問題描述:
如以下左圖所示,在平面框架的局部坐標系中,紅色為局部 1 軸,綠色為局部 2 軸,青色為局部 3 軸。在豎向集中力作用下,構(gòu)件的平面外剪力 V3 等于零,但平面外剪應(yīng)力 S13 為什么不等于零呢?

解答:
以上理解存在一個概念上的錯誤,即:某一個方向的剪應(yīng)力只能由對應(yīng)方向的剪力產(chǎn)生,或某一方向的剪力只能產(chǎn)生對應(yīng)方向的剪應(yīng)力。這種理解僅適用于規(guī)則的矩形截面,而非當前模型中采用的方鋼管截面。
如下所示,左圖中的方鋼管截面在 2 方向的剪力 V2 作用下也會產(chǎn)生 3 方向的剪應(yīng)力 S13。這是因為剪應(yīng)力平行于狹長矩形的長邊,故上下翼緣的剪應(yīng)力平行于 3 方向。對于工字形截面的上下翼緣,也存在類似的結(jié)論。如果將當前模型中的構(gòu)件截面修改為以下右圖所示的矩形截面,必然可以得到與最初理解完全一致的結(jié)果,即:剪力 V3 等于零,對應(yīng)的剪應(yīng)力 S13 也等于零。
