[发明专利]一种用于藏品防振的约束阻尼展柜及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及馆藏文物保护领域，具体涉及一种用于藏品防振的约束阻尼展柜及其实现方法。

背景技术

可移动文物（藏品的一种）防振主要包括防地震和防交通振动。随着经济发展和社会对文物保护力度的加大，可移动文物越来越多流向博物馆，被集中保存起来。藏品展柜为可移动文物提供利于保护的温、湿环境，但是针对可移动文物振（震）害及防振（震）措施的研究相对较少。

故宫博物院等单位曾对不同放置方式的藏品展柜进行了振动台试验研究，研究得出：对浮放文物而言，地震波强度较小时，不同条件下文物的摇晃响应为：展柜浮放＞展柜固定条件；地震波强度较大时，由于展柜与振动台面的摩擦减震作用，文物的摇晃响应为：展柜浮放＜展柜固定条件；Getty博物馆和上海博物馆等研究单位曾对藏品展柜的高宽比和重心等几何参数进行了相关研究，得出了地震作用下展柜滑移、倾覆、摇晃等响应的判别式。但是，目前针对藏品展柜动力响应的分析、研究及减振技术措施较少。

藏品展柜属于小型非刚性结构体，地震作用下藏品展柜自身存在动力放大效应（即：展柜的展台面振动可能会大于展柜底部振动），这个动力放大效应与展柜主受力构件的尺寸和材料相关，尤其是展柜固定于楼层的情况，动力放大效应更为明显。但是，现有的展陈设计却忽略此动力放大效应，因此会增大藏品在地震作用下的安全隐患。

发明内容

为降低藏品展柜的动力放大效应，增强展柜内文物的防振安全性，与现有技术不同，本发明提出一种通过采用约束阻尼降低藏品展柜动力放大效应实现藏品防振安全的新型展柜构造及实现方法，提高振动情况下藏品安全性。

本发明的一个目的在于提供一种用于藏品防振的约束阻尼展柜。

可移动文物所受振动一般是经历了如下振动传递过程：①外界激励使博物馆结构振动；②振动传递至楼层；③振动从楼层传递至展柜；④振动从展柜传递至展台；⑤振动从展台传递至可移动文物。在上述传递过程中，过程①和②属于建筑设计范畴，过程⑤属于展陈设计范畴，但是关于过程③和④的相关研究较少，主要针对藏品展柜的放置形式和形体轮廓等，以至于难于评价过程⑤展陈减振技术措施的可靠性。

本发明的约束阻尼展柜包括：竖向承重构件、高阻尼材料层和约束层；其中，在竖向承重构件的表面牢固粘贴高阻尼材料层，在高阻尼材料层的外表面粘贴约束层，从而在约束阻尼展柜的竖向侧壁形成约束阻尼构造；约束层的平面外方向的抗弯刚度不大于所粘贴的竖向承重构件的抗弯刚度的1/100，不小于1/10000；根据约束阻尼构造的参数，布置约束阻尼构造的约束阻尼展柜的减振效率η满足η≥20%。

约束阻尼构造的参数包括高阻尼材料层的长度、宽度、厚度、损耗因子、约束层的平面外方向的抗弯刚度和竖向承重构件的抗弯刚度。约束阻尼构造的参数决定减振效率η，调整约束阻尼构造的参数，使得布置约束阻尼构造后的约束阻尼展柜的减振效率η满足η≥20%，从而降低藏品展柜动力放大效应，提高振动情况下藏品安全性。减振效率η定义为：布置约束阻尼构造后藏品振动减小值与未布置约束阻尼构造的藏品振动初始值的比例。

高阻尼材料层与竖向承重构件和约束层之间为无间隙连接，可以采用粘接或硫化连接。

高阻尼材料层采用损耗因子不小于0.4的材料，优选的，不小于0.7；厚度不大于4mm。

约束层的材料采用防腐性能良好的材料，可以为金属或高分子树脂。进一步，约束层的厚度可取与约束阻尼层的厚度相同，以达到最佳的减振效果。

竖向承重构件可以为竖向承重杆件，也可以为竖向承重板件。

为了进一步增加减振效果，本发明的约束阻尼展柜包括多层的高阻尼材料层和约束层；在竖向承重构件的表面依次交叠地牢固粘贴高阻尼材料层和约束层，即在约束层的外表面继续粘贴高阻尼材料层，高阻尼材料层的外表面再粘贴约束层，在竖向承重构件的表面，多层的高阻尼材料层和约束层依次交叠，在约束阻尼展柜的竖向侧壁形成依次交叠的高阻尼材料层和约束层的多层的约束阻尼构造。

本发明适用于在陈列柜及展柜中的文物藏品和重要艺术藏品的保护，通过采用竖向承重构件、高阻尼材料层和约束层构成约束阻尼构造，当振动发生时，高阻尼材料层与竖向承重构件和约束层之间产生阻尼，为展柜有效增大阻尼，从而有效控制藏品展柜动力放大效应，减小藏品展台的振动响应以实现藏品防振。

本发明的另一个目的在于提供一种用于藏品防振的约束阻尼展柜的实现方法。

本发明的用于藏品防振的约束阻尼展柜的实现方法，包括以下步骤：