Calculateur de poutres en ligne gratuit

Bienvenue dans le calculateur de poutre, notre version gratuite de SkyCiv Logiciel d'analyse de faisceau! Notre calculateur génère les réactions, diagrammes de force de cisaillement (DET), diagrammes des moments fléchissants (DMF), la flèche, et la contrainte d'une poutre en porte-à-faux ou d'une poutre simplement appuyée. Le calculateur de poutres SkyCiv guide les utilisateurs tout au long des calculs de poutre de manière professionnelle, avec possibilité de visualiser les résultats et de déterminer s'ils sont conformes aux codes de conception de votre région.

Regardez le vidéo ci-dessous pour débuter avec notre calculateur de poutres..

Pour utiliser le calculateur de poutre, suivez les étapes qui suivent:

1. Saisissez la longueur de votre poutre à l'aide du menu "Beam".
2. Utilisez le menu "Supports" pour appliquer votre type de support à n'importe quel endroit le long de votre poutre. Les types de support disponibles incluent:
   • L'appui rotulé
   • L'appui rouleau
   • L'appui fixe
   • Le ressort
3. Utilisez le menu "Section" pour appliquer un moment d'inertie personnalisé (Iz) ou module de Young (E) value. Aussi, vous pouvez accéder à l'outil de création de section de SkyCiv par le biais du bouton prévu à cet effet:
   • Ceci ouvrira une page avec notre générateur de section intégré, vous permettant d'accéder aux formes de base de données prédéfinies du monde entier qui sont incluses. Le Générateur de Section vous permet également de créer et d'enregistrer facilement des formes personnalisées à l'aide de l'option Shape Templates. Pour en savoir plus, accédez au Générateur de sections SkyCiv.
4. Après avoir sélectionné votre section, vous avez la possibilité d'ajouter des rotules le long de la portée de la poutre dans le menu 'Hinge'.
5. Votre poutre est maintenant configurée! Nous pouvons maintenant appliquer les charges à la poutre. Utilisez les menus "Point Loads", 'Moments', ou "Distributed Loads" pour appliquer un ou plusieurs de ces types de charge sur votre poutre. Nous recommandons également de spécifier les différents cas de charge auxquels chaque charge correspond. Vous pouvez ajouter les cas de charge avec le menu déroulant 'Load Case'.
6. La but de l'ajout de cas de charge est pour simplifier la présente étape de combinaison des charges.. Ouvrez le menu "Combinaisons de charge" pour appliquer différents facteurs pour chaque cas de charge.
   • Aussi, vous pouvez utilisez notre fonction « Importer à partir du code de conception » pour créer automatiquement les combinaisons de charges, et ce, selon le code de conception applicable dans votre région!
7. La dernière charge à considérer est le poids propre. Utilisez la case à cocher "Poids propre" de le coin supérieur droit du calculateur pour activer ou désactiver la considération du poids propre. Nous calculons automatiquement le poids propre en fonction de la longueur de poutre que vous avez choisie, des fibres, et la forme de la section.
8. Maintenant que notre section et nos charges ont été attribuées, passons à l'analyse! Cliquez sur le bouton vert "Solve" en haut à droite de la calculatrice. Vous serez redirigés vers avec une page de résultats simple qui inclut les informations suivantes:
• Visualisation:
  • Réactions aux appuis
  • Diagramme de Moments Fléchissants
  • le diagramme d'efforts tranchants
  • Calcul de la flèche (selon la portée)
  • Calcul des contraintes
  • Propriétés de la Section
  • 3D (rendu)
• Téléchargez un rapport format PDF des résultats ci-dessus.
• Utilisez l'onglet "Analysis" pour afficher divers critères, tel que:
  • Flèche
  • Limite de contrainte personnalisée
  • Plastification du matériau
  • Résistance du matériau
• Utilisez l'onglet "Design" pour valider le dimensionnement de la poutre par rapport aux exigences spécifiques du code prescrit dans votre région! Ceci est très utile!
• Utilisez l'onglet "Optimize" pour modifier les contraintes de taille que vous voulez ajouter à votre section.. Ceci est pratique si vous avez choisi une taille de section trop grande ou trop petite et que vous souhaitez que nous vous aidions à trouver une section plus optimale.
• Il y a plus de fonctionnalités dans la page de résultats, y compris l'exportation CSV et le détail des calculs manuels.

