Um Ihnen zu helfen, sich in diesem hilfreichen und umfassenden Leitfaden zu Reactions zurechtzufinden, Durchbiegungs- und Scher- und Momentdiagramme, Wir haben eine zusammengestellt Inhaltsverzeichnis:

Willkommen bei unserem kostenlosen Beam-Rechner! SkyCiv Free Beam Calculator generiert die Reaktionen, Scherkraftdiagramme (SFD), Biegemomentdiagramme (BMD), Ablenkung, und Spannung eines freitragenden Balkens oder einfach gestützten Balkens. Das SkyCiv Beam-Tool führt Benutzer durch einen professionellen Strahlberechnungs-Workflow, Dies gipfelt in der Möglichkeit, anzuzeigen und festzustellen, ob sie den Designcodes Ihrer Region entsprechen.

Sehen Sie sich das Video-Tutorial unten an, um mit unserem Rechner zu beginnen.

Um den Taschenrechner zu benutzen, Folgen Sie einfach diesen Schritten:

1. Geben Sie Ihre Balkenlänge über das Menü „Balken“ ein.
2. Verwenden Sie das Menü „Stützen“, um Ihren Stütztyp an einer beliebigen Stelle entlang Ihres Balkens anzubringen. Zu den verfügbaren Support-Typen gehören:
   • Pin-Unterstützung
   • Rollenunterstützung
   • Feste Unterstützung
   • Federstütze
3. Verwenden Sie das Menü „Schnitt“, um ein benutzerdefiniertes Trägheitsmoment anzuwenden (Von) oder Elastizitätsmodul (E.) Wert. Alternative, Wir fügen auch eine Schaltfläche zur Verwendung des Section Builder-Tools von SkyCiv hinzu:
   • Dies öffnet ein neues Menü mit unserem vollständig integrierten Section Builder, So können Sie auf voreingestellte Datenbankformen zugreifen, die wir aus der ganzen Welt hinzugefügt haben. Section Builder ermöglicht Ihnen auch das einfache Erstellen und Speichern benutzerdefinierter Formen mit der Option Formvorlagen. Lerne mehr über SkyCiv Section Builder.
4. Nachdem Sie Ihren Abschnitt ausgewählt haben, Sie haben die Möglichkeit, im Menü „Scharnier“ beliebige Scharniere entlang der Trägerspannweite hinzuzufügen.
5. Ihr Strahl ist jetzt eingerichtet! Jetzt können wir die Lasten anwenden, denen Sie den Widerstand des Balkens zuordnen möchten. Verwenden Sie die 'Punktlasten', 'Momente', oder „Verteilte Lasten“, um eine oder mehrere dieser Lastarten auf Ihren erstellten Träger anzuwenden. Wir empfehlen außerdem dringend, die verschiedenen Lastfälle anzugeben, denen jede Last entspricht. Sie können dies über das Dropdown-Menü „Lastfall“ tun, bevor Sie die jeweilige Last hinzufügen.
6. Der Grund für das Hinzufügen von Lastfällen wird nun im letzten Schritt deutlich. Öffnen Sie das Menü „Lastkombinationen“, um für jeden Lastfall unterschiedliche Faktoren anzuwenden.
   • Alternative, Verwenden Sie unsere Funktion „Aus Designcode importieren“, um die von Ihnen erstellten Lasten automatisch den spezifischen Lastkombinationen zuzuweisen, die durch den Designcode Ihrer Region vorgeschrieben sind!
7. Eine letzte zu berücksichtigende Last ist das Eigengewicht. Verwenden Sie die Umschaltfläche „Eigengewicht“ oben rechts auf dem Rechner, um die Berücksichtigung des Eigengewichts ein- oder auszuschalten. Wir berechnen das Eigengewicht automatisch basierend auf der von Ihnen gewählten Balkenlänge, Material, und Schnittform.
8. Jetzt, wo unser Balken und unsere Lasten zugewiesen wurden, lass uns lösen! Klicken Sie oben rechts im Rechner auf die grüne Schaltfläche „Lösen“.. Sie werden mit einer super einfach zu bedienenden Ergebnisseite begrüßt, die die folgenden Funktionen enthält:
• Aussicht:
  • Reaktionen
  • Biegemomentdiagramm
  • Scherkraftdiagramm
  • Durchbiegungs- und Spannweitenberechnung
  • Stressberechnung
  • Abschnittseigenschaften
  • 3D Rendern
• Laden Sie eine benutzerdefinierte Auswahl der oben genannten Ergebnisse in einem formatierten PDF-Bericht herunter.
• Verwenden Sie die Registerkarte "Analyse", um verschiedene Kriterien anzuzeigen, sowie:
  • Ablenkung
  • Benutzerdefinierte Belastungsgrenze
  • Materialertrag
  • Materialstärke
• Verwenden Sie die Registerkarte „Design“, um den Träger sofort mit den spezifischen Code-Anforderungen Ihrer Region zu vergleichen! Das ist wahnsinnig nützlich!
• Verwenden Sie die Registerkarte "Optimieren", um die von Ihnen gewählte Abschnittsgröße basierend auf Kriterien zu ändern, die Sie auswählen können. Dies ist sehr praktisch, wenn Sie eine Schnittgröße zu groß oder zu klein gewählt haben und möchten, dass wir Ihnen bei der Entscheidung helfen.
• Es gibt sogar noch mehr Funktionalität auf der Ergebnisseite, einschließlich CSV-Export und Handberechnungen.

