爆炸荷载作用下单层球面网壳的动力响应分析

爆炸荷载是建筑遭受恐怖袭击时常见的冲击荷载,本研究主要研究爆炸荷载作用下带下部支承结构的单层球面网壳的动力响应。用ANSYS/LS-DYNA建立1个40 m跨度的K8型单层球面网壳,对节点的位移、杆件的应力、网壳的塑性发展以及爆炸冲击波的传播规律进行了分析研究。研究结果表明:最大位移发生在主肋节点上,节点的竖向位移均是在很短的时间内上升到峰值后又回落到新的平衡位置上下小幅振动,网壳的塑性区范围以壳顶为中心开始向外扩散。在爆炸发生后期檩托和屋面板全部断裂,檩托及屋面板的断裂可以起到较好的泄爆作用,减轻网壳结构损伤。

基于局部构形刚度的球面网壳失稳点预测及稳定性能优化

失稳破坏是网壳结构的主要破坏形式之一,从杆系结构失稳前的受力特性出发提出了网壳结构局部构形刚度参数的概念并构建了计算公式.通过对两个不同矢跨比K6型单层球面网壳的分析发现,在考虑网壳的初始几何缺陷后,结构的失稳点及失稳区域出现在局部构形刚度最小的节点及区域;加强局部构形刚度最小区域的杆件截面,在用钢量较少的情况下,可以有效提高网壳的稳定极限承载力.

下部支承柱受撞击荷载作用的单层球面网壳动力响应分析

车辆撞击荷载是工程中常见的冲击荷载,本文主要研究这种冲击荷载作用下带支承柱的单层球面网壳的动力响应.利用通用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对40m跨度带下部支承柱的K6型单层球面网壳进行了分析,根据支承柱的变形以及上部网壳结构的竖向位移和塑性发展,得出了三种动力响应模式.通过改变冲击角和顶杆截面这两个参数,给出了结构动力响应随参数变化的分布规律.研究结果表明：顶杆截面的不断增大并不会对上部网壳结构产生明显的有利影响,合理截面顶杆的断裂可以部分阻断冲击荷载的传递,对防止球面网壳整体坍塌是有利的;冲击物以60°的冲击角撞击支承柱时对上部网壳结构影响比0°、30°、90°时大.

球面网壳屋盖结构泄爆分析

爆炸荷载是建筑物遭受恐怖袭击时常见的冲击荷载.研究了在球面网壳设置玻璃采光区对建筑物泄爆效果的影响,以及不同种类玻璃的泄爆效果.结果表明在网壳结构上设置玻璃采光区后,无论是结构的最大位移还是杆件的塑性发展,都会随着采光面积的增大而下降,下降的程度与采光面积增幅近似呈线性关系,而且部分杆件进入塑性的时间有所滞后.当采光区的材料由普通玻璃改为钢化玻璃后,虽一定程度上起到了泄爆作用,但由于钢化玻璃的强度大于普通玻璃,泄爆能力降低.