Calcolatore del raggio online gratuito

Per aiutarti a orientarti in questa guida utile e completa alle reazioni, Diagrammi di deflessione e taglio e momento, abbiamo messo insieme un sommario:

Benvenuto nel nostro calcolatore di raggio gratuito! Il nostro calcolatore genera le reazioni, Diagrammi di forza di taglio (SFD), Diagrammi dei momenti flettenti (BMD), deviazione, e sollecitazione di una trave a sbalzo o semplicemente appoggiata. Lo strumento SkyCiv Beam guida gli utenti lungo un flusso di lavoro di calcolo del raggio professionale, culminando nella possibilità di visualizzare e determinare se sono conformi ai codici di progettazione della tua regione.

Guarda il video tutorial qui sotto per iniziare con il nostro calcolatore.

Per usare la calcolatrice, segui semplicemente questi passaggi:

1. Inserisci la lunghezza del raggio utilizzando il menu "Raggio"..
2. Usa il menu "Supporti" per applicare il tuo tipo di supporto in qualsiasi posizione lungo la trave. I tipi di supporto disponibili includono:
   • Supporto per pin
   • Supporto a rulli
   • Supporto fisso
   • Supporto primaverile
3. Usa il menu "Sezione" per applicare un momento di inerzia personalizzato (A partire dal) o Modulo di Young (E) valore. In alternativa, includiamo anche un pulsante per utilizzare lo strumento per la creazione di sezioni di SkyCiv:
   • Questo apre un nuovo menu con il nostro Generatore di sezioni completamente integrato, permettendoti di accedere alle forme di database preimpostate che abbiamo incluso da tutto il mondo. Section Builder consente inoltre di creare e salvare facilmente forme personalizzate utilizzando l'opzione Modelli di forme. Impara di più riguardo SkyCiv Section Builder.
4. Dopo aver selezionato la tua sezione, hai la possibilità di aggiungere eventuali cerniere lungo la campata della trave nel menu 'Cerniera'.
5. Il tuo raggio è ora impostato! Ora possiamo applicare i carichi a cui vuoi valutare la resistenza della trave. Usa i 'Carichi puntuali', 'Momenti', oi menu "Carichi distribuiti" per applicare uno o più di questi tipi di carico alla trave creata. Raccomandiamo inoltre vivamente di specificare i diversi casi di carico a cui corrisponde ogni carico. Puoi farlo utilizzando il menu a tendina "Caso di carico" prima di aggiungere ogni rispettivo carico.
6. La ragione per l'aggiunta dei casi di carico diventa evidente ora nella fase finale. Apri il menu "Combinazioni di carico" per applicare diversi fattori per ogni caso di carico.
   • In alternativa, utilizza la nostra funzione "Importa dal codice di progettazione" per assegnare automaticamente i carichi che hai creato alle combinazioni di carico specifiche prescritte dal codice di progettazione della tua regione!
7. Un ultimo carico da considerare è il peso proprio. Utilizzare il pulsante di commutazione "Peso proprio" in alto a destra della calcolatrice per attivare o disattivare una considerazione del peso proprio. Calcoliamo automaticamente il peso proprio in base alla lunghezza della trave scelta, Materiale, e la forma della sezione.
8. Ora che la nostra trave e i nostri carichi sono stati assegnati, risolviamo! Fai clic sul pulsante verde "Risolvi" in alto a destra della calcolatrice. Sarai accolto con una pagina dei risultati super facile da usare che include le seguenti funzionalità:
• Visualizza:
  • Reazioni
  • Diagramma del momento flettente
  • Diagramma della forza di taglio
  • Calcolo della deflessione e della campata
  • Calcolo dello stress
  • Proprietà della sezione
  • 3D Render
• Scarica una selezione personalizzata dei risultati di cui sopra in un report in formato PDF.
• Utilizzare la scheda "Analisi" per visualizzare vari criteri, ad esempio:
  • deviazione
  • Limite di sollecitazione personalizzato
  • Resa materiale
  • Forza materiale
• Utilizza la scheda "Progettazione" per controllare immediatamente la trave rispetto ai requisiti specifici del codice della tua regione! Questo è follemente utile!
• Utilizza la scheda "Ottimizza" per modificare le dimensioni della sezione scelta in base ai criteri che puoi scegliere. Questo è molto utile se hai scelto una dimensione della sezione troppo grande o troppo piccola e vorresti che ti aiutassimo a decidere.
• C'è ancora più funzionalità nella pagina dei risultati, inclusa l'esportazione CSV e i calcoli manuali.