Eine der leistungsstärksten Funktionen ist die Verwendung als Strahlablenkungsrechner (oder Strahlverschiebungsrechner). Dies kann verwendet werden, um die berechnete Durchbiegung eines einfach gehaltenen Trägers oder eines Auslegerträgers zu beobachten. In der Lage sein, Querschnittsformen und Materialien hinzuzufügen, Dies macht es nützlich als Holzbalkenrechner oder als Stahlbalkenrechner für die Konstruktion von Levelbalken oder I-Balken. Zur Zeit, Diese Funktionalität ist in SkyCiv Beam verfügbar, das viel mehr Funktionalität für Holz bietet, Beton- und Stahlbalkendesign.

Eine Balkendurchbiegung liegt vor, wenn sich ein Balken unter seinem eigenen Gewicht oder aufgrund von aufgebrachten Lasten verbiegt oder durchhängt. Grundsätzlich, Es ist die Menge an Verschiebung oder Biegung, die ein Balken erfährt, wenn er einer Last ausgesetzt wird. Stellen Sie es sich wie ein Sprungbrett vor. Wenn Sie am Ende des Sprungbretts stehen, es biegt sich und taucht nach unten. Das ist Strahlablenkung in Aktion! Das Sprungbrett ist der Balken und dein Gewicht ist die Last, die es verbiegt.

Im Ingenieurwesen, Es ist wichtig, die Balkendurchbiegung zu verstehen und zu berechnen, da sie die Gesamtfestigkeit und Stabilität einer Struktur beeinflussen kann. Eine zu starke Durchbiegung kann zum Versagen führen, Daher müssen Ingenieure Träger konstruieren, die stark genug sind, um der Durchbiegung unter den auftretenden Belastungen standzuhalten. Die Balkendurchbiegung ist eines der Kriterien für die Gebrauchstauglichkeit, die Ingenieure beim Entwurf von Strukturen berücksichtigen. Dies liegt daran, dass eine übermäßige Durchbiegung zu unerwünschten ästhetischen Effekten führen kann, wie durchhängende Böden, Abplatzen von Oberflächen, oder Unannehmlichkeiten für die Benutzer. Deshalb, Ingenieure sind bestrebt, die Durchbiegung auf ein akzeptables Niveau zu begrenzen, damit die Struktur zufriedenstellend funktioniert und eine angenehme Umgebung für die Benutzer bietet.

Die Berechnung der Strahlablenkung kann zunächst einschüchternd wirken, aber es ist eigentlich nicht zu kompliziert, wenn Sie es aufschlüsseln. Ingenieure können auch empirische Formeln verwenden, um die Durchbiegung eines Trägers schnell zu berechnen, was wir für das folgende Beispiel verwenden werden:

Betrachten wir einen einfachen unterstützten Träger mit einer Spannweite einer gleichmäßigen Last von w = 10 kN/m über eine Spannweite von L = 10 m, und die folgenden Materialeigenschaften: Elastizitätsmodul, E = 200,000 MPa, und das Trägheitsmoment um die y-Achse ist I = 0.0015 m^4. Die Durchbiegung des Balkens kann mit der Gleichung berechnet werden, entnommen aus SkyCiv's Strahlablenkungsformel Seite.

