[发明专利]一种双层三维文物展柜隔震装置

说明书

本发明公开了一种双层三维文物展柜隔震装置，包括三维隔震器(1)、X方向滑动平台(2)、Y方向滑动平台(3)、顶板(4)。本发明采用下部三维隔震控制和上部水平滑动控制，可从两个层次，三个维度全方位减小地震能量，同时提供较强的水平恢复力，控制位移量；且具有良好的竖向刚度和水平抗侧刚度，可满足较大竖向承载力要求外以及水平抗倾覆要求，有抗扭转、抗倾覆等特点，自身结构稳定，方便维修调整。

技术领域

本发明涉及防震隔震技术领域，尤其是文物展柜的防震隔震技术领域，更具体地，涉及一种双层三维文物展柜隔震装置。

背景技术

文物是宝贵的历史文化遗产，是一个国家和民族文明程度的有效载体，代表着这个国家的历史和底蕴，显示着这个民族的渊源和风采，对两个文明的建设有着十分重要的意义和作用。因此，文物展柜在地震作用下的响应将直接关系到文物的受损程度。通常情况下，博物馆文物展柜是由钢制作而成，且浮放于地表面，其具有长宽比较大、高宽比较大、自重较大、自振频率高等特点，在地震作用下，文物展柜通常出现整体倾覆、相对地面滑移、震动频率高、结构性扭转破坏等破坏形式。因此，文物展柜隔震将十分有必要。

根据大量文献显示，现阶段大多数科研工作重心主要在于文物的隔震，而对于文物展柜的隔震研究相对较少。主要几种的隔震装置包括：滚轴是隔震装置、滚轮式隔震装置、滚珠式隔震装置、导轨式隔震装置等，但运用于展柜隔震存在如下几个问题：

文物展柜需要定期检查和文物装卸，因此隔震装置在装卸时需较强的抗侧刚度，而以上几种装置抗侧刚度较小，无法达到隔震要求。

文物展柜自身自重较大，长期作用于装置上将使装置产生徐变和老化，影响装置的物理参数，隔震性能降低，无法满足隔震要求。

展柜自重较大，地震作用下惯性力较大，水平抗侧刚度较低，水平位移不易控制，易出现位移过大甚至整体倾覆现象，无法满足隔震要求。

普通文物隔震装置阻尼较小，耗能能力弱，加速度传导比较大，易出现展柜结构性破坏，无法满足隔震要求。

文物展柜的高宽比、长宽比较大，自身抗扭刚度较小，在地震作用下，文物展柜易发生因自身扭转所导致的整体结构性破坏，而如上装置对于文物展柜整体抗扭刚度无法起到加强作用，无法达到隔震要求。

传统隔震装置无法同时兼具良好水平抗侧刚度和增加自振周期两项要求，无法达到隔震要求。

传统隔震装置只考虑二维隔震而不考虑三维隔震，忽略竖向隔震是导致文物破坏的一大原因。

发明内容

本发明目的是克服现有技术的不足，提供一种能够全方位减小地震能量，减少文物受损的文物展柜隔震装置。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

一种双层三维文物展柜隔震装置，包括：三维隔震器、X方向滑动平台、Y方向滑动平台、顶板；所述的三维隔震器底部与地面通过螺栓连接固定，顶部通过螺栓与X方向滑动平台上的三维隔震器连接孔连接锚固；所述的X方向滑动平台通过螺栓与上面的Y方向滑动平台上的X方向滑块连接孔锚固连接；所述的Y方向滑动平台通过螺栓与顶板上的Y方向滑块连接孔锚固连接。

所述的三维隔震器的中部为具有旋转式结构的哑铃状圆柱体，内部材料为高性能铝材料，在中部四周为高阻尼弹性橡胶。当上部施加竖向压力到隔震器时，中部的铝芯和四周的阻尼橡胶共同承担竖向的荷载，可使竖向荷载均匀的施加在隔震器上，避免长时间压力作用下是隔震器产生徐变影响隔震效果和隔震器的使用寿命；中部的内陷开口可增加铝芯和阻尼橡胶的贴合度，使其可更好的共同受力，增加隔震效果；此隔震器为旋转式结构，由于铝芯和橡胶支座具有天然的各项同性，地震作用时，隔震器不仅可在水平两方向进行剪切作用，同时可在竖向进行剪切作用，使隔震器在三方向达到耗能作用，减小地震能量的传递。