卡固件固定馆藏文物的抗震效果及优化设计研究

作     者：王萌 李孟青 葛家琪 马伯涛 杨维国 WANG Meng;LI Meng-qing;GE Jia-qi;MA Bo-tao;YANG Wei-guo

作者机构：北京交通大学土木建筑工程学院建工系北京100044 中国航空规划设计研究总院有限公司北京100120 

出 版 物：《振动工程学报》 (Journal of Vibration Engineering)

年 卷 期：2023年第36卷第5期

页      面：1356-1370页

核心收录：

学科分类：0711[理学-系统科学] 081405[工学-防灾减灾工程及防护工程] 08[工学] 0708[理学-地球物理学] 0837[工学-安全科学与工程] 0704[理学-天文学] 0814[工学-土木工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2019YFC1521000) 

主　　题：抗震效果 馆藏文物 卡固件 试验研究 优化设计 

摘      要：为评估博物馆中最常用的卡固件措施对馆藏文物的抗震固定效果并对此措施进行优化设计,开展较大尺寸、不同体型的典型地震易损文物复制品(瓷器梅瓶)-固定措施抗震系统在不同工况下的振动台试验,获得影响文物复制品运动状态的关键体型参数,并探讨采用独立卡固件固定较大尺寸文物的抗震有效性。基于试验结果,建立文物-固定措施抗震系统数值预测方法,开展关键影响因素的参数分析,获得地震作用下能够有效固定不同体型文物所需的最小卡固件尺寸,为兼顾安全性及最小干预原则的固定措施优化设计提供必要依据。结果表明:相比圆柱卡固件,随形卡固件可以有效固定更大尺寸的文物;对于重心位置较高的不均匀分布体型文物,高度、轮廓宽度、底面直径(面积)会显著影响其动力响应与相互作用行为,轮廓宽度/底面直径以及高度/底面直径越大摇摆响应越明显;为保证文物安全,建议卡固件与文物间安装缝隙不大于2 mm;在缝隙中填充橡胶垫及硅胶垫可使文物与卡固件间相互作用力降低60%~70%,有效防止文物受到局部损害;当文物体型超过一定限值时,独立卡固法不再适用,建议采取卡固件+鱼线组合固定措施;采用圆柱卡固件固定后与纯浮放状态相比摇摆响应增加的文物,宜采用随形卡固件或组合固定措施。