[發明專利]一種浮置文物的防震方法

有效

• 申請號: 201410323891.4
• 申請日: 2014-07-09
• 公開（公告）號: CN104100674A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 葛家琪;馬伯濤;付仰強;王樹;張國軍
• 申請（專利權）人: 中國航空規劃建設發展有限公司
• 主分類號: F16F15/02
• 分類號: F16F15/02
• 代理公司: 北京中建聯合知識產權代理事務所 11004
• 代理人: 朱麗巖

1.一種浮置文物的防震方法，在建筑結構（1）的平面展臺上設置浮置文物承臺（2），浮置文物（4）置于浮置文物承臺（2）之上，其特征在于：所述浮置文物承臺（2）與浮置文物（4）之間設置防震裝置（3），所述防震裝置（3）經過剛度、阻尼及行程控制，控制過程中結合動力特性檢測與有限元分析，建立建筑結構+浮置文物承臺+浮置文物的全模型，對防震裝置參數進行優化與設計,具體控制步驟包括建筑結構有限元模型的建立和修正、浮置文物承臺有限元模型的建立和修正、防震裝置參數的初選、浮置文物承臺+防震裝置+浮置文物的有限元模型的建立和修正以及最終防震裝置的確定。

2.根據權利要求1所述的一種浮置文物的防震方法，其特征在于：具體包括以下步驟：

步驟一、待建筑物結構施工及展臺的布置完成后，在建筑結構（1）的平面展臺上設置浮置文物承臺（2）；

步驟二、選擇防震裝置（3），包括以下步驟：

a、確定地震動輸入參數：根據建筑結構所在地區的地震設防烈度、地震分組、場地類別及內部浮置文物的重要性，確定地震動輸入參數；?

b、建立建筑結構有限元模型：參考建筑結構圖紙上關于建筑結構的尺寸、材料、壽命、環境類別及使用功能等的信息，用建模軟件建立符合建筑結構材料、荷載及邊界實際情況的有限元模型，進行動力特性分析，結構動力特性報告模態頻率、模態振型和模態阻尼比；

c、對建筑結構進行動力特性檢測及識別：根據建筑結構剛度及質量分布情況布置測點，測點位置滿足評價結構動力特性的需求，對建筑結構進行動力特性檢測及識別；

d、建筑結構有限元模型的修正：由步驟c中工程現場測定的建筑結構動力特性，修正步驟b中的建筑結構有限元模型，直至動力特性相差小于5%；

e、對建筑結構有限元模型進行動力時程分析：采用步驟a中確定的地震動輸入參數，在計算機有限元軟件中對步驟d中的有限元模型進行地震作用下的動力時程分析，提取浮置文物承臺安放處的加速度時程響應，取多條地震動輸入下的加速度時程響應的平均值；

f、建立浮置文物承臺有限元模型并修正：參照步驟a至步驟e的方法，建立浮置文物承臺有限元模型，同時對浮置文物承臺進行動力特性檢測，依據承臺動力特性檢測結果修正承臺有限元模型，直至動力特性相差小于5%；

g、防震裝置參數的初選：剛度參數取K₀/10，其中K₀=mω_n為浮置文物承臺的剛度，m為浮置文物承臺及浮置文物的質量，ω_n為浮置文物承臺與浮置文物組合體系的固有圓頻率；阻尼控制中，要求防震裝置附加給“浮置文物承臺+浮置文物”組合體系的附加阻尼比不小于10%；行程控制中，防震裝置行程不大于150mm；

h、建立包括浮置文物承臺、防震裝置和浮置文物的有限元模型并進行修正：在浮置文物承臺有限元模型的基礎上，建立包括浮置文物承臺、防震裝置、浮置文物的有限元模型，以步驟e中提取的浮置文物安放處的多個加速度時程響應平均值作為地震激勵輸入進行包括浮置文物承臺、防震裝置、浮置文物的有限元模型的動力時程分析，提取浮置文物的加速度時程數據，以及浮置文物承臺和浮置文物的位移時程數據，確定容許加速度指標及容許位移行程指標；

i、確定浮置文物防震裝置參數：以浮置文物的安全性能指標為控制目標，結合容許加速度指標及容許位移行程指標，使隔震后激勵頻率與浮置文物隔震后的頻率比值不小于3.0，防震裝置位移行程不大于200mm；當不能完全滿足時，修改步驟七中的防震裝置參數，重復步驟g至步驟h，直至滿足要求；

步驟三、防震裝置（3）的現場安裝調試：依據步驟九中優化確定的裝置參數，進行防震裝置的現場安裝調試，并進行裝置性能的現場動力特性檢測，當不能滿足浮置文物的安全性能指標要求時，修改步驟七中的防震裝置參數，重復步驟g至步驟i，直至滿足要求，其中，防震裝置與浮置文物承臺承臺采用螺栓連接；

步驟四、浮置文物（4）的擺放：將浮置文物浮放于防震裝置上并進行固定。

3.根據權利要求2所述的一種浮置文物的防震方法，其特征在于：所述步驟二的步驟a中，所述地震動輸入參數為地震動加速度時程，包含至少5條天然地震動記錄及至少2條人工模擬地震動記錄。

4.根據權利要求2所述的一種浮置文物的防震方法，其特征在于：所述步驟二的步驟b中，所述建模軟件為SAP2000、MIDAS或ANSYS。