張力場梁
正文
由加勁薄板(見加勁板殼)製成的梁稱為腹板梁，以張力場形式承受剪力的薄腹板梁,叫作張力場梁。當如圖所示的簡單腹板梁的一端受到一數值不大的剪力Q作用時，梁的薄腹板中產生剪應力(見應力)(t為板厚，h為板高),而腹板仍保持為平面。當腹板很薄而剪力Q繼續增大,使剪應力λ達到某一臨界值時,該腹板就起皺。這時，在與剪力Q成某一角度的方向就會形成一系列如圖所示的平行斜條。腹板在這些斜條方向承受純拉力，而在垂直於這些斜條的方向承受純壓力。出現在腹板中的這一現象就是張力場現象。德國的H.華格納於1929年首先研究了張力場梁。對於很薄的腹板，受壓方向的壓應力很小，可忽略不計；但對於較厚的腹板，則應該考慮壓應力。由於薄腹板張力場梁的應力分析只考慮拉應力，所以計算可簡化。若薄腹板起皺後的斜條方向與梁的水平線成角度α(見圖)，則拉應力σWt可表為：
。
在許多情況下，角度α接近於45°,因此，sin2α≈1。於是。
即在張力場梁中，薄腹板的拉應力為該腹板上平均剪應力的兩倍。這一結果為確定腹板厚度提供了依據。在腹板梁的設計中，經常假設梁的上下兩桿件只承受彎曲應力，腹板只承受剪應力並達到張力場的應力水平，並以拉應力σWt達到或者略小於許可應力作為設計標準。在工程結構設計中，適當選用腹板梁代替整體實心梁能節省用料，減輕結構重量。 參考書目S.P.鐵摩辛柯、J.M.蓋萊著，張福范譯：《彈性穩定性理論》，科學出版社，北京,1965。(S.P.Timoshenko and J.M.Gere,Theory of Elastic Stability,2nd ed.,McGraw-Hill,New York,1961.)
