在输变电线路工程的高耸塔中,钢管-耳板连接节点应用较多,但国内外对其研究很少.本文对这类典型的h型节点的极限承载力进行了足尺试验研究和有限元数值分析.结果表明:耳板由相对狭小的区域向主管传递弯矩,致使主管管壁发生局部屈曲,所以主管的局部强度是此类典型节点结构设计最重要的控制因素之一;主管、耳板强度等级的提高或耳板厚度增大,都将提高节点承载力.鉴于h型节点的耳板与主管交汇区容易出现应力集中现象,提出了一些改进措施,如增设半外环板、全外环板和内环板以及将耳板修改成光滑的凹角等.
### 高压输电塔高强钢钢管-耳板节点承载力研究
#### 研究背景与意义
随着我国电力行业的快速发展，高压输电网络的建设规模不断扩大，特别是超高压（UHV）和特高压（EHV）输电线路的发展尤为迅速。为了满足远距离大容量输电的需求，输电塔的高度不断被推高，导致塔架结构更加复杂。其中，钢管-耳板连接节点作为输电塔的关键部位，在实际应用中极为常见，但相关研究却相对较少。
#### 研究对象与方法
本研究聚焦于高压输电塔中典型的H型节点，即钢管与耳板的连接方式。该类节点的主要功能在于通过耳板将外部荷载传递至主管，实现结构的稳定承载。研究采用足尺试验与有限元数值分析相结合的方法，旨在探讨此类节点的极限承载能力及其影响因素，并提出相应的优化措施。
#### 主要研究发现
1. **耳板传递弯矩引起的主管局部屈曲**：研究结果显示，当耳板将外部荷载以弯矩的形式传递给主管时，会在主管的局部区域产生较高的应力，从而导致管壁发生局部屈曲。这表明主管的局部强度成为了此类节点结构设计中的关键控制因素之一。
2. **材料强度与耳板厚度的影响**：进一步的研究表明，通过提高主管和耳板所用材料的强度等级，或者增加耳板的厚度，可以有效提升整个节点的承载力。这是因为材料强度的提升能够增强其抵抗局部屈曲的能力，而耳板厚度的增加则有助于分散应力，减少局部应力集中。
3. **应力集中问题及解决方案**：
- **增设半外环板、全外环板和内环板**：这些措施可以有效地分散耳板与主管交汇处的应力集中，提高节点的整体稳定性。
- **耳板形状的优化**：通过将耳板修改为光滑的凹角形式，可以在不显著增加结构重量的情况下，有效缓解应力集中现象，进而提高节点的承载能力。
#### 结论与展望
通过对高压输电塔中H型节点承载力的研究，不仅揭示了主管局部屈曲对于节点结构设计的重要性，还探索了提高节点承载力的有效途径。研究提出的优化措施，如增设环板和耳板形状的改进等，为未来高压输电塔的设计提供了重要的参考依据。此外，随着新材料和新技术的不断发展，预计未来将进一步提升这类节点的承载性能，为更高效、更稳定的电力传输系统奠定坚实的基础。
