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  由加劲薄板(见加劲板壳)制成的称为腹板梁,以张力场形式承受剪力的薄腹板梁,叫作张力场梁。当如图所示的简单腹板梁的一端受到一数值不大的剪力Q作用时,梁的薄腹板中产生剪应力(见应力) 20071223202501ajfkldjfia.gif (t为板厚,h为板高),而腹板仍保持为平面。当腹板很薄而剪力Q继续增大,使剪应力λ达到某一临界值时,该腹板就起皱。这时,在与剪力Q成某一角度的方向就会形成一系列如图所示的平行斜条。腹板在这些斜条方向承受纯拉力,而在垂直于这些斜条的方向承受纯压力。出现在腹板中的这一现象就是张力场现象。德国的H.瓦格纳于1929年首先研究了张力场梁。对于很薄的腹板,受压方向的压应力很小,可忽略不计;但对于较厚的腹板,则应该考虑压应力。

  由于薄腹板张力场梁的应力分析只考虑拉应力,所以计算可简化。若薄腹板起皱后的斜条方向与梁的水平线成角度α(见图),则拉应力σWt可表为:   

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在许多情况下,角度α接近于45°,因此,sin2α≈1。于是   

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即在张力场梁中,薄腹板的拉应力为该腹板上平均剪应力的两倍。这一结果为确定腹板厚度提供了依据。在腹板梁的设计中,经常假设梁的上下两杆件只承受弯曲应力,腹板只承受剪应力并达到张力场的应力水平,并以拉应力σWt达到或者略小于许可应力作为设计标准。在工程结构设计中,适当选用腹板梁代替整体实心梁能节省用料,减轻结构重量。

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  参考书目

  S.P.铁摩辛柯、J.M.盖莱著,张福范译:《弹性稳定性理论》,科学出版社,北京,1965。(S.P.Timoshenko and J.M.Gere,Theory of Elastic Stability,2nd ed.,McGraw-Hill,New York,1961.)

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