問題描述:
如下所示,從左向右三個框架截面的幾何尺寸依次為:
☆ 矩形截面 1,寬 0.94m,高 0.74m;
☆ 箱形截面,寬 1m,高 0.8m,壁厚 0.03m;
☆ 矩形截面 2,寬 1m,高 0.8m。
從幾何形狀上看,矩形截面 2 = 矩形截面 1 + 箱形截面。同時,截面面積和慣性矩也符合上述等式關系,即:前兩者之和等于第三者。但是,為什么截面的剪切面積卻不符合這個關系?
解答:
對于剪切面積的基本原理和計算公式,請參閱筑信達知識庫文檔《框架截面屬性-剪切面積》。以上“整體截面的剪切面積和部分截面的剪切面積之和不相等”的原因在于:不同截面形狀的面積折減系數(或稱為“考慮剪應力不均勻分布的橫截面面積修正系數”)有所不同。具體來講,對于矩形截面,折減系數為 5/6;對于箱形截面,折減系數 2td/A。如下所示:
綜上所述,兩個矩形截面的面積折減系數均為 5/6,箱形截面的面積折減系數為 2
x 0.03 x 0.8 / 0.1044 = 0.4598。因此,以下不等式必然成立,即:整體截面的剪切面積和部分截面的剪切面積之和不相等。