Calculateur de faisceau en ligne gratuit

Pour vous aider à vous repérer dans ce guide utile et complet sur les réactions, Diagrammes de déflexion et de cisaillement et de moment, nous avons mis en place un table des matières:

Bienvenue dans notre calculateur de faisceau gratuit! Notre calculateur génère les Réactions, Diagrammes de force de cisaillement (SFD), Diagrammes des moments de flexion (BMD), déviation, et contrainte d'une poutre en porte-à-faux ou d'une poutre simplement appuyée. L'outil SkyCiv Beam guide les utilisateurs tout au long d'un flux de travail de calcul de faisceau professionnel, aboutissant à la possibilité de visualiser et de déterminer s'ils sont conformes aux codes de conception de votre région.

Regardez le didacticiel vidéo ci-dessous pour commencer avec notre calculatrice.

Pour utiliser la calculatrice, suivez simplement ces étapes:

1. Saisissez la longueur de votre faisceau 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 faisceau. Les types de support disponibles incluent:
   • Prise en charge des broches
   • Support de rouleau
   • Support fixe
   • Support de ressort
3. Utilisez le menu "Section" pour appliquer un moment d'inertie personnalisé (De) ou module de Young (E) valeur. Alternativement, nous incluons également un bouton pour utiliser l'outil de création de sections de SkyCiv:
   • Cela ouvre un nouveau menu avec notre Section Builder entièrement intégré, vous permettant d'accéder aux formes de base de données prédéfinies que nous avons incluses dans le monde entier. Section Builder vous permet également de créer et d'enregistrer facilement des formes personnalisées à l'aide de l'option Shape Templates. En savoir plus sur Générateur de sections SkyCiv.
4. Après avoir sélectionné votre section, vous avez la possibilité d'ajouter des charnières le long de la portée de la poutre dans le menu 'Charnière'.
5. Votre faisceau est maintenant configuré! Nous pouvons maintenant appliquer les charges auxquelles vous souhaitez évaluer la résistance de la poutre. Utilisez les "charges ponctuelles", 'Des moments', ou les menus "Charges réparties" pour appliquer un ou plusieurs de ces types de charge sur votre poutre créée. Nous recommandons également fortement de spécifier les différents cas de charge auxquels chaque charge correspond. Vous pouvez le faire en utilisant le menu déroulant 'Load Case' avant d'ajouter chaque charge respective.
6. La raison de l'ajout de cas de charge devient évidente maintenant dans l'étape finale. Ouvrez le menu "Combinaisons de charge" pour appliquer différents facteurs pour chaque cas de charge.
   • Alternativement, utilisez notre fonction « Importer à partir du code de conception » pour affecter automatiquement les charges que vous avez créées aux combinaisons de charges spécifiques prescrites par le code de conception de votre région!
7. Une dernière charge à considérer est le poids propre. Utilisez le bouton à bascule "Poids propre" en haut à droite de la calculatrice pour activer ou désactiver la prise en compte du poids propre. Nous calculons automatiquement le poids propre en fonction de la longueur de poutre que vous avez choisie, Matériel, et la forme de la section.
8. Maintenant que notre poutre et nos charges ont été affectées, résolvons! Cliquez sur le bouton vert "Résoudre" en haut à droite de la calculatrice. Vous serez accueilli avec une page de résultats super facile à utiliser qui inclut les fonctionnalités suivantes:
• Vue:
  • Réactions
  • Diagramme des moments de flexion
  • Diagramme de force de cisaillement
  • Calcul de la flèche et de la portée
  • Calcul des contraintes
  • Propriétés de la section
  • 3Rendu D
• Téléchargez une sélection personnalisée des résultats ci-dessus dans un rapport formaté au format PDF.
• Utilisez l'onglet "Analyse" pour afficher différents critères, tel que:
  • Déviation
  • Limite de contrainte personnalisée
  • Rendement matériel
  • Résistance du matériau
• Utilisez l'onglet "Conception" pour vérifier instantanément le faisceau par rapport aux exigences spécifiques du code de votre région! C'est incroyablement utile!
• Utilisez l'onglet "Optimiser" pour modifier la taille de la section que vous avez choisie en fonction de critères que vous pouvez choisir. C'est très pratique si vous avez choisi une taille de section trop grande ou trop petite et que vous souhaitez que nous vous aidions à décider.
• Il y a encore plus de fonctionnalités dans la page de résultats, y compris l'exportation CSV et les calculs manuels.

L'une des fonctions les plus puissantes est de l'utiliser comme calculateur de déviation du faisceau (ou calculateur de déplacement de poutre). Cela peut être utilisé pour observer la déformation calculée d'une poutre simplement supportée ou d'une poutre en porte-à-faux. Pouvoir ajouter des formes et des matériaux de section, cela le rend utile comme calculateur de poutres en bois ou en acier pour la conception de poutres lvl ou i. Pour l'instant, cette fonctionnalité est disponible dans SkyCiv Beam qui a beaucoup plus de fonctionnalités pour le bois, conception de poutres en béton et en acier.

