剪切中心4.doc

钢材的包辛格（Bauschinger）效应。
钢材经预拉后抗压性能有所退化的现象称为包辛格（Bauschinger）效应。

钢结构的一阶分析和二阶分析。

4.2.1 截面的剪切中心
薄壁截面的剪力流和剪切中心。受弯构件（梁）在横向荷载作用下都会产生弯曲剪应力。初等材料力学的计算方法，假定剪应力沿梁截面宽度均匀分布，作用方向与横向荷载平行。但对钢构件的截面（如工字形、槽形），其组成板件较薄（宽厚比一般大于10）属薄壁构件。薄壁截面剪应力的计算宜用剪力流理论。认为剪应力沿板厚度均匀分布，方向与各板件平行。两种计算方法，在计算薄壁构件腹板剪应力时一致，在计算翼缘剪应力时，无论大小和方向都有质的差别。
按剪力流理论，梁弯曲剪应力截面上的分布如图4.23所示。任意的剪力值为

式中 V—计算截面一个主轴方向的剪力；
S—计算翼缘剪应力时为计算处以外，计算腹板剪应力时则为计算处以上毛截面对中和轴的面积矩；
——毛截面惯性矩；
t ——计算剪应力处的板件厚度。
对图4．23(a)所示的双轴对称截面，翼缘中剪应力的合力互相抵消，所以腹板中剪应力的合力即为整个截面剪应力的合力，此合力通过截面的形心C。如果横向荷载也通过形心，则梁只产生弯曲，不会扭转。
对图4.23(b)所示的单轴对称槽形截面，荷载平行于y轴作用时，翼缘中剪应力的合力H形成偶力；腹板中竖向剪应力的合力必然等于外剪力V。此槽形截面中的三个剪力的总合力，大小为V，方向与y轴平行，作用点距腹板中心线为e0[图4.23(c)]，因
Hh-Ve0=0
=·=
得
=
此截面中剪应力的总合力作用线与对称轴的交点S，称为剪切中心。外荷载的作用线或外力矩作用面通过剪切中心时，梁只产生弯曲；若不通过剪切中心，梁在弯曲的同时还要扭转。由于扭转变形是绕剪切中心进行的，故剪切中心又称扭转中心。
剪切中心的位置仅与截面形式和尺寸有关，而与外荷载无关。各种截面的剪切中心位置为：
①双轴对称截面以及对形心成点对称的截面[图4．24(a)、(b)]，剪切中心与截面形心相重合。
②单轴对称截面，剪切中心在对称轴上[图4.24(c)、(d)、(e) ]，其具体位置可通过计算确定。
③由矩形薄板中线相交于一点组成的截面，每个薄板中的剪力通过这个交点，所以剪切中心在此交点上[图4.24(f)、(g)、(h)]。