L'une des fonctions les plus puissantes d'utiliser le calculateur de poutre pour calculer les flèches des poutres (calculer le déplacement des poutre). Le calculateur pour être utilisé pour calculer la déformation d'une poutre simplement appuyée ou d'une poutre en porte-à-faux. Le fait de pouvoir ajouter des formes de section et des matériaux alternatifs, cela rend le calculateur utile pour calculer des poutres en bois ou en acier, ainsi que pour la conception, par exemple, de poutres LVL rectangulaires ou de poutres en I en acier.. Présentement, cette fonctionnalité est disponible dans le calculateur de Poutre SkyCiv, qui a beaucoup d'autres de fonctionnalités pour le bois, ainsi que pour la conception de poutres en béton et en acier.

La déflexion de poutre se produit lorsqu'une poutre fléchit ou s'affaisse sous son propre poids ou lorsque soumise à des charges externes.. En bref, c'est la quantité de déplacement ou de flexion qu'une poutre subit lorsqu'elle est soumise à une charge. Imaginez un tremplin. Quand une personne se tient au bout d'un tremplin, il fléchit vers le bas. C'est la déflexion d'une poutre en porte-à-faux! Le tremplin est la poutre et le poids de la personne est la charge qui le fait fléchir.

En ingénierie, il est important de comprendre et de calculer la déflexion des poutres car elle peut affecter la résistance et la stabilité globales des structures. Trop de flèche peut entraîner une défaillance, les ingénieurs doivent donc concevoir des poutres suffisamment raides pour résister à la déflexion sous les charges qu'elles subiront. La flèche d'une poutre est l'un des critères de validation que les ingénieurs prennent en compte lors de la conception des structures. De plus, une déflexion excessive peut entraîner des effets esthétiques indésirables, comme les planchers qui s'affaissent, la fissuration de la finition, ou des inconforts pour les utilisateurs. Par conséquent, les ingénieurs visent à limiter la flèche à des niveaux raisonnables afin que la structure se comporte de manière satisfaisante et offre un environnement confortable pour les utilisateurs.

Le calcul de la flèche d'une poutre peut sembler intimidant au premier abord, mais ce n'est pas si complex quand on le décompose le problème en morceaux. Il existe une formule empirique pour calculer rapidement la flèche d'une poutre, nous l'utiliserons d'ailleurs dans l'exemple ci-dessous.:

Considérons une poutre simplement supportée avec une charge uniforme de w = 10 kN/m sur une portée L = 10m, et les propriétés suivantes: Module de Young, E = 200,000 MPa, et le moment d'inertie par rapport l'axe y est I = 0.0015 m^4. La flèche de la poutre peut être calculée à l'aide de l'équation, tiré de l'article Formules de déflexion de poutres de SkiCiv.

Il est toujours important en tant qu'ingénieur de vérifier vos résultats, alors insérons les mêmes données dans le calculateur de flèche gratuit de SkyCiv:

La réponse simple est n'importe quoi! L'outil ci-dessus peut être utilisé pour calculer des poutre en acier, un des poutres bois ou même utilisé pour des poutres en béton. Le module élastique peut être modifiée en fonction du matériau avec lequel vous souhaitez concevoir. Par exemple, l'utilisateur devrait entrer un module de Young d'environ 200,000 MPa (ou 29,000 ksi pour les unités impériales). Pour garder une certaine simplicité, l'outil gratuit permet seulement de modifier le module de Young directement, cependant, la version complète permet de prendre en compte la résistance élastique et plastique, la densité et coefficient de Poisson du matériau.

Le calculateur de réaction aux appuis de poutres de SkyCiv ci-dessus permet de calculer les forces de réaction aux supports de votre porte-à-faux ou de votre poutre appuyée simplement. Entrez des intensités et des emplacements de forces et de conditions d'appui pour obtenir les réactions aux appuis. Si vous voulez en savoir plus sur les réactions aux appuis, lisez la suite pour une explication détaillée sur les forces de réaction aux appuis..

Les forces de réaction d'appui sont les forces qui apparaissent aux appuis pour contrer les charges appliquées. Elles contrebalancent les charges appliquées, le tout pour assurer que la structure demeure en équilibre statique, ce qui est une des validations de base de l'ingénierie des structures. Les forces de réaction peuvent être considérées comme étant "forces de support" qui neutralisent les forces exercées par les charges sur la structure. Ils peuvent être déterminés en utilisant les principes de la statique et de la mécanique des matériaux. Les force de réaction aux appuis d'une poutre, ce sont généralement les forces résultantes aux appuis rotulés (simples), appuis fixes ou à appuis à rouleau. Elles sont généralement composées des forces de réaction suivantes (en supposant que les forces sont appliquées dans les directions verticales et horizontales:

• Appui fixes - Ils ont généralement un Vx, Vy (horizontal, réaction verticale) et Mz (réaction de moment)
• Appuis simples - Ils ont généralement des forces de réaction verticales et horizontales uniquement (Vx, Vy)
• Appui à rouleau - Ils n'a qu'une force de réaction verticale (Vy)

Le calculateur de poutre calculera facilement les réactions aux appuis. Il est capable de calculer les réactions aux appuis pour poutres en porte-à-faux ou simples. Cela comprend le calcul des réactions pour une poutre en porte-à-faux, qui a une réaction de moment de flexion ainsi qu'une réaction en X,un réaction en Y. Les réactions aux appuis sont également utiles pour calculer la force totale dans la structure. Sommez simplement ces valeurs ensemble, et vous pouvez calculer la quantité totale de force appliquée à votre structure.

