天然叠层橡胶支座水平刚度的概率统计分析.pdf

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1、第13卷第11期2013年4月科学技术与工程Vo1．13No．11Apr．2013l671—1815(2013)11—3158—04ScienceTechnologyandEngineering@2013Sci．Tech．Engrg．天然叠层橡胶支座水平刚度的概率统计分析董玉勇'陆飞。张富有’(河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室，土木与交通学院安全与防护工程研究所，南京210098；东南大学混凝土结构教育部重点实验室，南京210096)摘要以橡胶支座剪切模量作为水平剐度的变量参数，对同一厂家、同一直径天然叠层橡胶支座剪切模量的概率统计特性进行了研究。借

2、助matlab软件，进行卡方以及KS假设检验，从而得出了其概率分布形式及相应参数。然后通过将各样本符合的分布分别转化成标准分布形式以增加样本数量来判断哪种拟合形式更优。结果表明，同一厂家、同一直径支座剪切模量更好地服从极值I型(最小值型)分布。以上结论可为更准确地分析隔震结构的可靠度，明确其目标可靠度，完善基于概率理论的隔震结构设计方法提供依据。关键词天然叠层橡胶支座水平刚度卡方检验Ks检验中图法分类号TU471．2TU318．1；文献标志码A目前，我国现行各类结构设计规范基本上是以构的自振周期，以降低上部结构的地震反应。《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB5

3、o068—2001)为依据的；而该统一标准是以构件可靠度为基础制定的，它采用的是以分项系数设计方法为主要形式的概率极限状态设计法⋯。在我国以及国外的抗震设计规范中，考虑到橡胶支座的变异性，对橡胶支座隔震结构的减震系数进行折减和修正J。然而，规范中未对橡胶支座剪切模量进行图1天然叠层橡胶支座结构剖面图概率统计和分析，也未给出概率分布统计参数，只试验表明，隔震装置和隔震结构的失效模式是经验性地给出一个安全系数，认为隔震结构增加中，变形过大是较为主要的一种，而在天然橡胶支了安全储备。显然，这与现行的国际上通用的基于座性能的检测试验中一般不做变形破坏试验，较多概率的可

4、靠度设计方法不符。为了与现行设计水的是做100％水平变形条件下的试验，可以将其视平相适应，有必要对天然橡胶隔震支座水平刚度的为作用于隔震装置和隔震结构上的一种“荷载”，其变异进行研究。概率分布模型及其相关参数的确定，是隔震结构可1天然叠层橡胶支座的检测数据样本搜集靠度分析的基础。基于上述分析，本文拟搜集天然叠层橡胶支座各物理参数以及100％水平位移下的天然叠层橡胶支座由多层天然橡胶与薄钢板水平刚度，通过对试验资料进行统计分析，从而得镶嵌、粘合、硫化而成，如图1所示，其具有足够的竖到天然叠层橡胶支座的概率统计特性。向刚度承受竖向荷载和较小的水平刚度以延长结天然叠

5、层橡胶支座仅隔离水平地震作用，其剪切模量表征支座抵抗剪切变形的能力，是对隔震结2012年11月1613收到，12月28日修改橡胶支座隔震结构构进行设计所需的一个重要参数，相关的计算公式的可靠度研究(BK2012345)项目资助第一作者简介：董玉勇(1988一)，男，河海大学硕士研究生。研究方如式(1)所示。向：隔震结构。E—mail：dongyuyon8@sina．conl。l1期董玉勇，等：天然叠层橡胶支座水平刚度的概率统计分析，1一rF／AFh／14kh，1、———一—Z／一A一订(Dz—d)÷ee丁。在显著性水平为0．05的情况下利用言式(1)中，G为支

6、座剪切模量，r为水平剪应力，为Matlab软件分别对其进行卡方检验以及KS假设检水平剪应变，F为水平剪力，A为支座截面面积，h为验j，得到样本均值、样本均方差等统计参数，当橡胶厚度，k为水平刚度，D为支座直径，d为支座计算得到的h=0且P>0．05说明分布服从给定的孔径。分布，P值越大说明拟合得越好，若符合则给出相应现有的橡胶隔震支座水平刚度的试验数据，基的参数，见表1。检验结果表明，剪切模量同时接受本都是厂家在各个不同的工程项目中，按照相关规三种假设的分布，图2一图4给出了三种假设的拟范和标准的要求，委托相关检测单位进行试验所得合效果，其中I型极小值分布拟合

7、最好。到的。在这些数据中，支座的生产厂家、直径、形状表1相应参数系数以及水平刚度设计值可能均不相同，如何在这些散乱的样本中找出共同点或主要的共同点，并按这些共同点进行分类，是对各样本进行数理统计和分析的首要问题。因此，本文通过搜集有关厂家的试验资料，得到相关参数，通过计算得到剪切模量’。由于支座设计尺寸与实测尺寸的误差较小，式(1)中h，D，d均可看作是常数，而橡胶隔震支座水平刚度变异的问题就转换为支座剪切模量的变异问题。40根据橡胶隔震支座的检测标准《橡胶支座第135部分：隔震橡胶支座试验方法》(GB／T20688．1—302007)中的压剪试验条件，采集到

8、来自5个不同生产25商、近20个不同规