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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的中期报告
一、研究背景和意义
单层球面网壳是钢结构体系中使用较广泛的一种结构形式。其具有轻重比小、自重轻、强度高、刚度足的特点，在工业化建筑、大跨度屋盖、室内体育场馆等领域得到了广泛应用。然而在实际使用过程中，由于环境、人为因素的影响等原因，单层球面网壳极易产生扭曲、变形、断裂等问题，对于其动力响应的研究具有重要意义。
在工程应用中，单层球面网壳的下部支撑柱承受的荷载是比较大的，而当受到撞击荷载时，其动力响应及破坏特征与其他结构形式有很大的区别。因此，研究单层球面网壳下部支撑柱受撞击荷载时的动态响应特征和破坏机理，可以为工程实践提供基础数据和实用设计方法，对提高设计的精度和结构的安全性具有重要意义。
二、研究内容和方法
本文以单层球面网壳下部支撑柱为研究对象，采用数值模拟方法，研究其受撞击荷载作用下的动态响应特征和破坏机理。具体研究内容和方法如下：
1.建立数值模型
采用有限元软件ANSYS，建立单层球面网壳下部支撑柱的三维有限元模型，包括支撑柱、球面网壳、基础等。模型参数如下表所示：
|名称|尺寸/mm|材料|
|:---|:---|:---|
|支撑柱|φ219.1×6|Q235B|
|球面网壳|半径3000mm，厚度2mm|Q235B|
|基础|1500×1500×10|Q235B|
2.建立荷载模型
本文采用ANSYS软件的动力学分析模块，建立单层球面网壳下部支撑柱受撞击荷载作用的模型。荷载模型采用边界面积加速度法(BLAS)描述，具体荷载参数如下：
撞击物体：球形长钢管
撞击速度：20m/s
撞击能量：45kJ
撞击角度：0度（沿垂直方向直接撞击支撑柱）
3.进行动力学模拟
将建立的模型和荷载模型输入ANSYS软件中的动力学分析模块，进行动力学模拟计算，得到单层球面网壳下部支撑柱在受撞击荷载时的动态响应特征和破坏机理。
三、预期研究结果
通过数值模拟和动力学分析，本文预期得到以下研究结果：
1.单层球面网壳下部支撑柱在受撞击荷载时的动态响应特性，包括支撑柱的受力特点、振动情况和位移响应等。
2.单层球面网壳下部支撑柱受撞击荷载时的破坏机理，包括支撑柱的塑性变形、局部破坏、整体破坏等情况。
3.影响单层球面网壳下部支撑柱受撞击荷载动态响应的因素，如撞击方向、撞击速度、撞击能量等。
四、研究目标和意义
本文未来的研究目标是：
1.通过数值分析建立单层球面网壳下部支撑柱受撞击荷载作用下的有限元模型，研究单层球面网壳的动态特性和破坏机理。
2.通过数值模拟研究单层球面网壳下部支撑柱受撞击荷载时的塑性变形特点、振动模态、总体破坏模式，为实际工程设计提供技术支持。
3.分析影响单层球面网壳下部支撑柱受撞击荷载动态响应的主要因素，为工程设计提供参考。
通过本研究，可以为单层球面网壳的设计和实际工程应用提供参考和技术支持，保障工程建设的安全和稳定。