Les forces de réaction sur une poutre peuvent être calculées en résolvant les équations d'équilibre suivantes:

∑F_Y = 0
(La sommation des forces verticales et des réactions d'appui verticales totalisent 0)

∑M_z = 0
(La sommation des moments est égale à 0)

Il est souvent utile de regarder un exemple simple. Considérons une poutre simplement appuyée de longueur L = 10m avec une charge uniforme (force par unité de longueur) de w = 5 kN/m agissant dessus. Les supports sont situés aux points A et B. Les forces de réaction aux appuis sont notées R_A et R_B.

Pour calculer les forces de réaction, nous pouvons utiliser les étapes suivantes:

• Dessinez le diagramme de corps libre de la poutre, montrant toutes les charges et les supports. (voir ci-dessus)
• Additionner les forces dans le sens vertical. Pour une poutre simplement appuyée, la seule force verticale est la force de 5kN/m, qui, multiplié par la longueur de la membrure (L = 10) donne 5*10 = 50 kN. Écrire une équation pour les forces verticales:

∑F_Y = 0
= R_A + R_B - wL
= R_A + R_B - 5*10
R_A + R_B = 50 kN

• Utiliser l'équation de sommation des moments pour calculer l'une des réactions inconnues (généralement le côté gauche, dans ce cas R_A):

∑M_z = 0
0 = -50 kN (-5m) + R_B(-10m) + R_A(0)
R_B = 25kN

Par conséquent, R_A = 25kN

Évidemment, ce n'est qu'un exemple simple et des structures plus complexes nécessiteront des calculs supplémentaires pour déterminer les forces de réaction aux appuis - et pour cela, nous avons un tutoriel plus détaillé sur comment calculer les forces de réaction dans une poutre. Aussi, dans la pratique, la poutre peut également subir d'autres charges et forces telles que le cisaillement, moments de flexion, et la flèche, qui doivent être pris en compte dans l'analyse et la conception. Le calculateur de poutre de SkyCiv ci-dessus peut être utilisé pour calculer les forces de réaction aux appuis pour les poutres avec des supports simples ou des supports en porte-à-faux. Nous pouvons donc vérifier les résultats à l'aide du calculateur ci-dessus:

Un diagramme de moment de flexion est une représentation graphique des moment de flexion le long d'un élément structural, tel qu'une poutre. Le diagramme montre l'intensité du moment de flexion tout au long de la poutre.

Le moment de flexion est une mesure de la force de flexion dans une poutre et est calculé en multipliant la charge axiale par la distance à partir de l'axe neutre. L'axe neutre est une ligne imaginaire qui coupe à travers le centre de gravité de la section - techniquement où il n'y a pas de changement dans la longueur des fibres lors de la flexion. Le moment de flexion peut être positif, négatif, ou zéro selon la direction et l'amplitude des charges. Le signe de moment de flexion dépend de la conventions de signe utilisée, mais par défaut, le logiciel SkyCiv affichera un diagramme de moment de flexion positif lorsque les fibres supérieures de la poutre sont comprimées.

Un diagramme de moment fléchissant est un outil important pour les ingénieurs, car il leur permet de comprendre le comportement de la poutre sous charge et de concevoir la poutre pour résister aux charges de manière sûre et efficace.. Le diagramme peut être utilisé pour déterminer les moments de flexion maximum et minimum ainsi que leurs emplacements.

Les diagrammes des moments de flexion peuvent être générés rapidement et facilement à l'aide de la calculatrice ci-dessus. En quelques minutes, vous aurez des diagrammes nets et clairs, quelque soit la complexité de votre poutre. Pour calculer le diagramme de moment fléchissant de l'exemple précédent en utilisant le calculateur de charge de poutres, vous n'avez qu'à:

• Entrez la longueur de la poutre
• Ajouter des appuis (deux supports pour une poutre simplement appuyée, un seul support fixe pour une poutre en porte-à-faux)
• Appliquer des forces (et/ou ajouter le poids propre)
• Appuyez sur "Calculate" , ce qui va générer le diagramme de moment fléchissant de la poutre:

Pour plus d'informations, visitez notre documentation sur comment trouver le moment de flexion.