Als Ingenieur ist es immer wichtig, sein Ergebnis zu verifizieren, Lassen Sie uns also dieselben Zahlen in den Free Beam Deflection Calculator von SkyCiv eingeben:

Die schnelle Antwort ist alles! Das obige Tool kann als Stahlträgerrechner verwendet werden, ein Holzrechner oder sogar für Betonkonstruktionen verwendet werden. Die Materialeingabe kann so geändert werden, dass sie zu jedem Material passt, das Sie entwerfen möchten. Zum Beispiel, als Stahlträgerrechner würde der Benutzer einen Elastizitätsmodul von etwa eingeben 200,000 MPa (oder 29,000 ksi für imperiale Einheiten). Der Einfachheit halber, Das kostenlose Tool nimmt nur den Elastizitätsmodul der Materialien, Unsere Vollversion berücksichtigt jedoch auch die Streckgrenze/Ultimative Festigkeit, Dichte und Querkontraktionszahl.

Der obige Reaktionskräfte-Balkenrechner von SkyCiv ist in der Lage, die Stützreaktionskräfte Ihres Auslegers oder einfach gestützter Balken schnell und einfach zu berechnen. Fügen Sie eine Reihe von Kräften und verschiedene Stützbedingungen und -orte hinzu, um die Reaktionen an den Stützen zu erhalten. Möchten Sie mehr über Reaktionen erfahren?, Lesen Sie weiter für eine detaillierte Anleitung zu Reaktionskräften.

Reaktionskräfte sind die Stützkräfte, die als Reaktion auf aufgebrachte Lasten vorhanden sind. Sie sind die Kräfte, die die aufgebrachten Lasten ausgleichen, Sicherstellen, dass die Struktur im Gleichgewicht und statisch bleibt, die kritischen bautechnischen Bedingungen sind. Reaktionskräfte können als gedacht werden "Unterstützungskräfte" die den Kräften entgegenwirken, die durch die Lasten auf die Struktur ausgeübt werden. Sie können nach den Prinzipien der Statik und Mechanik der Werkstoffe bestimmt werden. In Bezug auf die Strahlreaktionskräfte, dies sind in der Regel die resultierenden Kräfte aus der Verstiftung, feste oder rollbare Stützen. Sie bestehen normalerweise aus den folgenden Reaktionskräften (unter der Annahme, dass Kräfte in vertikaler und horizontaler Richtung aufgebracht werden:

• Feste Stützen - haben normalerweise einen Vx, Ja (horizontal, Vertikale Reaktionen) und Mz (Moment Reaktion)
• Festgesteckte Stützen - haben normalerweise nur vertikale und horizontale Reaktionskräfte (Vx, Du)
• Rollenstützen - hat typischerweise nur eine vertikale Reaktionskraft (Du)

Der Strahlspannungsrechner berechnet leicht die Reaktionen an den Trägern. Es ist in der Lage, die Reaktionen an Trägern für Ausleger oder einfache Träger zu berechnen. Dies beinhaltet die Berechnung der Reaktionen für einen Ausleger, das hat eine Biegemomentreaktion sowie x,y Reaktionskräfte. Die Auflagerreaktionen sind auch bei der Berechnung der Gesamtkraft im Tragwerk hilfreich. Addiere diese Werte einfach zusammen, und Sie können die Gesamtkraft, die auf Ihre Struktur ausgeübt wird, berechnen.

Reaktionskräfte auf einen Balken können durch Lösen der folgenden Gleichgewichtsgleichungen berechnet werden:

∑F_und = 0
(Alle vertikalen Kräfte und vertikalen Lagerreaktionen summieren sich auf 0)

∑M_mit = 0
(Momentenkräfte summieren sich zu 0)

Oft ist es hilfreich, sich ein einfaches Beispiel anzusehen. Betrachten Sie einen einfach gelagerten Balken der Länge L = 10 m mit einer gleichmäßigen Belastung (Kraft pro Längeneinheit) von w = 5 kN/m darauf wirken. Die Stützen befinden sich an den Punkten A und B. Die Reaktionskräfte an den Stützen werden mit R_A und R_B bezeichnet.

