特高压变电构架（以下简称“构架”）作为特高压变电站内典型且重要的下部支承结构,承担着支承电气设备及大跨度输电导线的作用,其抗震性能直接决定了特高压网络主干线是否能承受强震作用、保障正常运营。构架的抗震设计存在两项关键理论问题。一是（构）架（输电）塔（导）线耦合体系的动力相互作用突出。通过震害调查已经发现,与构架相连的输电导线和远端的输电塔均可能加剧结构的倒塌震害,揭示架塔线动力耦合作用机理并量化其对构架的影响已经成为设计人员和业主的迫切需求。二是地震入射方向影响显著。架塔线耦合体系在正常使用状态下,其构架呈非对称的受力和变形状态。对于这类不规则耦合体系的抗震性能,具有高度不确定性的地震入射方向也可能是不利因素。因此研究架塔线耦合体系的地震入射方向效应,可以保证其在任意入射方向下的地震安全,也将对构架的抗震设计方法完善起到推动作用。本文正是基于以上两项理论问题开展研究工作,论文的主要研究内容及成果包括:（1）倾斜输电导线的等效简化模型采用解析方法推导了倾斜悬索（含阻尼且均匀）水平张力的频响函数,并根据频响函数提出了悬索的水平静力刚度和索动力系数,建立了其水平动力刚度,该动力刚度充分考虑了索的几何、材料、动力及阻尼特性。然后将倾斜输电导线等效简化为基于水平动力刚度的弹簧模型,以单塔单线体系为对象采用振动台试验和数值相结合的方法对其进行验证,发现其在保证精度的情况下,显著提高了计算效率。最后通过开展参数分析发现,在倾斜角不超过50°的情况下,等效弹簧模型在不同地震激励下均可以有效模拟具有不同倾斜角、垂跨比和跨度的输电导线与结构的动力耦合作用。需要注意的是,弹簧模型是依据索平面内的推导结果建立起来的,忽略了索平面外的振型贡献。（2）架线动力耦合效应根据相似理论设计、加工了缩尺比为1/15的单跨架线耦合体系试验模型,以三种输电导线垂跨比为分析工况,采用20条远场地震动以设防强度对试验模型分别进行横向和纵向一维激励。试验结果发现,架线动力耦合作用很大程度上减弱了构架的响应,减弱程度随垂跨比的减小而增大;相比纵向激励,在横向激励下表现更为强烈。其次,通过对数值原型进行参数分析,发现耦合作用是体系的自身属性,与外荷载无关;相比三跨,在单跨架线耦合体系中更为突出。最后,对耦合体系开展横向强震倒塌试验,结果表明,在强震作用下,耦合作用加速了构架的损伤发展,降低了其承载力,影响了结构的倒塌倾覆方向。（3）架塔线动力耦合效应建立了基于ABAQUS的三种有限元模型,即:非耦合构架、架线和架塔线耦合体系,其中前两种作为对比模型。采用动力时程分析方法讨论了构架在不同强度地震作用下的结构响应和塑性发展规律,并利用增量动力分析方法对三种分析模型开展全荷载域动力时程分析,结果表明,架线和架塔线两种耦合作用均改变了构架的强震失效模式,大大降低了其承载力,使构架的倒塌风险显著增大。总结发现,架塔线动力耦合作用包含了输电塔横担的激励放大作用、输电导线的初始水平张力作用、弹性约束作用以及悬挂系统的耗能减震作用,对于构架的抗震性能而言,前两者是不利作用,后两者是有利作用。（4）地震入射方向效应基于4264组多维地震动无偏样本空间,研究了地震动特性随入射方向的变异性,发现这种变异性与震源、传播距离和场地条件等因素无关,表现出复杂的随机特性。根据上述变异性大小提出了基于方向性的多维地震动分类方法及其选择标准。根据以上标准更新了远场记录库,采用40组地震动对架塔线耦合体系进行多方向激励。研究表明,入射方向对构架地震响应的影响大,不能被忽视;入射方向的改变会使构架各阶振型的参与程度发生变化,进而影响其在强震作用下的塑性分布和抗倒塌性能。此外,从理论上对地震动和入射方向不确定性进行解耦,提出了构架地震响应及极限承载力的95%保证模型。最后,结合架塔线动力耦合和地震入射方向效应,提出了构架在小震作用下的弹性结构响应和强震作用下的极限承载力的预测模型。（5）多入射角地震易损性研究基于地震需求和抗震能力分别与入射方向相关和无关的思想,提出了一种考虑结构方位布置和断裂带走向的多入射角地震易损性分析方法,该方法充分体现了地震动、结构和入射方向不确定性。据此,首先采用拉丁超立方抽样方法组建结构-地震动-入射角样本对和结构-地震动样本对,对架塔线耦合体系分别开展了概率抗震能力分析和概率地震需求分析。然后,采用本文提出的多入射角地震易损性分析方法建立构架在不同极限状态下的易损性平面,据此为特高压变电站外的输电线路布置方案提供了建议;其次,将采用本文方法与基于传统激励方法的易损性分析方法（TEM-SFAM）获得的结果进行比较,发现TEM-SFAM方法不能识别出构架可能存在的最大地震风险,在构架地震易损性分析中的可靠性低。最后,提出了一种以震中位置为变量的地震风险评估方法,并对实际工程进行了定量评估。