輸電塔主材扭轉約束對交叉斜材面外承載力的影響*

劉紅軍 王文武 李正良 黃興

1.重慶大學土木工程學院 400045

2.山地城鎮建設與新技術教育部重點實驗室（重慶大學） 400045

3.中國電力工程顧問集團西南電力設計院有限公司 成都610021

引言

輸電塔標準節間交叉斜材目前多采用單肢螺栓連接，雖然連接簡便，但其受力狀態復雜，屬于偏心受力構件。斜材受力軸與截面主軸不重合，導致荷載對角鋼截面形成雙向偏心，角鋼失穩時彎曲軸方向不易確定，且端部約束條件復雜難以確定。

目前國內外學者針對此類構件的穩定承載力及破壞模式主要采用試驗研究，如陳紹蕃［1］、Cannon DD［2］、Kemp A.R.和Behncke R.H［3］分別對單邊連接角鋼壓桿、不等邊角鋼或等邊角鋼組成的交叉斜材進行了穩定承載力試驗研究。其次，對于在不同邊界條件下交叉斜材的非線性分析，主要采用有限元數值仿真［4-6］。除此之外，沈祖炎［7］、陳紹蕃［8］、Chen Y［9］等通過理論推導分析了各種不同因素對斜材承載力的影響，如偏心、寬厚比、螺栓連接數量、支撐條件等，并給出了計算該類壓桿的建議公式。

上述研究大多是針對單根角鋼在不同端部連接構造條件下面內失穩承載力的研究，而對面外失穩研究較少，且較少考慮主材對斜材的影響。輸電塔交叉斜材連接于主材時，大多采用焊接或兩顆螺栓以上連接，斜材在平面內的轉動受節點約束較大，可近似認為是剛性節點；而平面外的轉動受節點約束較小，因而斜材的邊界條件不符合桿塔結構的剛性節點假設，實為半剛性。本文分析了主材扭轉約束對斜材面外穩定承載力的影響，以期對該類桿件的承載力有更準確的認識。……