【摘要】：我國是地震多發(fā)國家,地震造成文物受損的事件屢出不鮮。此外,城市軌道交通引起的振動(dòng)對(duì)博物館文物的長期影響不容小覷。因此,迫切需要降低地震動(dòng)和地鐵振動(dòng)對(duì)館藏可移動(dòng)文物的不利影響。為解決上述問題,獲得地震動(dòng)和地鐵振動(dòng)影響下直接作用于文物的由博物館結(jié)構(gòu)樓層波特性十分必要。本文首先建立了四川某三層框架結(jié)構(gòu)博物館有限元模型,采用符合場地土條件的地震波和實(shí)測地鐵波進(jìn)行激勵(lì),得到兩種激勵(lì)下樓層波在該博物館內(nèi)的分布特性。然后通過建立水平隔震支座和三維隔振支座有限元模型,研究了博物館結(jié)構(gòu)水平隔震和豎向隔振后樓層波的變化規(guī)律。最后,結(jié)合樓層波在博物館內(nèi)傳遞規(guī)律,對(duì)樓層波特性影響因素進(jìn)了定量研究。論文主要研究工作和成果如下:(1)利用SAP2000建立博物館有限元模型,按照?qǐng)龅赝翖l件選取4條地震波和4條實(shí)測地鐵波,進(jìn)行時(shí)程分析。提取不同樓層的樓層波加速度時(shí)程,并對(duì)其進(jìn)行傅立葉變換,得到樓層波頻譜曲線。結(jié)果表明,地震作用下樓層加速度峰值隨著樓層數(shù)增加而增加,樓層波頻譜的譜型取決于主結(jié)構(gòu)的自振頻率。地鐵波作用下,樓層峰值加速度隨著樓層數(shù)增加而減小,但結(jié)構(gòu)頂層峰值加速度反向增大。樓層波頻譜峰值坐落在輸入地鐵波的卓越頻段內(nèi),高頻處的振動(dòng)衰減快于低頻處。(2)建立水平隔震和豎向隔振博物館模型。獲取博物館水平隔震和豎向隔振后樓層波時(shí)程特性,并進(jìn)行傅立葉變換,研究樓層波頻譜特性。對(duì)比隔震結(jié)構(gòu)的樓層波頻譜分布特性,提出了不同周期文物在博物館中的布置方案。分析表明結(jié)構(gòu)隔震后加速度峰值較輸入地震波幅值降低了 50%,上部結(jié)構(gòu)各樓層加速度差別微小。結(jié)構(gòu)隔震后樓層波頻譜最大波峰處對(duì)應(yīng)頻率下降了 60%～70%。結(jié)構(gòu)豎向隔振效率在70%～80%之間,與原結(jié)構(gòu)相比各樓層豎向峰值加速度下降了 50%。隔振結(jié)構(gòu)樓層波頻譜的高頻成分衰減快于低頻成分。(3)在四川某三層框架結(jié)構(gòu)博物館的基礎(chǔ)上對(duì)樓層波特性影響因素展開參數(shù)研究。選取新的博物館樓層數(shù)為2層至5層,并選取新的博物館樓層跨度為4.5m,6m,7.5m和9m,研究在不同參數(shù)下樓層波在博物館內(nèi)的分布規(guī)律。研究表明隨著樓層數(shù)增加,同一樓層號(hào)處的樓層加速度峰值具有顯著區(qū)別。樓層波卓越頻率的分布隨著樓層數(shù)改變顯現(xiàn)出新的規(guī)律。不同跨度的博物館結(jié)構(gòu)各樓層動(dòng)力放大系數(shù)分布比較離散。隨著跨度增大,樓層波頻譜曲線發(fā)生一定規(guī)律的移動(dòng)。
【圖文】：

緒論逡逑物館進(jìn)行三維隔振設(shè)計(jì)，探究了博物館豎向隔振后樓層波在不同樓層間的分布特逡逑性。并將計(jì)算得到的振級(jí)與城市環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了對(duì)比，為環(huán)境振動(dòng)控制提供依逡逑據(jù)。逡逑（３）對(duì)原博物館采取變參數(shù)研究。選�。捶N不同樓層數(shù)和４種不同樓層跨度逡逑對(duì)原博物館進(jìn)行變參數(shù)建模。借助ＳＡＰ２０００有限元軟件，輸入４條地震波，主要逡逑探討了結(jié)構(gòu)樓層波時(shí)程和樓層波頻譜隨著結(jié)構(gòu)樓層數(shù)變化的規(guī)律。同樣采用４條逡逑地震波對(duì)博物館進(jìn)行激勵(lì)，得到結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)，主要集中研究了結(jié)構(gòu)樓層波時(shí)程和逡逑樓層波頻譜隨著結(jié)構(gòu)跨度變化的規(guī)律。并將不同體系博物館中的樓層波與輸入地逡逑震動(dòng)進(jìn)行對(duì)比，探宄樓層波與輸入地面激勵(lì)之間的差別。逡逑具體的技術(shù)路線如圖１－２所示：逡逑ｉ邐四川某邐，逡逑

．１．３模型驗(yàn)證逡逑為了驗(yàn)證模型的計(jì)算準(zhǔn)確性，，將有限元計(jì)算結(jié)果與實(shí)際振動(dòng)測試結(jié)果進(jìn)行對(duì)逡逑。本次振動(dòng)測試采用中國地震局工程力學(xué)研究所生產(chǎn)的ＤＡ１００１型２４位高精度逡逑ＳＢ數(shù)據(jù)采集儀及９４１Ｂ型超低頻測振儀分別選取了邋７個(gè)測點(diǎn)對(duì)博物館進(jìn)行振動(dòng)逡逑試。測點(diǎn)布置如圖２－５。逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU311.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2653437