角钢塔广泛应用于输电线路中,建设规模和塔基数量大的特点使得其设计过程对安全性和经济性的要求日益显著。随着国内用电需求的快速增加和“一带一路”沿线国家电力设施的建设增长,涉外工程逐渐增多,使得电力结构设计技术的精细化和国际竞争力尤为重要。为探索更科学合理的等边角钢输电塔结构设计,控制输电塔的工程投资,本文主要对塔架结构中的等边单角钢构件和平面交叉斜材子结构开展了系统深入的研究工作,主要可归结为以下几个方面:（1）参考国家电网典型设计数据库,根据统计规律,选取涵盖主材,交叉斜材和辅助材的常用角钢规格及长细比,共计648个单角钢试验件。采用自行设计的三种高精度边界条件模拟装置,分别为两端轴压,一端轴压一端偏压和两端偏压,对试验件进行稳定承载力试验。分类分析了单角钢的荷载响应规律和稳定承载性能,汇总形成了单角钢稳定承载力的数据库。将试验实测承载力与电力行业的国内外主流设计规范计算值进行对比,分析了相互之间的差异和产生差异的原因,并评估了各规范的计算精度及适用性。对比结果表明美国输电塔设计导则ASCE 10具有最好的适用性,但仍然与实测值存在一定误差。基于全部实测数据,参照ASCE公式的基本形式和计算路径,对其中关键的轴压稳定系数和偏压长细比修正系数进行数据拟合修正,形成本文对单角钢稳定承载力的建议计算方法,并对比试验结果验证其适用性。（2）对应单角钢的所有试验件,考虑统一的初始缺陷和残余应力分布,采用ANSYS对单角钢试验进行数值模拟。通过对比试验实测的屈曲极限状态,荷载位移响应和稳定承载力等,验证了有限元模型能正确地模拟单角钢的稳定承载性能。基于验证和校准的有限元模型对单角钢稳定承载力的主要影响因素进行扩大的参数分析。结果表明钢材强度等级对中小长细比角钢的承载力有比较明显的影响,且广义稳定系数随钢材强度等级提高而逐渐减小。宽厚比大的角钢更容易发生伴随扭转的局部屈曲,相应的承载力降低。偏压工况下反映节点区约束刚度的节点板厚度对承载力的影响非常有限。（3）以角钢塔的基本构造单元,平面交叉斜材为研究对象,逐层深入地设计了三种子结构形式和两种主-斜材节点连接形式,考虑不同的斜材应力比,对其进行静力稳定性试验。分析了子结构的承载性能、屈曲模态、应变和位移响应特征等。结果表明子结构的屈曲模态随应力比增加逐渐由斜材压杆长段的局部屈曲过渡为整体平面外弯曲屈曲,极限荷载相应降低,拉杆对压杆的支承作用减弱是主要原因。试验证明了应力刚化效应对斜材稳定性有明显影响,在设计中应充分考虑拉压杆的屈曲相关性。稳定承载力的对比分析表明中国架空输电线路杆塔结构设计技术规定DL/T 5154的计算结果总体上吻合但离散性较大,仍需进一步优化。（4）对应完全节间的所有试验件,采用ANSYS对交叉斜材子结构试验进行数值模拟。通过对比完全节间的屈曲模态、荷载-位移响应,斜材承载力等,验证了有限元模型的适用性。基于验证和校准的模型,采用控制变量方法,对试验中未覆盖的常用参数进行扩大的参数分析。深入研究细分的应力比,钢材强度等级、长细比、宽厚比等对子结构极限荷载的影响规律。基于大量参数分析的极限荷载数据,采用分段线性拟合获得修正的交叉斜材等效计算长度系数公式,结合单角钢稳定承载力柱子曲线,提出了交叉斜材稳定承载力的修正计算方法。对比试验结果验证了该方法的计算精度和适用性。（5）基于开口薄壁杆件理论和能量原理建立单角钢的非线性平衡微分方程,推导了求解轴压整体弹性屈曲荷载的特征方程。基于薄板弯曲理论推导了单角钢的弹塑性局部屈曲荷载。结合拟合的偏压长细比修正系数,提出了单角钢在三种典型荷载工况下的稳定承载力理论计算公式。通过对比试验实测值,验证了理论公式的计算精度和适用性。对平面交叉斜材的屈曲相关性进行了深入的理论分析,推导了求解交叉斜材在两类荷载工况下等效计算长度系数的隐函数方程。其中考虑了交叉斜材的构造偏心和交叉点位置的一般性,而无需引入相关修正项。基于弹性稳定理论,建立交叉斜材带中间弹性支承的连续梁模型,推导了求解斜材压杆屈曲荷载和对应等效计算长度的隐函数方程。参考现行设计规范,提出了适于实际应用的取值方法。通过对比试验值,有限元值和规范值验证了理论公式的适用性。