[发明专利]基于自感知可更换连梁的联肢剪力墙墙肢转角预测方法

说明书

本发明涉及一种基于自感知可更换连梁的联肢剪力墙墙肢转角预测方法，包括：步骤S1：安装电涡流板式阻尼器；步骤S2：将十字探针布设在电涡流板式阻尼器铜板，将十字探针与微电压速度传感器连接；步骤S3：推导联肢剪力墙左右两侧墙肢转角差在振动过程中的微分方程；步骤S4：采集联肢剪力墙在振动过程中探针与磁场之间的相对速度信号；步骤S5：带入微分方程求解得到随时间的变化的转角差；步骤S6：计算在振动过程中第一组和第二组十字探针处垂直于电涡流板式阻尼器铜板和铝板的速度；步骤S7：计算得到左右两侧墙肢的转角角速度；步骤S8：对转角角速度分别进行积分得到左右墙肢的转角。与现有技术相比，本发明具有预测效果好、稳定性强优点。

技术领域

本发明涉及土木工程结构抗震与结构健康监测领域，尤其是涉及一种基于自感知可更换连梁的联肢剪力墙墙肢转角预测方法。

背景技术

伴随着我国经济的飞速发展，城镇化水平不断提升，越来越多的高层建筑不断涌现出来。由于钢筋混凝土剪力墙结构具有良好的抗侧刚度、整体性和抗火性等优点，因此被广泛应用于高层建筑的抗侧向荷载系统，但是在地震作用下，传统的剪力墙结构受力复杂，其破坏特征往往以轴向变形、弯曲变形、剪切变形的耦合形式呈现，尽管剪力墙具有优良的抗震性能，但是在高强度的地震荷载作用下仍然会出现结构破坏失效。而联肢剪力墙作为剪力墙的一种，在设计中以连梁作为结构抗震的第一道防线，通过连梁在地震中的损坏耗能来达到保护其他结构的目的，因此这种在地震中极易损坏的构件也是结构健康检测与损伤诊断的重点关注对象。

针对于现有的联肢剪力墙的连续连杆法，在计算过程中需要假定两墙肢各截面转角和曲率相等，并由此假定连梁两端的转角相等，但是该假定在小变形状态下才近似成立，由于联肢剪力墙左右墙肢几何尺寸不同以及受力不均等因素影响下，左右墙肢转角始终存在转角差，并且当结构发生较大塑性变形时，左右墙肢转角差异明显增大，故现有技术方法具有较大的局限性，因此需要一种能够快速准确实时的获取联肢剪力墙墙肢转角的方法。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于自感知可更换连梁的联肢剪力墙墙肢转角预测方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于自感知可更换连梁的联肢剪力墙墙肢转角预测方法，包括以下步骤：

步骤S1：将电涡流板式阻尼器安装于联肢剪力墙上；

步骤S2：将十字探针布设在电涡流板式阻尼器铜板，并且用导线将十字探针与微电压速度传感器连接；

步骤S3：推导联肢剪力墙左右两侧墙肢转角差在振动过程中的微分方程；

步骤S4：采集联肢剪力墙在振动过程中探针与磁场之间的相对速度信号；

步骤S5：对探针与磁场之间的相对速度信号进行去趋势和滤波处理，并带入微分方程，求解得到随时间的变化的转角差x₁(t)；

步骤S6：根据随时间的变化的转角差x₁(t)分别计算在振动过程中第一组和第二组十字探针处垂直于电涡流板式阻尼器铜板的速度v_导1、v_导2以及第一组和第二组十字探针处垂直于电涡流板式阻尼器铝板的速度v_磁1、v_磁2；

步骤S7：根据刚体转动原理计算得到左右两侧墙肢的转角角速度

步骤S8：对左右两侧墙肢的转角角速度分别进行积分得到左右墙肢的转角θ_w1、θ_w2。

所述的步骤S1中，电涡流板式阻尼器由嵌入开槽铝板中的两个永磁体对和两块平行设置的铜板组成，所述的铝板通过一侧端板与剪力墙右墙肢固定连接，所述的两块铜板通过另一侧端板与剪力墙左墙肢固定连接，所述的铝板设置在两块平行设置的铜板之间。