一种变刚度博物馆文物隔震支座制造技术

本实用新型专利技术公开了一种变刚度博物馆文物隔震支座。本实用新型专利技术的文物隔震支座本实用新型专利技术采用了变刚度上滑板、变刚度中滑板、直线轴承滑轨、滑块和弹性装置，实现了地震作用下隔震支座沿X轴方向和Y轴方向的平动，通过弹性装置的弹性变形和直线轴承滑轨的滑动摩擦消耗地震能量，延长了体系的周期，达到减震的效果；通过变刚度上滑动侧面和变刚度下滑动侧面的斜率变化，实现了结构变刚度；并且在滑动侧面上添加了阻尼层，更好的耗散掉地震的能量，达到更好的隔震效果；与传统的防震措施相比，本实用新型专利技术的最大优点是隔震效果好，阻尼可控，同时具有复位机制，加工简单，安装、使用方便，不影响文物外观等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种变刚度博物馆文物隔震支座
本技术涉及文物保护领域，具体涉及一种变刚度博物馆文物隔震支座。
技术介绍
目前，我国博物馆在陈列文物时以传统防震技术为主，主要方法包括：纯浮放、降低重心法、侧支法、卡固法、胶粘法、栓线法、减震法等。虽然它们能在一定程度上减轻文物震害，但传统防震技术过多的依赖人为经验，缺少科学的评判标准，极大的制约了其发展。文物隔震技术是指在文物底座安装隔震设备，使得地震作用下，隔震设备发挥减隔震作用，从而减轻或避免支座上文物的震害。与传统的防震手段相比，隔震装置具有隔震效果明显，使用方便，不影响展示效果等明显优势。文物隔震支座在国外博物馆应用比较普遍，如日本奈良国立博物馆为保护其珍贵的展品，将其放置于设置偏心滚轴隔震装置的展柜之中。该隔震装置中设置独立偏心滚轴支撑结构，地震作用下该装置通过偏心滚轴的转动使展柜进行水平运动，从而起到减震作用。地震结束后，偏心滚轴可以自动回到原位。此外，由于滚轴式隔震装置的固有周期取决于凹型轨道的曲率，故可以满足多种类型文物的隔震需求。然而，由于隔震装置在文物保护领域的研发应用相对于在桥梁、房建等领域应用较晚，文物隔震支座的研制和开专利技术显不足。目前，有学者研究出固定刚度的隔震支座，但是该隔震支座不能充分考虑不同强度地震作用下文物不同的需求，其应用也受到了制约。
技术实现思路
针对传统文物防震方法应用的局限性、措施的片面性和标准的模糊性等缺点，以及固定刚度的隔震支座不能充分考虑不同强度地震作用下文物不同的需求，本技术提出一种变刚度博物馆文物隔震支座，从而解决国内文物保护领域隔震装置研制和开发不足的问题。本技术的目的在于提供一种变刚度博物馆文物隔震支座。本技术的变刚度博物馆文物隔震支座包括：变刚度上滑板、变刚度中滑板、上阻尼层、下阻尼层、下固板、上直线轴承滑轨、下直线轴承滑轨、上滚轮、下滚轮、上滑块和下滑块；变刚度上滑板与变刚度中滑板之间通过沿Y轴方向的上直线轴承滑轨连接；变刚度中滑板与下固板之间通过沿X轴方向的下直线轴承滑轨连接；下固板与下部的展台固定连接；其中，变刚度上滑板包括平板状的上固定框及其中间的孔洞，孔洞的一侧边缘的形状为两条连续的关于X轴对称的曲线，形成变刚度上滑动侧面，每一条曲线越靠近X轴，关于X轴的曲率越小；在变刚度上滑动侧面的表面设置与其贴合的上阻尼层；上滑块包括连接为一体的上下两部分，上部分为上滚轮镶嵌块，高度与变刚度上滑板一致，与变刚度上滑动侧面相对的一端设置有上下相对的一对夹片，上滚轮中间穿过螺栓，螺栓的两端分别连接夹片，从而上滚轮镶嵌在上滚轮镶嵌块上，上滚轮可沿变刚度上滑动侧面表面的上阻尼层滚动，下部分为上导轨滑动块，高度与变刚度中滑板的上层孔洞一致，中间开设