(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210514379.2 (22)申请日 2022.05.11 (71)申请人 同济大学 地址 200092 上海市杨 浦区四平路1239号 (72)发明人 单伽锃　潮曦　姜智　 (74)专利代理 机构 上海科盛知识产权代理有限 公司 312 25 专利代理师 杨宏泰 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 17/13(2006.01) G01B 7/30(2006.01) (54)发明名称 基于自感知可更换连梁的联肢剪力墙墙肢 转角预测方法 (57)摘要 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。 权利要求书3页 说明书7页 附图2页 CN 114912176 A 2022.08.16 CN 114912176 A 1.一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， 其特征在于， 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 θw1、 θw2。 2.根据权利要求1所述的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， 其特征在于， 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。 3.根据权利要求1所述的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， 其特征在于， 所述的步骤S2具体为： 将两组十字探针 固定在电涡流板 式阻尼器铜 板上， 以保证当电涡流板式阻尼器发生耗 能时， 十字探针始终位于永磁体对的对称面上， 并且在整个耗能过程中均位于永磁体对形 成的磁场范围内， 并且 采用导线将十 字探针与微电压 速度传感器连接 。 4.根据权利要求3所述的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， 其特征在于， 所述的步骤S3具体包括以下步骤： 步骤S3.1、 根据联肢剪力墙轴向、 弯 曲、 剪切变形公式， 分别得到两组十字探针处垂直 于电涡流板式阻尼器铜板的速度v导1、 v导2， 以及两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S3.2、 根据十字探针处的局部坐标系， 分别获取两组十字探针处在垂直于电涡流 板式阻尼器铜板方向上， 导线探针与磁场之间的相对速度v11、 v21， 以及两组十字探针处在 平行于电涡流板式阻尼器铜板方向上， 导线探针与磁场之间的相对速度v12、 v22； 步骤S3.3、 分别计算第一组和第二组十字探针位置处垂直于铜板方向的相对速度差Δ v211＝v21‑v11以及平行于铜板方向的相对速度差 Δv212＝v22‑v12； 步骤S3.4、 根据刚体的转动原理， 计算第一组和第二组十字探针位置处的转角角速度， 则有：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114912176 A 2其中， 分别为第一组和第二组十字探针位置处的转角角速度， v导1、 v导2分别为第 一组和第二组十字探针 位置处的导线探针速度， v磁1、 v磁2分别为第一组和第二组十字探针 位 置处的磁场速度， Δl为第一组和第二组十字探针位置之间的间距， θw1、 θw2分别为第一组和 第二组十 字探针位置处的转角速度， δ 为 转角差； 步骤S3.5、 分别令中间参数A＝Δl＝l2‑l1， B＝Δv211， C＝Δv212， x1＝δ， x2＝v导2‑v导1， x3 ＝v磁2‑v磁1， 将步骤S3.4中的公式进行化简整理； 步骤S3.6、 将步骤S3.5化简后的公式联立 求解得到左右两侧墙肢转角差x1的微分方程。 5.根据权利要求4所述的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， 其特征在于， 所述的步骤S3.6中， 微分方程的表达式为： 6.根据权利要求1所述的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， 其特征在于， 所述的步骤S4中， 当联肢剪力墙在地震荷载作用下时， 电涡流板式阻尼器 的两侧端板发生相对运动， 在此过程中导线探针跟随电涡流板式阻尼器铜板一起运动， 从 而切割磁感线产生感应电压， 通过微电压速度传感器将导线探针测得的微电压信号转换为 探针与磁场之间的相对速度信号。 7.根据权利要求5所述的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， 其特征在于， 所述的步骤S5具体为： 对于两侧墙肢转角差的微分方程， 实时测量得到各速度v11、 v21、 v31、 v12、 v22、 v32后， 在 Matlab/Simulink中建立求解微分方程的模型， 以已知中间参数A、 B、 C作为监测数据输入求 解得到关于时间变化的墙肢转角差x1(t)。 8.根据权利要求3所述的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， 其特征在于， 所述的步骤S6中， 根据求解得到的随时间的变化 的转角差x1(t)对应得到 联肢剪力墙在振动过程中任意时刻的墙肢转角差δ， 进而计算得到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， 则有： 9.根据权利要求8所述的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权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114912176 A 3