Una delle funzioni più potenti è l'utilizzo come calcolatore di deflessione del raggio (o calcolatore di spostamento del raggio). Questo può essere usato per osservare la deflessione calcolata di una trave semplicemente supportata o di una trave a sbalzo. Essere in grado di aggiungere forme e materiali di sezione, questo lo rende utile come calcolatore di travi in ​​legno o acciaio per la progettazione di travi lvl o i beam. Per adesso, questa funzionalità è disponibile in SkyCiv Beam che ha molte più funzionalità per il legname, progettazione di travi in ​​calcestruzzo e acciaio.

La deflessione della trave si verifica quando una trave si piega o si abbassa sotto il proprio peso o a causa dei carichi applicati. Fondamentalmente, è la quantità di spostamento o flessione subita da una trave quando sottoposta a un carico. Pensalo come un trampolino. Quando ti trovi all'estremità del trampolino, si piega e scende. Questa è la deflessione del raggio in azione! Il trampolino è la trave e il tuo peso è il carico che lo fa piegare.

In ingegneria, è importante comprendere e calcolare la deflessione della trave perché può influire sulla resistenza complessiva e sulla stabilità di una struttura. Troppa deflessione può causare un fallimento, quindi gli ingegneri devono progettare travi sufficientemente robuste da resistere alla deflessione sotto i carichi che subiranno. La deflessione del raggio è uno dei criteri di funzionalità che gli ingegneri considerano durante la progettazione delle strutture. Questo perché una flessione eccessiva può provocare effetti estetici indesiderati, come i pavimenti cadenti, fessurazione delle finiture, o disagio per gli utenti. Perciò, gli ingegneri mirano a limitare la deflessione a livelli accettabili in modo che la struttura funzioni in modo soddisfacente e fornisca un ambiente confortevole per gli utenti.

Il calcolo della deflessione del raggio può inizialmente sembrare intimidatorio, ma in realtà non è troppo complicato quando lo scomponi. Gli ingegneri possono anche utilizzare la formula empirica per calcolare rapidamente la deflessione di un raggio che è ciò che useremo per l'esempio seguente:

Consideriamo una semplice trave appoggiata con una luce di un carico uniforme di w = 10 kN/m su una campata L = 10 m, e le seguenti proprietà del materiale: Modulo di Young, I valori teorici e consigliati per il fattore di lunghezza effettiva 200,000 MPa, e il momento di inerzia rispetto all'asse y è I = 0.0015 m^4. La deflessione del raggio può essere calcolata utilizzando l'equazione, tratto da SkyCiv's Formula di deflessione del raggio pagina.

È sempre importante come ingegnere verificare il risultato, quindi inseriamo gli stessi numeri nel calcolatore di deflessione del raggio gratuito di SkyCiv:

La risposta rapida è qualsiasi cosa! Lo strumento di cui sopra può essere utilizzato come calcolatore di travi in ​​acciaio, un calcolatore di legname o addirittura utilizzato per strutture in calcestruzzo. L'input per il materiale può essere modificato per adattarsi a qualsiasi materiale si desideri progettare. Per esempio, l'utente entrerebbe in un modulo di Young di circa 200,000 MPa (o 29,000 ksi per le unità imperiali). Per semplicità, lo strumento gratuito prende solo i materiali Modulo di Young, tuttavia la nostra versione completa avrà anche Yield/Ultimate Strength, Densità e rapporto di Poisson.

Il calcolatore del raggio delle forze di reazione di cui sopra di SkyCiv è in grado di calcolare rapidamente e facilmente le forze di reazione del supporto delle travi a sbalzo o semplicemente supportate. Aggiungi un numero di forze e diverse condizioni e posizioni di supporto per ottenere le reazioni ai supporti. Vuoi saperne di più sulle reazioni, continua a leggere per una guida dettagliata sulle forze di reazione.