La déflexion de poutre se produit lorsqu'une poutre se plie ou s'affaisse sous son propre poids ou en raison de charges appliquées. Fondamentalement, c'est la quantité de déplacement ou de flexion qu'une poutre subit lorsqu'elle est soumise à une charge. Pensez-y comme un plongeoir. Quand tu te tiens au bout du plongeoir, il se plie et plonge. C'est la déviation du faisceau en action! Le plongeoir est la poutre et votre poids est la charge qui le fait plier.

En ingénierie, il est important de comprendre et de calculer la déflexion des poutres car elle peut affecter la résistance et la stabilité globales d'une structure. Trop de déviation peut entraîner une défaillance, les ingénieurs doivent donc concevoir des poutres suffisamment solides pour résister à la déflexion sous les charges qu'elles subiront. La déviation du faisceau est l'un des critères d'aptitude au service que les ingénieurs prennent en compte lors de la conception des structures. En effet, une déflexion excessive peut entraîner des effets esthétiques indésirables, comme les planchers affaissés, fissuration des finitions, ou inconfort pour les utilisateurs. Par conséquent, les ingénieurs visent à limiter la déflexion à des niveaux acceptables afin que la structure fonctionne de manière satisfaisante et offre un environnement confortable pour les utilisateurs.

Le calcul de la déviation du faisceau peut sembler intimidant au premier abord, mais c'est en fait pas trop compliqué quand on le décompose. Les ingénieurs peuvent également utiliser une formule empirique pour calculer rapidement la déviation d'une poutre, ce que nous utiliserons pour l'exemple ci-dessous.:

Considérons une simple poutre supportée avec une portée d'une charge uniforme de w = 10 kN/m sur une portée L = 10m, et les propriétés matérielles suivantes: Module d'Young, E = 200,000 MPa, et le moment d'inertie autour de l'axe y est I = 0.0015 m^4. La déviation du faisceau peut être calculée à l'aide de l'équation, tiré de SkyCiv Formule de déflexion de poutre page.

Il est toujours important en tant qu'ingénieur de vérifier votre résultat, alors branchons les mêmes chiffres dans le calculateur de déviation de faisceau gratuit de SkyCiv:

La réponse rapide est n'importe quoi! L'outil ci-dessus peut être utilisé comme calculateur de poutre en acier, un calculateur de bois ou même utilisé pour les structures en béton. L'entrée pour le matériau peut être modifiée en fonction du matériau que vous souhaitez concevoir. Par exemple, l'utilisateur entrerait dans un module de Young d'environ 200,000 MPa (ou 29,000 ksi pour les unités impériales). Pour la simplicité, l'outil gratuit ne prend que le module de Young des matériaux, cependant, notre version complète prendra également en charge Rendement/Force ultime, Densité et coefficient de Poisson.

Le calculateur de poutre des forces de réaction ci-dessus de SkyCiv est capable de calculer rapidement et facilement les forces de réaction de support de votre porte-à-faux ou simplement des poutres supportées. Ajoutez un certain nombre de forces et différentes conditions et emplacements de support pour obtenir les réactions aux supports. Vous voulez en savoir plus sur les réactions, lisez la suite pour un guide détaillé sur les forces de réaction.

Les forces de réaction sont les forces d'appui qui existent en réponse aux charges appliquées. Ce sont les forces qui équilibrent les charges appliquées, assurer que la structure reste en équilibre et statique, qui sont des conditions critiques d'ingénierie structurelle. Les forces de réaction peuvent être considérées comme les "forces de soutien" 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. En termes de forces de réaction de poutre, ce sont généralement les forces résultantes de l'épinglé, supports fixes ou à rouleaux. Ils sont généralement composés des forces de réaction suivantes (en supposant que les forces sont appliquées dans les directions verticale et horizontale:

• Supports fixes - ont généralement un Vx, Oui (horizontal, réactions verticales) et Mz (réaction instantanée)
• Supports épinglés - ont généralement des forces de réaction verticales et horizontales uniquement (Vx, Toi)
• Supports de rouleaux - n'aura généralement qu'une force de réaction verticale (Toi)

Le calculateur d'envergure 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 que x,y forces de réaction. Les réactions aux appuis sont également utiles pour calculer la force totale dans la structure. Ajoutez 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_et = 0
(Toutes les forces verticales et les réactions d'appui verticales totalisent 0)

∑M_avec = 0
(Le moment force la somme de 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 un diagramme de corps libre de la poutre, montrant toutes les charges et les supports. (voir au dessus)
• Additionner les forces dans le sens horizontal. Dans une poutre simplement appuyée, la seule force horizontale est la force de 5kN/m, qui, multiplié par la longueur du membre (L = 10) on a 5*10 = 50 kN. Écrire une équation pour les forces horizontales:

