问题描述:
如下所示,从左向右三个框架截面的几何尺寸依次为:
☆ 矩形截面 1,宽 0.94m,高 0.74m;
☆ 箱形截面,宽 1m,高 0.8m,壁厚 0.03m;
☆ 矩形截面 2,宽 1m,高 0.8m。
从几何形状上看,矩形截面 2 = 矩形截面 1 + 箱形截面。同时,截面面积和惯性矩也符合上述等式关系,即:前两者之和等于第三者。但是,为什么截面的剪切面积却不符合这个关系?
解答:
对于剪切面积的基本原理和计算公式,请参阅筑信达知识库文档《框架截面属性-剪切面积》。以上“整体截面的剪切面积和部分截面的剪切面积之和不相等”的原因在于:不同截面形状的面积折减系数(或称为“考虑剪应力不均匀分布的横截面面积修正系数”)有所不同。具体来讲,对于矩形截面,折减系数为 5/6;对于箱形截面,折减系数 2td/A。如下所示:
综上所述,两个矩形截面的面积折减系数均为 5/6,箱形截面的面积折减系数为 2
x 0.03 x 0.8 / 0.1044 = 0.4598。因此,以下不等式必然成立,即:整体截面的剪切面积和部分截面的剪切面积之和不相等。