Um die Reaktionskräfte zu berechnen, Wir können die folgenden Schritte verwenden:

• Zeichnen Sie ein Freikörperbild des Balkens, zeigt alle Lasten und Stützen. (siehe oben)
• Summieren Sie die Kräfte in horizontaler Richtung. In einem einfach gelagerten Träger, die einzige horizontale Kraft ist die Kraft von 5 kN/m, was mit der Länge des Mitglieds multipliziert wird (L = 10) wir bekommen 5*10 = 50 kN. Schreiben Sie eine Gleichung für die Horizontalkräfte:

∑F_und = 0
= R_EIN + R._B. - wL
= R_EIN + R._B. - 5*10
R._EIN + R._B. = 50 kN

• Verwenden Sie die Summe der Momente, um eine der Reaktionen zu berechnen (normalerweise die linke Seite, in diesem Fall R_A):

∑M_mit = 0
0 = -50 kN (-5m) + R._B.(-10m) + R._EIN(0)
R._B. = 25 kN

Deshalb, R._EIN = 25 kN

Offensichtlich ist dies nur ein einfaches Beispiel und komplexere Strukturen erfordern zusätzliche Berechnungen, um die Reaktionskräfte zu bestimmen - Dazu haben wir ein ausführlicheres Tutorial auf wie man Reaktionskräfte in einem Balken berechnet. zusätzlich, in realen Szenarien, Der Balken kann auch anderen Belastungen und Kräften wie Scherkräften ausgesetzt sein, Biegemoment, und Ablenkung, die bei der Analyse und Gestaltung berücksichtigt werden müssen. Der obige Balkenlastrechner von SkyCiv kann verwendet werden, um Reaktionskräfte für Balken mit einfachen Stützen oder freitragenden Stützen zu berechnen. So können wir die Ergebnisse mit dem obigen Rechner überprüfen:

Ein Biegemomentdiagramm ist eine grafische Darstellung des Biegemoments entlang eines Bauteils, wie ein Strahl. Das Diagramm zeigt den Verlauf des Biegemoments über die Balkenlänge und gibt Aufschluss über die Verteilung der Schnittgrößen im Balken.

Das Biegemoment ist ein Maß für die Stärke der Biegekraft in einem Balken und ist definiert als das Produkt aus der Belastung und dem Abstand von der neutralen Achse. Die neutrale Achse ist eine imaginäre Linie entlang der Mitte des Querschnitts des Strahls, wo sich die Länge der Fasern nicht ändert. Das Biegemoment kann positiv sein, Negativ, oder Null, je nach Richtung und Größe der Belastung und der Lage des Angriffspunktes.

Ein Biegemomentdiagramm ist ein wichtiges Hilfsmittel für Ingenieure, da es ihnen ermöglicht, das Verhalten des Trägers unter Last zu verstehen und den Träger so zu konstruieren, dass er den Belastungen sicher und effizient standhält. Das Diagramm kann verwendet werden, um die maximalen und minimalen Biegemomente und ihre Lage zu bestimmen.

Biegemomentdiagramme können schnell und einfach mit dem obigen Rechner erstellt werden. In Minuten, Sie haben ordentliche und klare Diagramme, Egal wie komplex der Strahl ist. Um ein Biegemomentdiagramm zu berechnen, verwenden Sie das obige Balkenlastrechner, einfach:

• Trägerlänge eingeben
• Stützen hinzufügen (zwei Stützen für einfach gestützt, einzeln Feste Stütze für Ausleger)
• Kräfte anwenden (oder schalten Sie das Eigengewicht ein)
• Lauf Berechnung wodurch das Biegemomentdiagramm des Trägers erzeugt wird:

Es gibt eine Reihe von Biegemomentformeln, die verwendet werden können, um die maximalen Biegemomentkräfte in einer Reihe von verschiedenen Trägerkonfigurationen schnell und einfach zu berechnen. Es sind auf einer anderen Seite auf unserer Website mit dem Namen verfügbar Biegemomentformel.

Ein Scherkraftdiagramm ist ein wertvolles Werkzeug, das im Hochbau verwendet wird, um die Verteilung der Scherkraft entlang eines Balkens oder eines anderen Strukturelements darzustellen. Es ist eine grafische Darstellung, bei der die Position des Balkens entlang der horizontalen Achse und die Größe der Scherkraft entlang der vertikalen Achse aufgetragen sind. Dieses Diagramm hilft Ingenieuren, die maximale Scherkraft und ihren Ort zu bestimmen, die für die Bestimmung der Designanforderungen für das Element entscheidend sind. Das Verstehen und Erstellen von Scherkraftdiagrammen ist ein wesentlicher Bestandteil des Strukturanalyseprozesses.