多个沿X轴方向的通孔；变刚度中滑板包括中固定框、上导轨和上层弹性装置，平板状的中固定框中间开设孔洞，中固定框的上表面设置沿Y轴方向的上直线轴承滑轨，与变刚度上滑板的上固定框的下表面连接；变刚度中滑板中间的孔洞分为上下两层，多根沿X轴方向的上导轨分别穿过上导轨滑动块中的孔洞贯穿变刚度中滑板的上层孔洞，并且关于变刚度上滑动侧面中心处的角平分线对称；每根上导轨外均套有上层弹性装置，上层弹性装置夹在上导轨滑动块与上层孔洞的侧面之间；下层孔洞的一侧边缘的形状为两条连续的关于Y轴对称的曲线，形成变刚度下滑动侧面，每一条曲线越靠近Y轴，关于Y轴的曲率越小；在变刚度下滑动侧面的表面设置与其贴合的下阻尼层；下滑块包括连接为一体的上下两部分，上部分为下滚轮镶嵌块，高度与变刚度中滑板的下层孔洞一致，与变刚度下滑动侧面相对的一端设置有上下相对的一对夹片，下滚轮中间穿过螺栓，螺栓的两端分别连接夹片，从而下滚轮镶嵌在下滚轮镶嵌块上，下滚轮可沿变刚度中滑板内的变刚度下滑动侧面表面的下阻尼层滚动，下部分为下导轨滑动块，高度与下固板一致，中间开设多个沿Y轴方向的通孔；下固板包括下固定框、下导轨和下层弹性装置，平板状的下固定框中间开设孔洞，下固定框的上表面设置沿X轴方向的下直线轴承滑轨，与变刚度中滑板的中固定框的下表面连接；多根沿Y轴方向的下导轨分别穿过下导轨滑动块中的孔洞贯穿下固板中的孔洞，并且关于变刚度下滑动侧面中心处的角平分线对称；每根下导轨外均套有下层弹性装置，下层弹性装置夹在下导轨滑动块与下固板的孔洞的一侧之间。曲线为弧线段、抛物线段或折线段。在对称轴的两侧，每一条折线段包括两段连续的直线段，内侧直线段和外侧直线段，内侧直线段关于对称轴的斜率大于外侧直线段关于对称轴的斜率。在变刚度上滑动侧面中，内侧直线段关于X轴的斜率为70°～80°，外侧直线段关于X轴的斜率为30°～50°。在变刚度下滑动侧面中，内侧直线段关于Y轴的斜率为70°～80°，外侧直线段关于Y轴的斜率为30°～50°。在滑动侧面添加阻尼层，上阻尼层和下阻尼层的材料采用阻尼涂料或高阻尼合金，以便尽快的耗散地震传递的能量，防止发生碰撞，达到更好的隔震效果。本技术通过两层互相垂直的直线轴承滑轨的滑动和两个滚轮的滚动实现水平位移，并通过两组互相垂直的弹性装置提供恢复力，使得滑板复位。在正常展陈状态下，变刚度文物隔震支座静止，上滚轮和下滚轮分别位于变刚度上滑动侧面和变刚度下滑动侧面中心处的顶点上，此时弹簧处于原长状态，不提供回复力。为防止在正常展陈状态下，上下层之间发生相对滑动，在变刚度上滑板与变刚度中滑板之间，设置上扣件，以及变刚度中滑板与下固板之间设置下扣件，并应提前计算好扣件的强度，以便当地震作用在一定强度后，扣件破坏，隔震支座进入工作状态。在小震作用下，变刚度上滑板和变刚度中滑板分别沿Y轴方向和X轴方向滑动，通过滚轮，带动上滑块和下滑块分别沿着变刚度上滑动侧面内侧的直线段和变刚度下滑动侧面内侧的直线段移动，上滑块和下滑块移动的同时，分别挤压上层弹性装置和下层弹性装置；上层弹性装置和下层弹性装置的压缩变形达到一定程度后开始复原，提供恢复力，分别使变刚度上滑板和变刚度中滑板复位，从而不断地将地震产生的动能转换为势能，减小上部文物受到的地震力。在大震作用下，滚轮会带动上滑块和下滑块分别沿着变刚度上滑动侧面和变刚度下滑动侧面移动，此时，滑块会移动到上滑动测面及变刚度下滑动侧面的外侧直线段，此时结构的刚度会有所提高，以防止大震作用下结构位移过大，发生碰撞；同时，在滑移过程中，滑动侧面的阻尼层以及上直线轴承滑轨和下直线轴承滑轨上的摩擦阻力又消耗一部分地震能量，使得体系的受力更加合理。