Le forze di reazione sono le forze portanti che esistono in risposta ai carichi applicati. Sono le forze che bilanciano i carichi applicati, garantendo che la struttura rimanga in equilibrio e statica, che sono condizioni critiche di ingegneria strutturale. Le forze di reazione possono essere considerate come "forze di supporto" che contrastano le forze esercitate dai carichi sulla struttura. Possono essere determinati utilizzando i principi della statica e della meccanica dei materiali. In termini di forze di reazione del raggio, queste sono solitamente le forze risultanti dal blocco, supporti fissi oa rulli. Di solito sono costituiti dalle seguenti forze di reazione (supponendo che le forze siano applicate in direzione verticale e orizzontale:

• Supporti fissi - di solito hanno un Vx, Sì (orizzontale, reazioni verticali) e Mz (reazione del momento)
• Supporti appuntati - di solito hanno solo forze di reazione verticali e orizzontali (Vx, Voi)
• Supporti a rulli - tipicamente avrà solo una forza di reazione verticale (Voi)

Il calcolatore della portata del raggio calcolerà facilmente le reazioni ai supporti. È in grado di calcolare le reazioni su supporti per travi a sbalzo o semplici. Ciò include il calcolo delle reazioni per un raggio a sbalzo, che ha una reazione al momento flettente e anche x,y forze di reazione. Le reazioni agli appoggi sono utili anche per calcolare l'intera forza nella struttura. Aggiungi semplicemente questi valori insieme, e puoi calcolare la quantità totale di forza applicata alla tua struttura.

Le forze di reazione su una trave possono essere calcolate risolvendo le seguenti equazioni di equilibrio:

∑F_e = 0
(Tutte le forze verticali e le reazioni di supporto verticale si sommano a 0)

∑M_con = 0
(Le forze del momento si sommano a 0)

Spesso è utile guardare un semplice esempio. Si consideri una trave semplicemente appoggiata di lunghezza L = 10m con un carico uniforme (forza per unità di lunghezza) di w = 5 kN/m agenti su di esso. I supporti si trovano nei punti A e B. Le forze di reazione sui supporti sono indicate come R_A e R_B.

Calcolare le forze di reazione, possiamo utilizzare i seguenti passaggi:

• Disegna un diagramma di corpo libero della trave, mostrando tutti i carichi e gli appoggi. (vedi sopra)
• Somma le forze nella direzione verticale. In trave semplicemente appoggiata, l'unica forza verticale è la forza di 5kN/m, che quando moltiplicato per la lunghezza del membro (L = 10) noi abbiamo 5*10 = 50 kN. Scrivi un'equazione per le forze verticali:

∑F_e = 0
= r_UN + R_B - wL
= r_UN + R_B - 5*10
R_UN + R_B = 50 kN

• Usa la somma dei momenti per calcolare una delle reazioni (di solito il lato sinistro, in questo caso R_A):

∑M_con = 0
0 = -50 kN (-5m) + R_B(-10m) + R_UN(0)
R_B = 25 kN

Perciò, R_UN = 25 kN

Ovviamente questo è solo un semplice esempio e strutture più complesse richiederanno ulteriori calcoli per determinare le forze di reazione - per questo abbiamo un tutorial più dettagliato su come calcolare le forze di reazione in una trave. Inoltre, negli scenari del mondo reale, la trave può anche subire altri carichi e forze come il taglio, momento flettente, e deviazione, che devono essere considerati nell'analisi e nella progettazione. Il calcolatore di carico sopra la trave di SkyCiv può essere utilizzato per calcolare le forze di reazione per travi con supporti semplici o supporti a sbalzo. Quindi possiamo verificare i risultati usando il calcolatore sopra:

Un diagramma del momento flettente è una rappresentazione grafica delle forze del momento flettente lungo un elemento strutturale, come una trave. Il diagramma mostra i valori del momento flettente lungo la lunghezza della trave.

