假设翼缘与腹板的壁厚 t 均匀一致。剪切中心 e 是从腹板中线测量的距离。
左:C 形截面与等壁厚中线 / 红叉=剪切中心 e / 右:q(s) 分布(翼缘→腹板→翼缘)。数值单位 N/mm。
薄壁开口截面承受横向剪力 V 时,剪流 q(s) 沿截面中线流动。任意点 s 处的值等于从该点到自由端的面积矩 Q(s) 除以截面惯性矩 I,再乘以 V。
剪流基本式。Q(s) 为沿中线的一侧面积矩,I 为截面整体的 I_x:
$$q(s) = \frac{V\,Q(s)}{I}$$等壁厚 C 形截面的 I_x(壁厚 t、腹板高度 h、翼缘宽度 b):
$$I_x = \frac{t\,h^3}{12} + \frac{b\,t\,h^2}{2}$$翼缘(接合点处)与腹板(中央)的最大剪流:
$$q_{\text{flange,max}} = \frac{V\,t\,h\,b}{2I}, \qquad q_{\text{web,max}} = \frac{V}{I}\!\left(\frac{b\,t\,h}{2}+\frac{t\,h^2}{8}\right)$$不产生扭转的剪切中心位置 e(自腹板中线起的距离):
$$e = \frac{b^2\,h^2\,t}{4\,I} \;=\; \frac{3\,b^2}{h+6b}$$横向荷载 V 通过此点 e 时,翼缘内剪流 q(s) 关于腹板中线的合力矩恰好平衡,梁只发生纯弯曲而不扭转。