Il existe un grand nombre de formules de moment de flexion qui peuvent être utilisées pour calculer simplement les moment de flexion maximales dans plusieurs configurations différentes. Certaines formules sont disponibles sur la page suivante Formule du moment de flexion.

Un diagramme d'effort tranchants est un outil précieux utilisé en ingénierie des structures pour déterminer la répartition de la force de cisaillement le long d'une poutre ou autre élément structural.. Il s'agit d'une représentation graphique avec la position de la poutre tracée le long de l'axe horizontal et l'amplitude de la force de cisaillement tracée le long de l'axe vertical. Ce diagramme aide les ingénieurs à déterminer la force de cisaillement en tout point, ce qui est crucial concevoir l'élément structural. Comprendre et analyser des diagrammes d'effort tranchant est une partie essentielle du processus d'analyse structurelle.

Voici le diagramme d'effort tranchant d'une poutre avec un exemple d'effort tranchant causé par une charge ponctuelle à 7,5 m, tiré du calculateur de force de cisaillement ci-dessus:

SkyCiv a un article détaillé sur comment calculer le diagramme de force de cisaillement dans une poutre. En bref, il s'agit de se déplacer le long de la poutre en traçant la force verticale de cisaillement à chaque point tout au long de l'élément. Vous devrez généralement commencer par calculer les forces de réaction aux appuis (voir l'exemple dans la section ci-dessus) avant de tracer le diagramme d'effort tranchant. Utilisez la convention de signe pour déterminer la direction de l'effort tranchant, SkyCiv considère qu'une force de cisaillement positive engendre une rotation de la section dans le sens anti-horaire tandis qu'une force de cisaillement négative engendre une rotation de la section dans le sens horaire. La principale formule ou équation que nous utilisons pour calculer la force de cisaillement est l'équation d'équilibre suivante:

∑Fy = 0

La version complète du calculateur de diagramme de cisaillement et de moment ci-dessus vous expliquera le processus étape par étape, avec module interactif de calcul manuel. Voici un exemple de coupe réalisée juste après le premier appui (qui a une force vers le haut de 0.25 kip):

En faisant la somme des forces en Y, nous pouvons voir qu'il y aurait une force de cisaillement positive dans la poutre. Cela resterait constant, jusqu'à la charge ponctuelle qui agit à 7,5m de l'appui gauche. Après cette charge ponctuelle, la somme des forces verticale, donne une force interne de cisaillement négative:

En traçant ceci sur toute la longueur, nous obtenons le diagramme d'efforts tranchants complet:

Le calculateur de poutre ci-dessus est un outil d'ingénierie structurelle polyvalent qui peut être utilisé pour calculer le moment de flexion dans une poutre d'aluminium, de bois, d'acier ou même de béton. Il peut également être utilisé comme calculateur de capacité de charge de poutre en l'utilisant pour calculer des contraintes de flexion ou des contraintes de cisaillement. Il accepte jusqu'à 2 différentes charges ponctuelles, 2 charges réparties et 2 moments ponctuels. Les charges réparties peuvent être appliquées de manière à ce qu'elles soient des charges uniformément réparties (CUP), des charges réparties triangulaires ou charges réparties trapézoïdales. Toutes les charges et moments peuvent être appliquées vers le bas ou vers le haut (dans chaque direction), ce qui devrait permettre au concepteur de prendre en compte la majorité des cas pratiques d'analyse de poutres . Les calculs du moment de flexion et de la force de cisaillement peuvent prendre jusqu'à 10 secondes pour apparaître et ce, sur une nouvelle page avec les réactions, diagramme d'efforts tranchants et diagramme de moment fléchissants de la poutre.

Le calculateur ci-dessus est capable d'analyser plusieurs types de poutres - y compris les poutres en I, les profilés en "C", les sections rectangulaires creuses et même les sections personnalisées. Donc, bien que beaucoup l'appellent un calculateur de de poutre en I, c'est bien plus!

Créez des formes personnalisées dans notre générateur de section, ou importez vos sections à partir de bibliothèques courantes telles que AISC, AISI, Conception australienne en acier, les bibliothèques européennes et canadiennes pour n'en nommer que quelques-unes. L'importation d'une section est instantané, et les utilisateurs peuvent même utiliser notre puissante fonctionnalité de recherche pour les aider à trouver ce qu'ils cherchent.

SkyCiv propose une large gamme de logiciels de conception et d'analyse structurelle en cloud pour les ingénieurs. En tant qu'entreprise technologique en constante évolution, nous nous engageons à innover et à remettre en question les méthodes de travail existantes pour faire gagner du temps aux ingénieurs dans leurs processus de travail et leurs conceptions.