Hier ist ein Beispiel für eine Scherkraft, die durch eine Punktlast bei 7,5 m verursacht wird, aus obigem Querkraftrechner entnommen:

SkyCiv hat einen ausführlichen Artikel darüber wie man das Querkraftdiagramm berechnet in einem Balken. Zusamenfassend, Sie würden sich einfach entlang des Balkens bewegen, um die vertikale Kraft und ihre Änderung entlang des Stabs darzustellen. In der Regel müssen Sie mit der Berechnung der Reaktionskräfte beginnen (im obigen Segment gezeigt) vor dem Aufzeichnen des Querkraftdiagramms. Verwenden Sie die Vorzeichenkonvention, um die Richtung der Querkraft zu bestimmen, wobei angenommen wird, dass eine positive Querkraft nach oben und eine negative Querkraft nach unten wirkt. Die Hauptformel oder -gleichung, die wir bei der Berechnung der Scherkraft verwenden, ist die folgende Gleichgewichtsgleichung:

∑Fy = 0

Die Vollversion des obigen Scher- und Momentdiagrammrechners zeigt Ihnen den Prozess automatisch Schritt für Schritt, mit interaktivem Handrechenmodul. Hier ist ein Beispiel für einen Schnitt direkt nach der ersten Stütze (die eine Aufwärtskraft von 25 kN hat):

Nimmt man die Summe der Kräfte in Y, Wir können sehen, dass es im Balken eine positive Scherkraft geben würde. Dies würde konstant bleiben, bis zur Punktlast, die bei 7,5 m entlang des Trägers wirkt. Nach dieser Punktlast, Sie werden das sehen, wenn Sie die Kräfte zusammenzählen, Die Scherkraft wird negativ:

Dies plotten, wir können das vollständige Scherkraftdiagramm erhalten:

Der oben genannte Stahlbalken-Spannweitenrechner ist ein vielseitiges Konstruktionswerkzeug zur Berechnung des Biegemoments in einem Aluminium, Holz- oder Stahlträger. Es kann auch als Balkenbelastbarkeitsrechner verwendet werden, indem es als Biegespannungs- oder Scherspannungsrechner verwendet wird. Es bietet Platz für bis zu 2 unterschiedliche konzentrierte Punktlasten, 2 verteilte Lasten und 2 Momente. Die verteilten Lasten können so angeordnet werden, dass sie gleichmäßig verteilte Lasten sind (UDL), dreieckige verteilte Lasten oder trapezförmig verteilte Lasten. Alle Lasten und Momente können sowohl nach oben als auch nach unten gerichtet sein, Dies sollte in der Lage sein, die häufigsten Strahlanalysesituationen zu berücksichtigen. Biegemoment- und Scherkraftberechnungen können bis zu 10 Sekunden erscheinen und bitte beachten Sie, dass Sie mit den Reaktionen auf eine neue Seite weitergeleitet werden, Scherkraftdiagramm und Biegemomentdiagramm des Trägers.

Der obige Balkenrechner ist in der Lage, eine Reihe von Balkentypen zu analysieren - einschließlich i-Balken, Kanäle, hohle rechteckige und sogar kundenspezifische Formen. So, obwohl viele es als i-Beam-Rechner bezeichnen, es ist so viel mehr!

Erstellen Sie benutzerdefinierte Formen in unserem Abschnittsersteller, oder aus gängigen Bibliotheken wie AISC laden, AISI, australisch, Europäische und kanadische Bibliotheken, um nur einige zu nennen. Das Laden eines Abschnitts erfolgt sofort, und Benutzer können sogar das Beste aus der leistungsstarken Suchfunktion machen, um Ihnen zu helfen, das zu finden, wonach Sie suchen.

SkyCiv bietet Ingenieuren eine breite Palette an Cloud-Strukturanalyse- und Entwurfssoftware. Als sich ständig weiterentwickelndes Technologieunternehmen, Wir sind bestrebt, bestehende Workflows zu innovieren und herauszufordern, um Ingenieuren Zeit bei ihren Arbeitsprozessen und Designs zu sparen.