[发明专利]一种浮置文物的防震方法

权利要求书

1.一种浮置文物的防震方法，在建筑结构（1）的平面展台上设置浮置文物承台（2），浮置文物（4）置于浮置文物承台（2）之上，其特征在于：所述浮置文物承台（2）与浮置文物（4）之间设置防震装置（3），所述防震装置（3）经过刚度、阻尼及行程控制，控制过程中结合动力特性检测与有限元分析，建立建筑结构+浮置文物承台+浮置文物的全模型，对防震装置参数进行优化与设计,具体控制步骤包括建筑结构有限元模型的建立和修正、浮置文物承台有限元模型的建立和修正、防震装置参数的初选、浮置文物承台+防震装置+浮置文物的有限元模型的建立和修正以及最终防震装置的确定。

2.根据权利要求1所述的一种浮置文物的防震方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤一、待建筑物结构施工及展台的布置完成后，在建筑结构（1）的平面展台上设置浮置文物承台（2）；

步骤二、选择防震装置（3），包括以下步骤：

a、确定地震动输入参数：根据建筑结构所在地区的地震设防烈度、地震分组、场地类别及内部浮置文物的重要性，确定地震动输入参数； 

b、建立建筑结构有限元模型：参考建筑结构图纸上关于建筑结构的尺寸、材料、寿命、环境类别及使用功能等的信息，用建模软件建立符合建筑结构材料、荷载及边界实际情况的有限元模型，进行动力特性分析，结构动力特性报告模态频率、模态振型和模态阻尼比；

c、对建筑结构进行动力特性检测及识别：根据建筑结构刚度及质量分布情况布置测点，测点位置满足评价结构动力特性的需求，对建筑结构进行动力特性检测及识别；

d、建筑结构有限元模型的修正：由步骤c中工程现场测定的建筑结构动力特性，修正步骤b中的建筑结构有限元模型，直至动力特性相差小于5%；

e、对建筑结构有限元模型进行动力时程分析：采用步骤a中确定的地震动输入参数，在计算机有限元软件中对步骤d中的有限元模型进行地震作用下的动力时程分析，提取浮置文物承台安放处的加速度时程响应，取多条地震动输入下的加速度时程响应的平均值；

f、建立浮置文物承台有限元模型并修正：参照步骤a至步骤e的方法，建立浮置文物承台有限元模型，同时对浮置文物承台进行动力特性检测，依据承台动力特性检测结果修正承台有限元模型，直至动力特性相差小于5%；

g、防震装置参数的初选：刚度参数取K₀/10，其中K₀=mω_n为浮置文物承台的刚度，m为浮置文物承台及浮置文物的质量，ω_n为浮置文物承台与浮置文物组合体系的固有圆频率；阻尼控制中，要求防震装置附加给“浮置文物承台+浮置文物”组合体系的附加阻尼比不小于10%；行程控制中，防震装置行程不大于150mm；

h、建立包括浮置文物承台、防震装置和浮置文物的有限元模型并进行修正：在浮置文物承台有限元模型的基础上，建立包括浮置文物承台、防震装置、浮置文物的有限元模型，以步骤e中提取的浮置文物安放处的多个加速度时程响应平均值作为地震激励输入进行包括浮置文物承台、防震装置、浮置文物的有限元模型的动力时程分析，提取浮置文物的加速度时程数据，以及浮置文物承台和浮置文物的位移时程数据，确定容许加速度指标及容许位移行程指标；

i、确定浮置文物防震装置参数：以浮置文物的安全性能指标为控制目标，结合容许加速度指标及容许位移行程指标，使隔震后激励频率与浮置文物隔震后的频率比值不小于3.0，防震装置位移行程不大于200mm；当不能完全满足时，修改步骤七中的防震装置参数，重复步骤g至步骤h，直至满足要求；

步骤三、防震装置（3）的现场安装调试：依据步骤九中优化确定的装置参数，进行防震装置的现场安装调试，并进行装置性能的现场动力特性检测，当不能满足浮置文物的安全性能指标要求时，修改步骤七中的防震装置参数，重复步骤g至步骤i，直至满足要求，其中，防震装置与浮置文物承台承台采用螺栓连接；

步骤四、浮置文物（4）的摆放：将浮置文物浮放于防震装置上并进行固定。

3.根据权利要求2所述的一种浮置文物的防震方法，其特征在于：所述步骤二的步骤a中，所述地震动输入参数为地震动加速度时程，包含至少5条天然地震动记录及至少2条人工模拟地震动记录。

4.根据权利要求2所述的一种浮置文物的防震方法，其特征在于：所述步骤二的步骤b中，所述建模软件为SAP2000、MIDAS或ANSYS。