博物馆文物的防震保护研究（二）——设防地震动输入及结构地震动反应

通过对上海及邻近地区地震危害性分析,结合地震研究工作结果,根据上海博物馆文物防震保护的具体要求,研究确定了该博物馆文物防震保护的设防水准及地震动参数。场地地震动输入峰值加速度水准确定为50年超越概率3％,地震动反应谱采用上海市标准《建筑抗震设计规范》(DGJ08-9-92)中给出的地震影响系数曲线(阻尼比0.05),并将输入峰值加速度调整为180gal。研究采用了目前通用的拟合反应谱的方法,通过拟合选定的地震动反应标准谱,合成了6条人造地震波时程曲线,拟合精度控制在相对误差不大于5％;同时结合上海市《建筑抗震设计规范》(DGJ08-9-92)中所附的一条强震记录,共同作为上海博物馆结构地震反应分析的输入地震动。又根据上海博物馆建筑的结构特征分析,结合建筑结沟动力特征的实测结果,通过采用层模型结构时程分析计算方法,计算并获得了在遭遇设防地震时,上海博物馆建筑物每一层的地震动反应,表明上海博物馆建筑各楼层的地震动反应具有明显的楼层放大作用。对各楼层地震动反应的统计分析,给出了上海博物馆建筑物每一层的地震动参数,以此可作为今后文物地震危害性分析,及研究设计隔震装置等防震措施的依据。     

博物馆文物的防震保护研究（三）－－陈列文物的地震安全性分析

通过分析博物馆馆藏物的悬吊、固定,浮放等基本放置形式,探讨了物的陈列特征及其可能造成的震害因素,综合考察和分析研究了国内外浮放式物体及陈列物的运动状态,指出陈列物在地震发生时的主要危害性运动是滑移和倾覆,根据相关浮放物在地震作用下的计算方法,上海博物馆物的陈列特征及防震设计参数,提出简便实用的浮放式陈列物稳定性计算模型,编制了适合上海博物馆物安全性分析的计算程序。并以上海博物馆物陈列的3类接触材料,4楼中国古代玉器馆的典型陈列物为试点,计算了陈列物的地震中遭受破坏的临界值。表明在设防水准的震和中震情况下,目前陈列现状的绝大多数物均存在倾覆和滑移安全隐患,但当物所受到的地震动减小到110gal时可满足陈列安全。     

博物馆文物的防震保护研究（三）——陈列文物的地震安全性分析

通过分析博物馆馆藏文物的悬吊、固定、浮放等基本放置形式,探讨了文物的陈列特征及其可能造成的震害因素。综合考察和分析研究了国内外浮放式物体及陈列文物的运动状态,指出陈列文物在地震发生时的主要危害性运动是滑移和倾覆。根据相关浮放物在地震作用下的计算方法、上海博物馆文物的陈列特征及防震设计参数,提出简便实用的浮放式陈列文物稳定性计算模型,编制了适合上海博物馆文物安全性分析的计算程序。并以上海博物馆文物陈列的3类接触材料、4楼中国古代玉器馆的典型陈列文物为试点,计算了陈列文物在地震中遭受破坏的临界值。表明在设防水准的大震和中震情况下,目前陈列现状的绝大多数文物均存在倾覆和滑移安全隐患,但当文物所受到的地震动减小到110gal时可满足陈列安全。     

南京长江大桥桥头堡抗震加固受力性能研究

为研究南京长江大桥桥头堡填充墙加固对结构抗震性能的影响,提出考虑较高填充墙开裂的双斜撑模型,用于罕遇地震工况下桥头堡的抗震性能计算,同时提出考虑填充墙加固后刚度增强效应的建模方法。利用SAP2000建立了加固前后用于多遇地震工况、设防地震工况及罕遇地震工况的分析模型,并选取了桥头堡在1974年经历的实际地震激励时程及El-Centro地震激励时程作为激励进行了加固前后结构的抗震性能分析比较。研究发现,填充墙加固后桥头堡的抗震性能有了明显提升,其位移响应峰值约下降8%~23%,层间位移角响应峰值约下降12%~22%,而且桥头堡结构在设防地震情况下2个方向的层间位移角均满足了规范要求。另外,在罕遇地震工况下,未加固的填充墙开裂会使结构的扭转刚度下降,而填充墙加固可有效提升结构的扭转刚度,降低桥头堡在地震时发生扭转振动的概率。这2种地震荷载激励的分析结果差异约在3%~21%不等,且响应峰值出现的位置也有一些不同,故对桥头堡进行抗震时程分析时建议选取多条地震波输入综合分析。研究成果可为同类型的钢筋混凝土建筑遗产的抗震加固提供借鉴和参考。     

宁波保国寺大殿风振性能研究

为了更科学地保护我国传统木构建筑,需要研究我国江南地区传统木构建筑的风振性能,为此,以江南地区最古老、保存最完整的佛教木构建筑——保国寺大殿的主殿为例进行风振性能研究。首先基于三维激光扫描获得的真实可靠的保国寺大殿的几何信息,采用SAP2000有限元软件建立主殿的有限元模型,并进行动力特性分析。再利用MATLAB软件编写脉动风速时程,并将风压作用于有限元模型上分析,得到主殿的风振响应。得到结构模态、位移时程曲线、位移谱曲线、加速度响应,并对时程位移风振系数和规范风振系数进行对比。结构的振动响应主要由前三阶振型控制,在强风荷载作用下,最容易出现的变形就是南北向振动、东西向振动和扭转振动;各个典型节点的最大位移均在侧向位移容许值内;迎风面阑额中心位移最大、屋面上半部次之、屋面下半部及檐柱柱头最小;主殿相连的两个部分的加速度相差较多,屋面和屋身的连接节点应成为日后保国寺大殿的保护重点;时程风振系数变化与规范风振系数的变化规律不同是因为结构横向刚度分布不均匀;时程风振系数是规范风振系数的1.2~1.4倍,这是由于按照规范计算风振系数的过程中只考虑了第一阶振型的影响而忽略其他所有振型的结果;规范风振系数的计算只适用于形状、质量沿高度不变的高耸结构,不适用于类似本研究中的低矮木构传统房屋结构。