浮放文物滚动摩擦摆隔震（振）装置效能研究

发布时间：2020-06-11 15:38

【摘要】：博物馆馆藏文物作为世界文明遗产,具有重要的文化、艺术和历史价值,且具有不可再生性。同时,馆藏文物具有轻质易损和浮放的共同特点,对振动荷载作用响应十分敏感,尤其是地震荷载。浮放文物隔震装置是文物预防性防震保护问题的决定性因素,而国内外针对基于“博物馆结构—展柜—隔震装置—浮放文物”系统的隔震装置性能设计研究甚是罕见。因此,本文针对博物馆馆藏文物研制了一种浮放文物隔震装置——滚动摩擦摆隔震装置(Rolling Friction Pendulum Isolator,RFPI),以浮放文物防震安全为研究中心,围绕应用RFPI隔震浮放文物地震反应为切入点展开研究,主要研究内容包括以下几个方面:(1)基于馆藏文物的震害特点研制了浮放文物滚动摩擦摆隔震装置,并建立隔震装置动力分析模型。首先理论推导了RFPI的谐振响应全过程,重点分析了稳态响应及其隔震机理,再讨论曲面半径、文物重量、激励特性对RFPI系统响应的影响规律;最后,通过数值法求解水平及竖向耦合荷载作用下装置系统的谐振响应,着重分析幅值比、频率比对系统响应的影响规律。(2)通过地震模拟振动台试验研究RFPI系统的动力响应及其隔震效能。首先通过输入不同频率谐波,得到不同文物重量下RFPI系统水平向加速度传导比曲线,并以之验证第二章动力分析模型的合理性和有效性;然后,基于正弦共振拍波输入时RFPI系统的加速度传导比,构建RFPI系统响应随激励频率的响应模型;最后,分析了不同类别地震动对RFPI系统响应的影响规律,构建随机波作用下系统加速度传导比与地震动强度和文物质量的响应模型,从而研究激励特性和文物质量对RFPI动力响应的影响规律。(3)通过地震模拟振动台试验研究应用RFPI隔震浮放文物的地震反应。重点讨论地震动频谱特性、强度、文物高宽比、质心高度及质量对地震反应的影响规律,建立不同高宽比浮放文物动力放大系数随地震动强度的响应模型;得到不同设防烈度下RFPI隔震效能指标,并给出隔震装置可靠使用范围。(4)以成都某博物馆为工程背景,结合该馆结构振动特性、文物特征、展柜边界条件设计RFPI特性参数,建立设计装置有限元仿真模型,研究其在楼面波作用下的动力响应,探讨设计参数的合理性和有效性,以期实现基于“博物馆结构—展柜—隔震装置—文物”系统的隔震装置性能设计方法,进而推广滚动摩擦摆隔震装置在馆藏文物防震保护的应用。
【图文】：

西南科技大学硕士研究生学位论文其滞回曲线呈多折线模型特征。与其他摩擦摆支座相比，TFP 能够限制上部结构防地震作用时的位移，而在罕遇地震作用时 TFP 以大幅度位移滑动来减少能量向传递，从而减小系统在大震时的地震反应。基于摩擦摆隔震系统对地震频率低敏感性和高稳定性的特点，国外研发了大放文物隔震装置[21-25]，诸如滚轴式（Cosine Rail System，CRS，图 1-1）、滚轮式（TConfiguration Rail，TCR，图 1-2）、滑块式（图 1-3）及滚珠式等隔震装置（图 1相继被应用于馆藏文物保护系统中以期减少浮放文物的地震动反应。这些基于摩原理而开发的浮放文物隔震装置均属于被动控制系统，具有造价低、实用方便、性能稳定等特点，因而在美国、日本和欧洲等国的发展和应用较快，已经成功应许多博物馆馆藏文物防震保护中[26]。转动轴

西南科技大学硕士研究生学位论文其滞回曲线呈多折线模型特征。与其他摩擦摆支座相比，TFP 能够限制上部结构防地震作用时的位移，而在罕遇地震作用时 TFP 以大幅度位移滑动来减少能量向传递，从而减小系统在大震时的地震反应。基于摩擦摆隔震系统对地震频率低敏感性和高稳定性的特点，国外研发了大放文物隔震装置[21-25]，诸如滚轴式（Cosine Rail System，CRS，图 1-1）、滚轮式（TConfiguration Rail，TCR，图 1-2）、滑块式（图 1-3）及滚珠式等隔震装置（图 1相继被应用于馆藏文物保护系统中以期减少浮放文物的地震动反应。这些基于摩原理而开发的浮放文物隔震装置均属于被动控制系统，，具有造价低、实用方便、性能稳定等特点，因而在美国、日本和欧洲等国的发展和应用较快，已经成功应许多博物馆馆藏文物防震保护中[26]。转动轴
【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU352.12;G267

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘军生;郭丽娟;税国斌;;滑移隔震技术在工程抗震研究中的优势与应用[J];陕西建筑;2012年06期

