文化及研究价值,且因其自身特点具有不可再生性。同时,馆藏文物储藏柜是文物储存储放的高频区域,而其对外界震动激励,尤其是地震作用下响应较为激烈,易出现结构性倾覆以致于文物损坏。馆藏文物储藏柜隔震是文物防震保护问题中不被重视的环节,而国内外针对“馆藏文物储藏柜隔震”系统的防震设计研究相对较少。因此,本文针对馆藏文物储藏柜设计研制了一套储藏柜隔震体系——馆藏文物储藏柜隔震体系,以馆藏文物储藏柜防震系统为研究核心,针对储藏柜自身结构特性展开研究,主要研究内容包括以下几个方面:（1）结合文物储藏柜结构自身特点以及自身参数和隔震要求,提出了储藏柜隔震体系设计方案,优化了设计方案参数设置,给出了设计适用范围;对隔震体系单个支座进行了水平刚度、水平等效阻尼比等力学性能参数理论公式的分析,重点分析了支座水平耗能特性及隔震体系隔震率;针对文物单体浮放状态进行了抗倾覆理论验算,提出了隔震体系隔震效能评价指标。（2）通过试验与数值计算研究文物储藏柜隔震装置竖向力学性能。首先,通过输入不同竖向荷载,得到支座不同工况滞回曲线,研究竖向刚度、耗能特性的响应规律;...
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
馆藏文物防震之降低重心法Fig.1-3museumculturalrelicslowercenterofgravitymethod
构癖砻婺Σ恋姆椒ɡ?达到降低文物重心、抵抗地震的惯性力矩，提高文物整体抗倾覆性，从而减小文物的地震响应。如图1-3所示的铜镜，采用改变铜镜重心与台面的位置关系来降低其重心，从而达到增加抵抗地震力作用的效果。这种传统保护方式具有良好的防震效果，实施起来简单方便，是馆藏文物传统防震方法的首要选择。图1-3馆藏文物防震之降低重心法Fig.1-3museumculturalrelicslowercenterofgravitymethod（2）侧支法:当地震作用时，利用塑料片弹性减震能力，减少馆藏文物晃动、滑移、倾覆等现象，因此具有很好的减震能力。如图1-4所示，后部和底部用海绵固定连接，增加整体支座柔度，同时用塑料卡将文物的底面固定。构造做法简单，改造的成本相对较低，也有一定的保护文物的效果，因此侧支法已广泛应用于馆藏文物防震领域。图1-4馆藏文物防震之侧支法Fig.1-4museumculturalrelicscollateralcushion（3）胶粘法：在文物底部与柜体表面涂上一层特定的胶凝材料，使文物可与底面形成连接整体，当使用化学剂处理后又失去胶黏作用。如图1-4所示，用胶水将文物与柜体表面固定连接，当地震时发生时，文物可保持相对静止，不会轻易滑动、扭转甚至倾覆。但当较大地震作用时，由于胶凝材料的脱落易导致文物被甩出或连接位置发生破裂，因此多用于低烈度区且文物不会经常移动的环境中。（4）其它方法：设置针对文物防震的挂钩，将文物挂起来，以防止文物随地震动摇晃脱落，此方法需强度较高的挂钩和吊绳，同时通过将文物与吊绳固定，防止偶然断裂使文物发生破坏。由于传统防震方法主要针对文物自身结构通过机械式固定方式来达到保护文物的目的，但这种传统方法存在大量的弊端，易对文物产生结构性不可逆的破坏，随着隔震领域技术不断发展，基于隔震思想的保护?