通过变刚度文物隔震支座，延长了支座和上部文物组成体系的周期，达到了隔震的目的，保护了整个结构体系的安全。变刚度上滑板和变刚度中滑板是滑动部件，分别实现Y轴方向和X轴方向的平动。上直线轴承滑轨和下直线轴承滑轨接触面摩擦力小，滑动平稳、流畅。上层弹性装置需夹在上导轨滑动块与上层孔洞的侧面之间，若上层弹性装置的长度不够，则在上导轨外还套有上层套筒，上层套筒与上层弹性装置之间通过上层垫片连接，从而依次串行连接的上层弹性装置、上层垫片和上层套筒，紧密卡固在上导轨滑动块与上层孔洞的侧面之间；同样，在下导轨外还套有下层套筒，下层套筒与下层弹性装置之间通过下层垫片连接，从而依次串行连接的下层弹性装置、下层垫片和下层套筒，紧密卡固在下导轨滑动块与下固板的孔洞的侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变刚度博物馆文物隔震支座，其特征在于，所述文物隔震支座包括：变刚度上滑板、变刚度中滑板、上阻尼层、下阻尼层、下固板、上直线轴承滑轨、下直线轴承滑轨、上滚轮、下滚轮、上滑块和下滑块；变刚度上滑板与变刚度中滑板之间通过沿Y轴方向的上直线轴承滑轨连接；变刚度中滑板与下固板之间通过沿X轴方向的下直线轴承滑轨连接；下固板与下部的展台固定连接；其中，变刚度上滑板包括平板状的上固定框及其中间的孔洞，孔洞的一侧边缘的形状为两条连续的关于X轴对称的曲线，形成变刚度上滑动侧面，每一条曲线越靠近X轴，关于X轴的曲率越小；在变刚度上滑动侧面的表面设置与其贴合的上阻尼层；上滑块包括连接为一体的上下两部分，上部分为上滚轮镶嵌块，高度与变刚度上滑板一致，与变刚度上滑动侧面相对的一端设置有上下相对的一对夹片，上滚轮中间穿过螺栓，螺栓的两端分别连接夹片，从而上滚轮镶嵌在上滚轮镶嵌块上，上滚轮可沿变刚度上滑动侧面表面的上阻尼层滚动，下部分为上导轨滑动块，高度与变刚度中滑板的上层孔洞一致，中间开设多个沿X轴方向的通孔；变刚度中滑板包括中固定框、上导轨和上层弹性装置，平板状的中固定框中间开设孔洞，中固定框的上表面设置沿Y轴方向的上直线轴承滑轨，与变刚度上滑板的上固定框的下表面连接；变刚度中滑板中间的孔洞分为上下两层，多根沿X轴方向的上导轨分别穿过上导轨滑动块中的孔洞贯穿变刚度中滑板的上层孔洞，并且关于变刚度上滑动侧面中心处的角平分线对称；每根上导轨外均套有上层弹性装置，上层弹性装置夹在上导轨滑动块与上层孔洞的侧面之间；下层孔洞的一侧边缘的形状为两条连续的关于Y轴对称的曲线，形成变刚度下滑动侧面，每一条曲线越靠近Y轴，关于Y轴的曲率越小；在变刚度下滑动侧面的表面设置与其贴合的下阻尼层；下滑块包括连接为一体的上下两部分，上部分为下滚轮镶嵌块，高度与变刚度中滑板的下层孔洞一致，与变刚度下滑动侧面相对的一端设置有上下相对的一对夹片，下滚轮中间穿过螺栓，螺栓的两端分别连接夹片，从而下滚轮镶嵌在下滚轮镶嵌块上，下滚轮可沿变刚度中滑板内的变刚度下滑动侧面表面的下阻尼层滚动，下部分为下导轨滑动块，高度与下固板一致，中间开设多个沿Y轴方向的通孔；下固板包括下固定框、下导轨和下层弹性装置，平板状的下固定框中间开设孔洞，下固定框的上表面设置沿X轴方向的下直线轴承滑轨，与变刚度中滑板的中固定框的下表面连接；多根沿Y轴方向的下导轨分别穿过下导轨滑动块中的孔洞贯穿下固板中的孔洞，并且关于变刚度下滑动侧面中心处的角平分线对称；每根下导轨外均套有下层弹性装置，下层弹性装置夹在下导轨滑动块与下固板的孔洞的一侧之间。...

