沖擊荷載下網(wǎng)殼結(jié)構的動力響應性能研究.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展以及人們對建筑結(jié)構功能和舒適度要求的提高，大跨空間結(jié)構，特別是網(wǎng)殼結(jié)構，已作為各地的標志性建筑物得到越來越廣泛的應用。同時沖擊現(xiàn)象也隨之增加，并且沖擊荷載具有短時超強、破壞力極大的特點。網(wǎng)殼結(jié)構一旦遭受沖擊作用，在結(jié)構遭受嚴重破壞的同時，往往會給社會及人們的心理帶來嚴重的負面影響。特別是在9.11事件后，人們對沖擊荷載作用下結(jié)構的動力響應與失效模式更為關注。所以對于大跨空間結(jié)構在沖擊荷載作用下的研究也成為當今的熱點問題

2、。
　　本文首先介紹了分析沖擊問題的相關基礎理論、Hamilton變分原理、結(jié)構動力學基本方程的推導及求解非線性問題的中心差分法。然后對ANSYS/LS-DYNA求解沖擊問題中的建模方法進行說明，定義了單元類型、材料屬性和接觸類別，提出了網(wǎng)殼在沖擊作用下合理的建模方法。
　　運用ANSYS/LS-DYNA軟件對沖擊荷載作用下的70m跨度的K8型帶下部柱單層球面網(wǎng)殼進行了分析，通過考察結(jié)構的變形全過程以及結(jié)構的動力響應，總結(jié)了

3、帶下部柱單層球面網(wǎng)殼在沖擊荷載下的失效模式，同時分析了各種失效模式中的動力響應（沖擊力、節(jié)點速度、節(jié)點位移、桿件應力）特點。
　　通過改變沖擊物質(zhì)量、沖擊速度、沖擊點位置、沖擊柱高度等參數(shù)，對帶下部柱網(wǎng)殼結(jié)構在沖擊荷載下的響應進行了參數(shù)研究，考察了這些參數(shù)對帶下部柱單層球面網(wǎng)殼動力響應的影響。本文主要成果如下：
　?。?）根據(jù)結(jié)構動力響應及最終變形，總結(jié)了帶下部柱單層球面網(wǎng)殼結(jié)構在沖擊荷載下的四類失效模式：結(jié)構輕度損傷、結(jié)構

4、局部凹陷、下部柱斷裂結(jié)構局部凹陷和結(jié)構高速沖切破壞。
　?。?）水平側(cè)向沖擊作用下結(jié)構的沖擊力主要為三角形脈沖荷載，沖擊持時很短。
　?。?）當沖擊柱頂點時結(jié)構的響應特殊，上部結(jié)構有桿件失效。此外還發(fā)現(xiàn)，沖擊位置越靠上，柱更易于彎曲型破壞；反之，柱更易于剪切型破壞。
　　（4）沖擊破壞主要體現(xiàn)在承受沖擊的下部柱及與其相連的網(wǎng)殼桿件，由于結(jié)構有足夠的約束冗余度，即使是某個柱遭到嚴重的沖擊破壞，也不會發(fā)生結(jié)構整體倒塌的嚴重