圆柱面巨型网格结构是巨型网格体系的重要组成部分,具有传力明确、形式多样、施工方便等优点,主要运用于公共建筑之中。此类结构除了承受常规荷载作用外,也有可能遭受爆炸和冲击的作用。一旦结构由于冲击后发生倒塌,将造成十分严重的后果。因此,本文以圆柱面巨型网格结构为研究对象,采用数值模拟的方法,对其在冲击荷载作用下的动力响应进行较为全面的研究,并通过大规模的算例分析,研究其破坏机理及失效规律。主要内容如下:(1)采用ANSYS/LS-DYNA建模,通过理论值和试验结果来验证数值模拟方法的正确性和可靠性。(2)针对冲击荷载作用于叉筒网壳子结构的情况,考察子结构变形全过程以及内部杆件损伤情况,将圆柱面巨型网格结构的动力响应模式总结为以下四类:子结构轻微损伤、子结构局部凹陷、子结构整体坍塌和子结构冲切破坏。后三种为失效模式。通过有限元模拟,分析各冲击响应模式的特点。在大量算例分析中发现,冲击叉筒网壳子结构而导致整体倒塌的概率是极小的。(3)针对冲击点在主体桁架处的情况,根据整体结构最终的变形状态以及杆件损伤情况,将结构动力响应模式总结为以下四类:结构轻微损伤、结构局部凹陷、结构整体坍塌和结构冲切破坏。采用ANSYS/LS-DYNA进行有限元模拟,分析各冲击响应模式的特点。通过改变冲击物质量、冲击速度、冲击点位置和屋面荷载等参数,对冲击荷载作用于主桁架处的情况进行了大量的参数分析,考察这些参数对结构整体坍塌的影响。结果表明:屋面荷载的增加和矢跨比的降低均会导致整体倒塌的概率增大。(4)结合圆柱面巨型网格结构在冲击荷载作用下的破坏机理和失效规律,以防止结构在冲击荷载作用下出现整体坍塌为目标,提出三种防护设计方法:轻屋面法、整体加强法和局部加强法。通过数值模拟进行对比分析,验证了三种方法的有效性。