【技术特征摘要】
1.一种变刚度博物馆文物隔震支座，其特征在于，所述文物隔震支座包括：变刚度上滑板、变刚度中滑板、上阻尼层、下阻尼层、下固板、上直线轴承滑轨、下直线轴承滑轨、上滚轮、下滚轮、上滑块和下滑块；变刚度上滑板与变刚度中滑板之间通过沿Y轴方向的上直线轴承滑轨连接；变刚度中滑板与下固板之间通过沿X轴方向的下直线轴承滑轨连接；下固板与下部的展台固定连接；其中，变刚度上滑板包括平板状的上固定框及其中间的孔洞，孔洞的一侧边缘的形状为两条连续的关于X轴对称的曲线，形成变刚度上滑动侧面，每一条曲线越靠近X轴，关于X轴的曲率越小；在变刚度上滑动侧面的表面设置与其贴合的上阻尼层；上滑块包括连接为一体的上下两部分，上部分为上滚轮镶嵌块，高度与变刚度上滑板一致，与变刚度上滑动侧面相对的一端设置有上下相对的一对夹片，上滚轮中间穿过螺栓，螺栓的两端分别连接夹片，从而上滚轮镶嵌在上滚轮镶嵌块上，上滚轮可沿变刚度上滑动侧面表面的上阻尼层滚动，下部分为上导轨滑动块，高度与变刚度中滑板的上层孔洞一致，中间开设多个沿X轴方向的通孔；变刚度中滑板包括中固定框、上导轨和上层弹性装置，平板状的中固定框中间开设孔洞，中固定框的上表面设置沿Y轴方向的上直线轴承滑轨，与变刚度上滑板的上固定框的下表面连接；变刚度中滑板中间的孔洞分为上下两层，多根沿X轴方向的上导轨分别穿过上导轨滑动块中的孔洞贯穿变刚度中滑板的上层孔洞，并且关于变刚度上滑动侧面中心处的角平分线对称；每根上导轨外均套有上层弹性装置，上层弹性装置夹在上导轨滑动块与上层孔洞的侧面之间；下层孔洞的一侧边缘的形状为两条连续的关于Y轴对称的曲线，形成变刚度下滑动侧面，每一条曲线越靠近Y轴，关于Y轴的曲率越小；在变刚度下滑动侧面的表面设置与其贴合的下阻尼层；下滑块包括连接为一体的上下两部分，上部分为下滚轮镶嵌块，高度与变刚度中滑板的下层孔洞一致，与变刚度下滑动侧面相对的一端设置有上下相对的一对夹片，下滚轮中间穿过螺栓，螺栓的两端分别连接夹片，从而下滚轮镶嵌在下滚轮镶嵌块上，下滚轮可沿变刚度中滑板内的变刚度下滑动侧面表面的下阻尼层滚动，下部分为下导轨滑动块，高度与下固板一致，中间开设多个沿Y轴方向的通孔；下固板包括下固定框、下导轨和下层弹性装置，平板状的下固定框中间开设孔洞，下固定框的上表面设置沿X轴方向的下直线轴承滑轨，与变刚度中滑板的中固定框的下表面连...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨维国，聂焱森，
申请(专利权)人：杨维国，
类型：新型
国别省市：北京,11