随着我国特高压等大型输电工程规划的实施,对输电塔的载荷能力和跨越能力有了更高的要求,钢管塔由于比角钢塔具有更好的载荷性能和经济性而在大跨越输电工程中广泛采用。随着输送电压的不断增加,输电塔的高度和柔度越来越大,在风荷载等横向水平荷载作用下,表现出强烈的非线性特征,在荷载达到一定程度时进入塑性从而导致承载能力下降,增大倒塌事故的风险。在现行的输电塔结构设计规范中缺少对杆塔结构的非线性以及动力响应的明确表述。因此,对空间钢结构进行精确的弹塑性分析,掌握钢管输电塔在动力荷载作用下的响应规律,有着重要的理论和工程意义。本文的主要工作有:首先,根据钢管输电塔的空间力学特征,对空间梁结构进行了考虑材料非线性和几何非线性的双重非线性分析。依据内力空间屈服面和集中塑性铰假定,推导了考虑材料非线性的塑性折减刚度矩阵,并形成显式表达式。采用刚体准则的思想,将几何大位移、大变形问题拆解为刚体位移和几何小变形,大大简化了几何非线性分析的过程。采用广义位移控制法进行增量迭代过程中增量步长和加载方向的调整,编制了静力弹塑性分析的增量迭代计算程序。对理想弹塑性模型的突变现象进行了插值修正,使其能满足于塑性发展过程的描述。算例结果表明,本文的静力弹塑性分析方法有着很好的精度,能够满足静力弹塑性分析的需要。其次,讨论了半刚性连接的静动力理论分析方法,通过转动弹簧模拟了半刚性连接单元,建立了半刚性连接混合单元的弹塑性刚度矩阵,对算例有很好的分析效果,同时考虑半刚性连接和材料非线性的耦合效应,通过计算表明两者叠加可以使塑性的折减速度加快。对Romberg Osgood模型和边界线恢复力模型两个半刚性连接模型的进行了动力分析,使用上述两种简化的动力分析方法对单轴杆系结构的动力非线性响应进行有效模拟,有着比较好的结果。再次,在静力弹塑性分析的基础上,采用运动硬化模型分析了结构的塑性发展,并以硬化矩阵的形式推导出适用于动力分析的切线刚度矩阵,使本文的弹塑性分析模型能够考虑材料的塑性硬化,采用Newmark-β法进行动力平衡方程的迭代求解,通过对经典算例的分析和对比,表明了本文弹塑性分析方法在动力问题中的适用性。在此基础上,在计算程序中建立了空间钢管输电塔的计算模型,进行了钢管输电塔的动力时程分析,对比分析了输电塔的线性和非线性动力弹塑性响应规律,结果表明输电塔的非线性特征会降低输电塔的承载能力,对结构动力响应有着重要影响作用。