西南科技大学硕士研究生学位论文61.3.3馆藏文物现代隔震方法文物现代隔震方法主要采用不同原理的隔震装置进行隔震，其主要隔震方式运用“隔”的思想，使用隔震装置将文物和柜表面隔离开，装置本身具有阻尼特性及增加周期的特性，当对结构施加外界激励时，隔震装置可被动地进行能量的消耗和自振周期的延长，避免上部因共振而发生破坏。当代文物隔震方法如下所示：（1）滚珠式隔震装置。如图1-5所示，该装置通过滚珠在曲面内滚动来达到减震效果。当地震作用时，下部锥型圆盘随着地震发生水平向运动，带动滚珠及上部结构和文物运动，其有效增加文物运动周期，减小地震对上部浮放文物的影响。（2）滚轮式隔震装置。如图1-6所示，滚轮式隔震支座通过固定方向导轨使滚轮在导轨内滚动，可通过改变轨道曲率半径控制振动周期。（3）滑块式隔震装置。如图1-7所示，此装置的机理在于通过滑块运动方向的位移使弹簧发生形变而产生反向回弹力，同时滑块与接触表面间所产生的滑动摩擦力将一定程度上提供阻尼效能，进而在延长周期的基础上增强水平耗能能力。图1-5滚珠式隔震装置Fig.1-5Rollingballisolationdevice图1-6滚轮式隔震装置Fig.1-6Rollingwheelisolationdevice图1-7滑块式隔震装置Fig.1-7Slidingisolationdevice根据现代文物隔震研究发展可以看出，针对文物自身易碎易倾覆、不可逆转修复性的特点，为将文物地震反应控制在小量程范围，现文物隔震研究成果总体为被动高精密隔震设备，此类设备对地震响应程度较为敏感，对文物隔震环节所涉及到的地震加速度输入值控制范围要求较高，因此在研究文物保护时，不仅需要对文物隔震装置、建筑物隔震设备进行研究，还需考虑地震动传递全周期过程中对文物防震具有直接间接影响的部件所产生的地震响应，例?
【参考文献】：
期刊论文
[1]直线导轨式文物展柜水平隔震装置性能试验[J]. 周乾,闫维明,纪金豹. 故宫学刊. 2016(02)
[2]传统方法加固馆藏浮放文物抗震性能试验[J]. 周乾,闫维明,纪金豹. 文物保护与考古科学. 2015(02)
[3]成都博物馆[J]. 傅绍辉. 建筑技艺. 2012(05)
[4]基于陈列柜边界条件的馆藏文物摇晃响应试验[J]. 周乾,闫维明,纪金豹. 土木工程与管理学报. 2011(03)
[5]铅芯橡胶隔震支座水平双向试验研究[J]. 李祯,李向真,向伟明,朱小文. 广州大学学报(自然科学版). 2011(03)
[6]SKT滚动直线导轨副的制造技术[J]. 向宝明. 金属加工(冷加工). 2011(06)
[7]我国博物馆陈列文物防震技术现状研究[J]. 周乾,闫维明,周锡元,周京南. 灾害学. 2010(S1)
[8]汶川地震可移动文物震害研究[J]. 周乾,闫维明. 文物保护与考古科学. 2010(03)
[9]摩擦摆隔震技术研究和应用的回顾与前瞻（Ⅱ）——摩擦摆隔震结构的性能分析及摩擦摆隔震技术的应用[J]. 周云,龚健. 工程抗震与加固改造. 2010(04)
[10]摩擦摆隔震技术研究和应用的回顾与前瞻（Ⅰ）——摩擦摆隔震支座的类型与性能[J]. 龚健,周云. 工程抗震与加固改造. 2010(03)
博士论文
[1]橡胶隔震支座的刚度特征与隔震建筑的性能试验研究[D]. 曾德民.中国建筑科学研究院 2007
硕士论文
[1]馆藏可移动文物防震性能研究[D]. 苏晓雪.北京交通大学 2013
本文编号：3304505
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
馆藏文物防震之降低重心法Fig.1-3museumculturalrelicslowercenterofgravitymethod
构癖砻婺Σ恋姆椒ɡ?达到降低文物重心、抵抗地震的惯性力矩，提高文物整体抗倾覆性，从而减小文物的地震响应。如图1-3所示的铜镜，采用改变铜镜重心与台面的位置关系来降低其重心，从而达到增加抵抗地震力作用的效果。这种传统保护方式具有良好的防震效果，实施起来简单方便，是馆藏文物传统防震方法的首要选择。图1-3馆藏文物防震之降低重心法Fig.1-3museumculturalrelicslowercenterofgravitymethod（2）侧支法:当地震作用时，利用塑料片弹性减震能力，减少馆藏文物晃动、滑移、倾覆等现象，因此具有很好的减震能力。如图1-4所示，后部和底部用海绵固定连接，增加整体支座柔度，同时用塑料卡将文物的底面固定。构造做法简单，改造的成本相对较低，也有一定的保护文物的效果，因此侧支法已广泛应用于馆藏文物防震领域。图1-4馆藏文物防震之侧支法Fig.1-4museumculturalrelicscollateralcushion（3）胶粘法：在文物底部与柜体表面涂上一层特定的胶凝材料，使文物可与底面形成连接整体，当使用化学剂处理后又失去胶黏作用。如图1-4所示，用胶水将文物与柜体表面固定连接，当地震时发生时，文物可保持相对静止，不会轻易滑动、扭转甚至倾覆。但当较大地震作用时，由于胶凝材料的脱落易导致文物被甩出或连接位置发生破裂，因此多用于低烈度区且文物不会经常移动的环境中。（4）其它方法：设置针对文物防震的挂钩，将文物挂起来，以防止文物随地震动摇晃脱落，此方法需强度较高的挂钩和吊绳，同时通过将文物与吊绳固定，防止偶然断裂使文物发生破坏。由于传统防震方法主要针对文物自身结构通过机械式固定方式来达到保护文物的目的，但这种传统方法存在大量的弊端，易对文物产生结构性不可逆的破坏，随着隔震领域技术不断发展，基于隔震思想的保护?
