大跨度球面网壳抗冲击性能研究

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1、硕士学位论文大跨度球面网壳抗冲击性能研究RESPONSESONLARGESPANSPHERICALRETICULATEDSHELLSUNDERIMPACTLOADS袁奎哈尔滨工业大学2015年12月国内图书分类号：TU393.3学校代码：10213国际图书分类号：624.014密级：公开工学硕士学位论文大跨度球面网壳抗冲击性能研究硕士研究生：袁奎导师：支旭东教授申请学位：工学硕士学科：结构工程所在单位：土木工程学院答辩日期：2015年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU393.3U.D

2、.C.:624.014DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESPONSESONLARGESPANSPHERICALRETICULATEDSHELLSUNDERIMPACTLOADSCandidate：YuanKuiSupervisor：Prof.ZhiXudongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：StructureEngineeringAffiliation：SchoolofCivilEngi

3、neeringDateofOralExamination：December,2015University：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着经济的不断发展，大跨度网壳结构在建筑工程实践中已得到非常广泛的运用。与此同时网壳结构越来越容易遭受冲击作用，冲击荷载作用时间短、峰值大，可能导致剧烈的损害以及给人们的心理带来极其严重的负面影响。由于计算机技术的不断完善，使用数值算法研究网壳结构的抗冲击成为可能。在网壳抗冲击领域，鉴于以前的学者研究的网壳跨度均较小，且研究对象

4、仅限于单层网壳，远远不能满足实际大跨度网壳结构工程实践的需求，本文正是在此背景下，系统研究大跨度网壳的抗冲击性能，具体内容如下：1建立了单层球面网壳与双层球面网壳有限元模型本文介绍了有限元软件ANSYS/LS-DYNA中分析冲击作用的相关基础理论，定义了单元类型、材料属性，提出了基本假设，建立各种冲击荷载特征情况下的单层球面网壳与双层球面网壳合理数值分析模型。2研究冲击物尺寸与材料属性对网壳失效模式的影响本文研究了网壳结构失效模式随冲击物的尺寸以及材料属性等参数改变的变化规律，总结了网壳结构的失效模式与吸收冲击物动能的

5、定性关系，探讨了冲击物尺寸效应与材料属性如何对网壳结构的失效模式形成的影响。3研究大跨度球面网壳结构冲击动力响应及失效模式分布结合冲击作用下球面网壳三种失效模式的典型算例，考察每种失效模式的冲击动力响应的特点。本文考察了屋面荷载、网壳跨度和杆件截面等参数变化对网壳结构失效模式的影响。4提出评价网壳抗冲击能力的新方法以冲击物的动能变化为基础，综合考虑不同冲击响应模式间的转换规律，结果表明，网壳结构的冲击响应模式随冲击物的动能呈规律性变化，进而提出一种评价的新方法。关键词：单层球面网壳；双层球面网壳；冲击荷载；失效模式；冲

6、击响应I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththecontinuousdevelopmentofeconomy,largespanreticulatedshellsinconstructionengineeringhavereceivedmoreandmorewidelyusedinpractice.Atthesametime,thechancesofreticulatedshellstructuresubjectedtoimpactloadisrelativelylarge.Duetotheimpa

7、ctloadhasthecharacteristicofshortduration,highpeakvalue,whichmaycauseshugeandimmeasurablelossesandextremelyseriousnegativeeffectstopeople'spsychology.Withtheconstantimprovementofcomputertechnology,itispossibletoresearchonresistanceofreticulatedshellsunderimpactl

8、oadbynumericalalgorithm.Inthefieldofreticulatedshellshock,onthebasisthespanofreticulatedshellsofpreviousscholarsresearcharesmaller,whicharelimitedtosinglelayerreticul