构件的剪力方向和剪应力方向

问题： 

如以下左图所示，在平面框架的局部坐标系中，红色为局部 1 轴，绿色为局部 2 轴，青色为局部 3 轴。在竖向集中力作用下，构件的平面外剪力 V3 等于零，但平面外剪应力 S13 为什么不等于零呢？

解答：

以上理解存在一个概念上的错误，即：某一个方向的剪应力只能由对应方向的剪力产生，或某一方向的剪力只能产生对应方向的剪应力。这种理解仅适用于规则的矩形截面，而非当前模型中采用的方钢管截面。

如下所示，左图中的方钢管截面在 2 方向的剪力 V2 作用下也会产生 3 方向的剪应力 S13。这是因为剪应力平行于狭长矩形的长边，故上下翼缘的剪应力平行于 3 方向。对于工字形截面的上下翼缘，也存在类似的结论。如果将当前模型中的构件截面修改为以下右图所示的矩形截面，必然可以得到与最初理解完全一致的结果，即：剪力 V3 等于零，对应的剪应力 S13 也等于零。

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知识点：构件的剪力方向和剪应力方向

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