∑F_et = 0
= R_UNE + R_B - wL
= R_UNE + R_B - 5*10
R_UNE + R_B = 50 kN

• Utiliser la somme des moments pour calculer l'une des réactions (généralement le côté gauche, dans ce cas R_A):

∑M_avec = 0
0 = -50 kN (-5m) + R_B(-10m) + R_UNE(0)
R_B = 25kN

Par conséquent, R_UNE = 25kN

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

Un diagramme de moment de flexion est une représentation graphique des forces de moment de flexion le long d'un élément structurel, tel qu'un faisceau. Le diagramme montre les valeurs du moment de flexion le long de la longueur 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 par la distance à partir de l'axe neutre. L'axe neutre est une ligne imaginaire qui coupe le centre de gravité de la section - techniquement où il n'y a pas de changement dans la longueur des fibres. Le moment de flexion peut être positif, négatif, ou zéro selon la direction et l'amplitude de la charge. La direction de la force de flexion dépend de conventions de signe, mais par défaut, le logiciel SkyCiv affichera un diagramme de moment de flexion positif pour une charge négative.

Un diagramme de moment de flexion 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 et leurs emplacements.

Les diagrammes des moments de flexion peuvent être générés rapidement et facilement à l'aide de la calculatrice ci-dessus. Dans quelques minutes, vous aurez des diagrammes nets et clairs, quelle que soit la complexité du faisceau. Pour calculer un diagramme de moment fléchissant en utilisant ce qui précède calculateur de charge de poutre, simplement:

• Entrez la longueur du faisceau
• Tutoriel de l'Olympiade des sciences sur la façon de construire un Boomilever de l'Olympiade des sciences (deux supports pour simplement appuyé, Support fixe simple pour porte-à-faux)
• Appliquer des forces (ou basculez sur le poids propre)
• Courir Calculer qui va générer le diagramme des moments fléchissants de la poutre:

Il existe un certain nombre de formules de moment de flexion qui peuvent être utilisées pour calculer rapidement et facilement les forces de moment de flexion maximales dans une gamme de configurations de poutres différentes.. Ils sont disponibles sur une autre page de notre site Web appelée Formule du moment de flexion.

Un diagramme de force de cisaillement est un outil précieux utilisé en ingénierie structurelle pour représenter la répartition de la force de cisaillement le long d'une poutre ou de tout autre élément structurel.. 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 maximale et son emplacement, qui sont cruciaux pour déterminer les exigences de conception de l'élément. Comprendre et construire des diagrammes d'effort tranchant est une partie essentielle du processus d'analyse structurelle.

Voici 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, vous vous déplaceriez simplement le long de la poutre en traçant la force verticale et comment elle change le long de l'élément. Vous devrez généralement commencer par calculer les forces de réaction (montré dans le segment ci-dessus) avant de tracer le diagramme d'effort tranchant. Utilisez la convention de signe pour déterminer la direction de l'effort tranchant, où l'effort tranchant positif est supposé agir vers le haut et l'effort tranchant négatif est supposé agir vers le bas. 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 montrera automatiquement 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 25kN):

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 le long de la poutre. Après cette charge ponctuelle, vous verrez qu'en additionnant les forces, la force de cisaillement finit par être négative:

Tracer ceci, nous pouvons obtenir le diagramme complet de la force de cisaillement:

Le calculateur de portée de poutre en acier ci-dessus est un outil d'ingénierie structurelle polyvalent utilisé pour calculer le moment de flexion dans un aluminium, poutre en bois ou en acier. Il peut également être utilisé comme calculateur de capacité de charge de poutre en l'utilisant comme calculateur de contrainte de flexion ou de contrainte de cisaillement. Il est capable d'accueillir jusqu'à 2 différentes charges ponctuelles concentrées, 2 charges réparties et 2 des moments. Les charges réparties peuvent être organisées de manière à ce qu'elles soient des charges uniformément réparties (UDL), charges réparties triangulaires ou charges réparties trapézoïdales. Toutes les charges et moments peuvent être à la fois de direction ascendante ou descendante en grandeur, qui devrait pouvoir tenir compte des situations d'analyse de poutre les plus courantes. Les calculs du moment de flexion et de la force de cisaillement peuvent prendre jusqu'à 10 secondes pour apparaître et veuillez noter que vous serez dirigé vers une nouvelle page avec les réactions, diagramme de force de cisaillement et diagramme de moment de flexion de la poutre.

Le calculateur ci-dessus est capable d'analyser une gamme de types de poutres - y compris les poutres en i, canaux, formes rectangulaires creuses et même personnalisées. Alors, bien que beaucoup l'appellent un calculateur de faisceau i, c'est tellement plus!

Créez des formes personnalisées dans notre générateur de section, ou charger à partir de bibliothèques courantes telles que AISC, AISI, australien, Bibliothèques européennes et canadiennes pour n'en nommer que quelques-unes. Le chargement d'une section est instantané, et les utilisateurs peuvent même tirer le meilleur parti de la puissante fonctionnalité de recherche pour vous aider à trouver ce que vous cherchez.

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