2 孔德睿;王玉静;梁欢文;蓝晨;;隔震技术在文物防震保护中的应用研究[J];吉林建筑大学学报;2019年01期

3 田仕明;;隔震技术在建筑工程结构中的应用[J];工程技术研究;2019年10期

4 李新;李先刚;;隔震技术在建筑结构中的应用与发展[J];建材与装饰;2018年12期

5 修明慧;;高层隔震技术研究关键问题[J];低温建筑技术;2016年11期

6 龚瑞杰;周雪峰;;建筑隔震技术在民用建筑工程中的应用研究[J];四川水泥;2017年07期

7 张晓旭;;基底隔震技术在高压电气设备中的应用[J];中国新技术新产品;2017年16期

8 李彬;李威;;房屋建筑减震隔震技术在合肥市的应用[J];工程抗震与加固改造;2017年05期

9 付佳佳;;我国桥梁隔震技术的应用[J];四川水泥;2016年10期

10 郝会山;;隔震技术简介[J];门窗;2014年12期

相关会议论文 前10条

1 ;建设部关于在抗震设防区采用隔震技术有关问题的通知[A];核工业勘察设计（1998年第3期）[C];1998年

2 钱国桢;宋新初;;建筑隔震技术在杭州的应用与发展[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年

3 李立;;隔震技术必将发展[A];中国地震学会第三次全国地震科学学术讨论会论文摘要汇编[C];1986年

4 韩家军;杨华;任思泽;佟建国;;隔震技术在高烈度地区应用技术经济分析[A];第二届全国工程结构抗震加固改造技术交流会论文集[C];2010年

5 黄永林;温书;张雪亮;;隔震技术发展对下世纪建筑地震安全性的影响[A];中国地震学会成立20周年纪念文集[C];1999年

6 贾军国;;某二层混凝土框架结构在增层改造中拟采用层间隔震技术后的性能研究[A];绿色·建材·钢构 助力“一带一路”——第六届中国中西部地区土木建筑学术年会论文集[C];2016年

7 郭小敏;;浅谈建筑隔震技术原理及应用[A];河南省土木建筑学会2009年学术年会论文集[C];2009年

8 汤爱平;盖丽华;钟儒宏;;地震大位移作用下的管道隔震技术[A];上海防灾救灾研究所20周年庆典会议研究短文集[C];2009年

9 李海龙;文静;杨红义;;浅议日本核电站隔震技术的研究和应用[A];北京力学会第19届学术年会论文集[C];2013年

10 蔡北海;张季超;郭曼丽;;隔震技术在广州大学行政办公楼A栋的应用[A];第14届全国结构工程学术会议论文集（第三册）[C];2005年

相关重要报纸文章 前10条

1 本报记者 彭丽;中国工程院院士周福霖：隔震是未来主流防震技术[N];中国科学报;2018年

2 中房报记者 焦玲玲;开发商“被动”采用隔震技术[N];中国房地产报;2016年

3 记者 陈小列;专家吁请强制推广隔震技术[N];中国建设报;2013年

4 李传智　邱熙;隔震技术进入推广[N];建筑时报;2013年

5 记者 张居正;我省中小学校舍安全工程采用隔震技术[N];云南政协报;2010年

6 周涛;我国新型隔震技术获突破性发展[N];科技日报;2008年

7 本报实习记者 安卓邋记者 吴程涛;“隔震技术”30年仍未突破[N];中国经营报;2008年

8 记者 郑天虹;灾后重建应推广运用隔震技术[N];经济参考报;2008年

9 李浩颖;用隔震技术 造不倒房屋[N];北京日报;2008年

10 记者 张哲浩;隔震技术可使震后伤亡减少50%—80%[N];科技日报;2007年

相关博士学位论文 前3条

1 贾少敏;减、隔震桥梁结构随机地震响应及可靠度分析方法研究[D];西南交通大学;2017年

2 徐凯;新型简易隔震技术理论与试验研究[D];广州大学;2017年

3 王斌;村镇建筑简易隔震技术理论与试验研究[D];广州大学;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 陈科;浮放文物滚动摩擦摆隔震（振）装置效能研究[D];西南科技大学;2019年

2 李一鸣;高阻尼减、隔震桥梁地震反应计算方法研究[D];兰州交通大学;2018年

3 韦性涵;自复位隔震高墩模型拟静力试验研究[D];兰州交通大学;2018年

4 李明祥;地震作用下非线性隔震连续梁桥参数识别[D];广州大学;2018年

5 石岩;基于响应面法的摩擦摆隔震高铁桥梁易损性分析[D];广州大学;2018年

6 黄金;基于全寿命周期的近海隔震桥梁易损性和抗震可靠度分析[D];广州大学;2018年

7 向需文;隔震曲线连续梁桥地震响应分析研究[D];东南大学;2018年

8 尹首浮;地震表面波周期性波屏障的设计与性能研究[D];北京交通大学;2017年

9 顾德府;隔震橡胶支座板式楼梯对框架结构抗震性能的影响分析[D];昆明理工大学;2017年

10 王超;村镇建筑低造价隔震技术研究与应用[D];山东建筑大学;2016年

本文编号：2708114