引張場作用シミュレーター — プレートガーダー

橋梁のプレートガーダー：鋼鈑桁橋の主桁は、上下のフランジで曲げを、薄いウェブでせん断を負担します。ウェブを厚くすると鋼重とコストがかさむため、薄いウェブを採用し、引張場作用による後座屈強度を見込むのが現代の合理的な設計です。垂直補剛材を支間方向に等間隔で配置することで、せん断座屈係数を上げつつ引張場のアンカーを確保します。支点付近のせん断が大きい区間では補剛材間隔を詰めるのが定石です。

建築の大スパン鉄骨梁：体育館・倉庫・工場などの長大スパンを飛ばすビルドアップ（組立）H形断面の大梁でも、ウェブのせん断座屈と後座屈強度の評価が問題になります。設備配管を通すためにウェブに開口を設ける場合は、開口まわりの補剛と引張場の流れの乱れを併せて検討します。

クレーンガーダー・走行桁：天井クレーンの走行桁や橋形クレーンの主桁は、移動荷重と繰り返しせん断を受けます。ウェブが座屈と復元を繰り返すと「板の呼吸（breathing）」と呼ばれる現象が生じ、補剛材まわりの溶接部に疲労き裂が出やすくなります。後座屈強度を見込む設計では、疲労に対する配慮が特に重要です。

航空機・船舶の薄板構造：引張場作用の概念は、もともと航空機の薄板桁（ワグナー梁）で発展しました。航空機の主翼スパーや胴体フレーム、船体の隔壁など、軽量化のために極端に薄い板を使う構造では、座屈後強度を積極的に利用するのが標準的な設計思想です。本ツールの鋼桁の式と背景の物理は共通しています。

まず最大の誤解が、「せん断座屈＝ウェブの破壊」だと思い込むことです。τ_cr はあくまで弾性座屈が始まる応力であって、終局強度ではありません。細長いウェブでは τ_cr が降伏応力よりずっと小さく出ますが、座屈後に引張場が立ち上がるため、実際の終局せん断強度 Vu は τ_cr·d·t の2倍以上になることもあります。座屈したからといって即アウトと判断すると、不必要にウェブを厚くして鋼重を増やしてしまいます。逆に、座屈したウェブの斜めのシワを見て「不良だ」と早合点するのも禁物で、設計で後座屈を見込んでいれば波打ち自体は想定内です。

次に、「引張場作用はどのパネルでも無条件に使える」と考えること。引張場は両側のフランジと補剛材がアンカーになって初めて成立します。桁端のパネルは外側に隣のパネルがなく、片側のアンカーが弱いため、多くの設計規準で端パネルには引張場作用を見込まず、座屈応力（Cv のみ）で照査するよう求めています。また、補剛材の間隔が極端に広い（a/d が大きい）場合や、フランジが細く付加曲げに耐えられない場合も、引張場をフルには期待できません。本ツールの Vu は中間パネルでアンカーが健全であることを前提とした概算値です。

最後に、「終局強度さえ満たせば補剛材は何でもよい」という誤解。引張場の反作用で補剛材は圧縮力を受けるため、補剛材自体が座屈しない断面（必要な断面二次モーメントと断面積）が要求されます。補剛材が弱いと、引張場のアンカーが先に壊れてウェブの後座屈強度を発揮できません。さらに、引張場の鉛直成分はフランジに局所的な付加曲げを与えます。終局せん断強度の計算は出発点であって、補剛材の剛性・強度、フランジの付加曲げ、溶接部の疲労まで一式で確認して初めて設計が完結します。