西南科技大学硕士研究生学位论文61.3.3馆藏文物现代隔震方法文物现代隔震方法主要采用不同原理的隔震装置进行隔震，其主要隔震方式运用“隔”的思想，使用隔震装置将文物和柜表面隔离开，装置本身具有阻尼特性及增加周期的特性，当对结构施加外界激励时，隔震装置可被动地进行能量的消耗和自振周期的延长，避免上部因共振而发生破坏。当代文物隔震方法如下所示：（1）滚珠式隔震装置。如图1-5所示，该装置通过滚珠在曲面内滚动来达到减震效果。当地震作用时，下部锥型圆盘随着地震发生水平向运动，带动滚珠及上部结构和文物运动，其有效增加文物运动周期，减小地震对上部浮放文物的影响。（2）滚轮式隔震装置。如图1-6所示，滚轮式隔震支座通过固定方向导轨使滚轮在导轨内滚动，可通过改变轨道曲率半径控制振动周期。（3）滑块式隔震装置。如图1-7所示，此装置的机理在于通过滑块运动方向的位移使弹簧发生形变而产生反向回弹力，同时滑块与接触表面间所产生的滑动摩擦力将一定程度上提供阻尼效能，进而在延长周期的基础上增强水平耗能能力。图1-5滚珠式隔震装置Fig.1-5Rollingballisolationdevice图1-6滚轮式隔震装置Fig.1-6Rollingwheelisolationdevice图1-7滑块式隔震装置Fig.1-7Slidingisolationdevice根据现代文物隔震研究发展可以看出，针对文物自身易碎易倾覆、不可逆转修复性的特点，为将文物地震反应控制在小量程范围，现文物隔震研究成果总体为被动高精密隔震设备，此类设备对地震响应程度较为敏感，对文物隔震环节所涉及到的地震加速度输入值控制范围要求较高，因此在研究文物保护时，不仅需要对文物隔震装置、建筑物隔震设备进行研究，还需考虑地震动传递全周期过程中对文物防震具有直接间接影响的部件所产生的地震响应，例?
【参考文献】：
期刊论文
[1]直线导轨式文物展柜水平隔震装置性能试验[J]. 周乾,闫维明,纪金豹. 故宫学刊. 2016(02)
[2]传统方法加固馆藏浮放文物抗震性能试验[J]. 周乾,闫维明,纪金豹. 文物保护与考古科学. 2015(02)
[3]成都博物馆[J]. 傅绍辉. 建筑技艺. 2012(05)
[4]基于陈列柜边界条件的馆藏文物摇晃响应试验[J]. 周乾,闫维明,纪金豹. 土木工程与管理学报. 2011(03)
[5]铅芯橡胶隔震支座水平双向试验研究[J]. 李祯,李向真,向伟明,朱小文. 广州大学学报(自然科学版). 2011(03)
[6]SKT滚动直线导轨副的制造技术[J]. 向宝明. 金属加工(冷加工). 2011(06)
[7]我国博物馆陈列文物防震技术现状研究[J]. 周乾,闫维明,周锡元,周京南. 灾害学. 2010(S1)
[8]汶川地震可移动文物震害研究[J]. 周乾,闫维明. 文物保护与考古科学. 2010(03)
[9]摩擦摆隔震技术研究和应用的回顾与前瞻（Ⅱ）——摩擦摆隔震结构的性能分析及摩擦摆隔震技术的应用[J]. 周云,龚健. 工程抗震与加固改造. 2010(04)
[10]摩擦摆隔震技术研究和应用的回顾与前瞻（Ⅰ）——摩擦摆隔震支座的类型与性能[J]. 龚健,周云. 工程抗震与加固改造. 2010(03)
博士论文
[1]橡胶隔震支座的刚度特征与隔震建筑的性能试验研究[D]. 曾德民.中国建筑科学研究院 2007
硕士论文
[1]馆藏可移动文物防震性能研究[D]. 苏晓雪.北京交通大学 2013
本文编号：3304505
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