基于改进的Shanley模型的输电铁塔钢管构件非线性屈曲荷载试验研究

摘要

针对输电铁塔钢管构件的制作过程及受力特点,比较分析了不同轴心受压构件稳定承载力理论,对屈曲荷载计算的Shanley力学模型修正,提出了可以考虑钢管构件初始弯曲的改进Shanley压曲荷载模型,推导了相应的轴压承载力计算理论.开展同径厚比、不同长细比、不同初始弯曲幅值钢管的轴压承载力试验,试验加载结束时钢管的失效模式与改进Shanley力学模型局部一致.计算分析不同初始钢管的轴压承载力,并与试验结果进行对比,理论计算值与试验值的平均误差均小于4.0％,表明改进Shanley模型及其计算理论可以定量计算初弯曲对钢管构件压曲荷载的影响,且具有很好的准确性和实用性.研究成果可供输电线路钢管塔及其他钢管结构设计参考,也为行业规范修编提供理论依据.