汪 欣，刘 东，潘启科

(1．重庆大学土木工程学院，重庆400030;2．云南省电力设计院，云南昆明650000)

输电塔－线体系是一种重要的电力设施，不但投资大，而且地震破坏引起的损失也非常大。随着输电塔高度和档距的增加，地震导致输电塔破坏的现象时有发生［1］。在现行输电塔的设计计算中，大多数理论采用线性方法［2］。但输电铁塔结构在强震作用下，水平位移和p－Δ效应等非线性特征对结构力学行为的影响是较大的，尤其是考虑导线影响下的大跨越塔线体系，其非线性特征变得更为明显［3］。在我国《110～500 kV架空送电线路设计技术规程》(DL/T 5092－1999)中没有给出输电塔线体系抗震计算考虑导线影响的计算方法［4］。对于小跨度的输电塔，导线质量比塔架质量小得多，动力计算可以忽略导线的影响。反之则不能忽略。本文建立精细有限元模型对输电塔－线体系进行了动力特性分析，并采用Newton－Raphson算法计算了垂线向地震作用时输电塔顶点的位移，分析了导线对输电塔非线性的影响。

1 非线性特性

2 梁单元非线性分析

采用 Faris［6］和 Yang［7］提出的考虑几何非线性的方法并采用理想弹塑性本构模型进行梁单元非线性分析。C0、C1和C2分别指初始未变形状态，当前变形状态和下一阶段变形状态。

在改进Lagrange方程中，由虚位移原理

式中:21σ为第二Piola－Kirchhoff应力张量。δ1ε为Green－Lagrange应变张量偏量。式(1)表示状态C2中单元的平衡，21σ由C1中得出:

式中:1τ为柯西应力张量的笛卡尔分量。1σ为第二Piola－Kirchhoff应力增量张量的笛卡尔分量。1εL为Green－Lagrange应变张量中线性变量。1εN为Green－Lagrange应变张量中的非线性应变分量。……