目的及意义：我国南部沿海是典型的强风区域，近年来，我国多发钢结构杆塔由于严重强风而发生损伤破坏甚至倒塌的事故。这不仅严重地影响生产建设和生活秩序，而且还会产生重大的次生灾害并造成严重的后果。高耸塔架结构作为一种典型的格构式钢结构，其高柔特性使得它在强烈风荷载作用下的结构反应较为显著，已经引起土木工程界的广泛重视。确保钢结构输电杆塔在强烈风荷载作用下的正常服役能力具有重要的科学价值和社会经济价值，这也正是当前工程界和学术界的热点研究问题。本研究结合我国南部沿海地区某高柔钢结构塔架抗风设计的工程实际，以国家自然科学基金项目为依托，开展钢结构塔架受力变形影响因素研究。

研究现状分析：近年来极端恶劣天气导致的自然灾害对输电线路造成了严重破坏，造成了十分巨大的经济损失。为此，大量的研究学者开始按照规范设计改进塔型，并对许多灾害多发区的塔架进行改进加强。由于真型塔实验费用高昂，实际局限性较大，因此可以使用大型有限元软件对输电塔线体系进行模拟分析，准确计算其动力特性、真实受力、荷载特性等，因此对于输电塔线体系的有限元模拟分析具有广泛的应用前景和实际指导意义随着计算机和有限元软件的不断创新，输电塔线体系的有限元仿真研究也不断深入，基本建模思想也由早期的空间析架模型转变为析梁混合模型，塔架的主材、斜材可以使用梁单元模拟，辅材用杆单元模拟，此时塔架的受力情况更加准确。同时早期的基础设计建模方法也由平面析架法扩展为简单空间析架法和分层空间析架法，有限元分析软件有ASKA, ADINA, SAP, NASTRAN和ANSYS等多种，其中以ANSYS软件使用最为广泛。

Haitham Aboshosha等对下击暴流风载下输电线路塔线体系的响应进行了研究及总结，同时也对自然风下塔架的四个设计准则进行了比较，指出了目前结构设计规范的局限性。W.E. Lin等在完成输电线路塔线体系建模后，分别对比了自然边界层和强迫下降气流下塔架的动力响应情况，并指出强迫下降气流下的塔架共振响应明显减弱，且动力响应的峰值更高。Yang, S. C等模拟分析了下击暴流下塔线体系的非线性非弹性的动力响应问题，并使用不同方法计算塔架的最大弯曲程度。Tian, L 等对强地震作用下的输电塔线系统的连续倒塌进行了仿真研究，对塔架在地震的动力响应中的倒塌路径、断裂位置和抗倒塌能力进行了分析，为输电线路塔线体系的抗震设计提供了宝贵的理论依据。Hamada, A. X等建立关于输电线路导线的三维非线性结构分析模型，并利用风场的计算流体动力学模拟数据进行龙卷风模拟，模拟结果表明，导线舞动的敏感性与龙卷风风载大小、导线自重、绝缘子长度等有很大关系，同时也为导线的抗风舞动设计提出了建议。Miguel, L. F. F等人模拟设计了两基190米高塔架以满足1600米的河面跨度，并对整个塔线体系在额外压力和风雨荷载作用下进行动力响应分析，为塔架的横跨设计提供了诸多可行建议。Alminhana, F等将牵拉输电塔与独立式输电塔在断线载荷下的动力响应进行了比较，模拟结果显示动态峰值载荷明显高于设计载荷，尤其是在塔腿部分，同时也表明牵拉输电塔具有更好的负载适应性。
我国的学者对于塔线体系的动力特性同样也做了大量的研究工作，并解决了大量的塔架设计及塔架结构优化方面的实际问题。纪冬梅等学者建立多种塔线体系有限元模型，比较分析导线动力特性的数值解与理论解，从而研究输电导线的动力特性。之后又对550 kV大跨越输电线路进行不同覆冰厚度的输电导线的静、动力响应研究，也分析了不同攻角随机风速作用下导线覆冰的动力瞬态响应问题。邓洪洲、司瑞娟从结构动力特性和风振响应等多方面对1000 kV双回路跨越塔进行分析，计算了风振系数，并提出了风振系数的取值方法。冯云巍利用ANSYS程序进行塔架模态分析后，得到风压调整系数。结果表明考虑横担质量更符合规范规定数值。韩彤基于建立的输电塔有限元模型，采用时程分析法研究了多种荷载组合作用下塔架的响应问题，并对危险杆件进行加固优化。黄新波等建立析梁混合模型，对塔线体系进行多种荷载下的动力学分析，并将结果与理论计算值进行比对，验证模拟结果准确性。李喜来等建立多种塔架模型，利用振动模态识别技术得到塔架结构的第1自振周期及其振型后，推导得到干字型塔的第1周期近似计算公式，并证实了公式的准确性。谢湘赞建立了输电塔架的有限元模型后，分析得到了塔架结构的前6阶振型和频率，并对各阶振型展开研究。

2. 研究的基本内容与方案

研究（设计）的基本内容:

（1）以GUT4-19为例的钢结构塔架的图纸学习，以及规范，如电力工程高压输电线路设计手册

（2）学习掌握道亨、ABAQUS等软件和掌握钢结构塔架承载力计算方法

（3）GUT4-19为例的钢结构塔架计算模型的建立

（4）GUT4-19为例的钢结构塔架设计承载力分析校核及受力变形影响因素研究

目标：（1）熟悉以GUT4-19为例的钢结构塔架的图纸，了解钢结构塔架的基本结构构造、材料选材和尺寸大小等