1、近年來由于各種人為因素或地質(zhì)災(zāi)害的影響，建筑物嚴(yán)重破壞的事故頻繁發(fā)生。重要的大跨度網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，例如地區(qū)標(biāo)志性建筑，如果遭受特大地震、撞擊等意外危害時發(fā)生破壞，不僅會造成生命財產(chǎn)的重大損失，甚至還會有深遠(yuǎn)的政治影響。結(jié)構(gòu)設(shè)計的根本任務(wù)是保證結(jié)構(gòu)安全，而防止結(jié)構(gòu)倒塌則是保證結(jié)構(gòu)安全的底線。對有大量人群聚集的大跨度建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行倒塌分析，采取防止動力倒塌的措施，將逐步成為結(jié)構(gòu)設(shè)計的一項重要內(nèi)容。
　　造成建筑物失效破壞的突發(fā)事故既可是自然界

2、中的突發(fā)地震，也可是意外的沖擊。本文以球面網(wǎng)殼為研究對象，具體包括單層網(wǎng)殼、雙層網(wǎng)殼兩種形式，以數(shù)值模擬和試驗研究相結(jié)合的方法，分析了強(qiáng)震和沖擊荷載下網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)、失效模式，模擬了動力倒塌的過程，并揭示了倒塌機(jī)理，主要內(nèi)容如下:
　　(1)以結(jié)構(gòu)倒塌的數(shù)值模擬為基礎(chǔ)，選用顯式動力非線性程序LS-DYNA作為數(shù)值模擬平臺。對數(shù)值模擬的相關(guān)技術(shù)及其難點進(jìn)行了分析，自編制前處理子程序，采用了鋼材的彈塑性損傷本構(gòu)模型。建立了基于ID

3、A方法的球面網(wǎng)殼的動力倒塌的計算流程，提出了基于能量守恒的倒塌判斷準(zhǔn)則。
　　(2)通過對單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的動力分析，定義了強(qiáng)震下網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的失效模式。研究了單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震下的動力響應(yīng)和失效特征，重點模擬了結(jié)構(gòu)倒塌的全過程，從凹陷產(chǎn)生、擴(kuò)展的角度揭示了倒塌機(jī)理。對影響網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)極限承載力的影響因素，如:矢跨比、屋面荷載、有無下部支承結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。對荷載分布不對稱下的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了動力倒塌分析。對空腹雙層網(wǎng)殼進(jìn)行了動力全過程分析。

4、
　　(3)提出了在網(wǎng)殼中增設(shè)開孔的雙鋼管約束屈曲支撐作為減震裝置，對其耗能能力進(jìn)行了分析。提出了在單層網(wǎng)殼、雙層網(wǎng)殼中，約束屈曲支撐布置的方式，對其減震效果進(jìn)行了分析。并對無約束屈曲支撐和有約束屈曲支撐的網(wǎng)殼的極限承載力進(jìn)行了對比分析。結(jié)果表明，約束屈曲支撐具有較好的減震效果，并能提高網(wǎng)殼的極限承載力。
　　(4)通過縮尺模型振動臺試驗，對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在不對稱荷載作用下的動力失效模式進(jìn)行了驗證。結(jié)果表明:荷載不均勻分布會降低強(qiáng)

5、震下網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的極限承載力。在設(shè)計過程中，應(yīng)充分考慮不對稱荷載對網(wǎng)殼動力穩(wěn)定性的影響。
　　(5)研究了如落石等這種質(zhì)量較大、速度較小的沖擊荷載，對沖擊荷載進(jìn)行了分析。建立了網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)沖擊響應(yīng)的計算模型，定義了網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在這種荷載作用下的失效模式，分析了各失效模式對應(yīng)的動力響應(yīng)特點，對失效機(jī)理進(jìn)行了研究。分析了當(dāng)網(wǎng)殼同時遭受兩點沖擊、三點沖擊的動力響應(yīng)，對三點沖擊下的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的整體倒塌機(jī)理進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:對于單點沖擊，對應(yīng)的失效模

6、式為輕度損傷、局部凹陷、局部沖切破壞。當(dāng)沖擊質(zhì)量和速度均較小時，沖擊能量較小，沖擊點處的桿件有輕微的損傷;當(dāng)速度較大時，一般發(fā)生的是局部沖切破壞，當(dāng)質(zhì)量較大，速度適中時，才會發(fā)生局部凹陷。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在最不利兩點沖擊和三點沖擊下的失效機(jī)理為;由于局部凹陷形成、擴(kuò)展、聯(lián)通，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)最后動力倒塌。
　　(6)進(jìn)行了縮尺模型的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的沖擊試驗，采用不同質(zhì)量的沖擊物對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的不同節(jié)點進(jìn)行了沖擊測試，分析了整體結(jié)構(gòu)的動應(yīng)力、動位移及加速度，