Il momento flettente è una misura della forza flettente in una trave e viene calcolato moltiplicando il carico per la distanza dall'asse neutro. L'asse neutro è una linea immaginaria che attraversa il baricentro della sezione trasversale - tecnicamente dove non c'è cambiamento nella lunghezza delle fibre. Il momento flettente può essere positivo, negativo, o zero a seconda della direzione e dell'entità del carico. La direzione della forza di flessione dipende da firmare le convenzioni, ma per impostazione predefinita il software SkyCiv mostrerà un diagramma del momento flettente positivo quando le fibre superiori della trave vengono compresse.

Un diagramma del momento flettente è uno strumento importante per gli ingegneri perché consente loro di comprendere il comportamento della trave sotto carico e di progettare la trave per resistere ai carichi in modo sicuro ed efficiente. Il diagramma può essere utilizzato per determinare i momenti flettenti massimi e minimi e le loro posizioni.

I diagrammi dei momenti flettenti possono essere generati rapidamente e facilmente utilizzando il calcolatore di cui sopra. Entro pochi minuti, avrai diagrammi puliti e chiari, non importa quanto sia complesso il raggio. Per calcolare un diagramma del momento flettente utilizzando quanto sopra calcolatore del carico della trave, semplicemente:

• Immettere la lunghezza del raggio
• Aggiungi supporti (due supporti per semplicemente supportato, singolo Supporto fisso per cantilever)
• Applicare le forze (o attiva Peso proprio)
• Correre Calcolare che genererà il diagramma del momento flettente della trave:

Esistono numerose formule del momento flettente che possono essere utilizzate per calcolare rapidamente e facilmente le forze massime del momento flettente in una gamma di diverse configurazioni di travi. Sono disponibili in un'altra pagina del nostro sito Web chiamata Formula per il momento flettente.

Un diagramma della forza di taglio è uno strumento prezioso utilizzato nell'ingegneria strutturale per rappresentare la distribuzione della forza di taglio lungo una trave o qualsiasi altro elemento strutturale. È una rappresentazione grafica con la posizione della trave tracciata lungo l'asse orizzontale e l'entità della forza di taglio tracciata lungo l'asse verticale. Questo diagramma aiuta gli ingegneri a determinare la massima forza di taglio e la sua posizione, che sono cruciali nel determinare i requisiti di progettazione per l'elemento. La comprensione e la costruzione dei diagrammi delle forze di taglio è una parte essenziale del processo di analisi strutturale.

Ecco un esempio di forza di taglio causata da un carico concentrato a 7,5 m, preso dal calcolatore della forza di taglio sopra:

SkyCiv ha un ampio articolo su come calcolare il diagramma della forza di taglio in un raggio. In breve, ti sposteresti semplicemente lungo la trave tracciando la forza verticale e come cambia lungo l'asta. In genere dovrai iniziare calcolando le forze di reazione (mostrato nel segmento precedente) prima di tracciare il diagramma della forza di taglio. Utilizzare la convenzione dei segni per determinare la direzione della forza di taglio, dove si presuppone che la forza di taglio positiva ruoti la sezione della trave in senso antiorario mentre si presuppone che la forza di taglio negativa ruoti la sezione della trave in senso orario. La formula o equazione principale che utilizziamo nel calcolo della forza di taglio è la seguente equazione di equilibrio:

∑Fy = 0

La versione completa del calcolatore del diagramma di taglio e momento di cui sopra ti mostrerà automaticamente il processo passo dopo passo, con modulo di calcolo manuale interattivo. Ecco un esempio di taglio eseguito subito dopo il primo supporto (che ha una forza verso l'alto di 0.25 kip):

Prendendo la somma delle forze in Y, possiamo vedere che ci sarebbe una forza di taglio positiva nella trave. Questo rimarrebbe costante, fino al carico concentrato che agisce a 7,5 m lungo la trave. Dopo quel punto caricare, lo vedrai sommando le forze, la forza di taglio finisce per essere negativa:

Tracciare questo, possiamo ottenere il diagramma completo della forza di taglio:

Il calcolatore di span trave di cui sopra è uno strumento versatile di ingegneria strutturale utilizzato per calcolare il momento flettente in un alluminio, trave di legno o acciaio. Può anche essere usato come un calcolatore di capacità di carico del fascio usandolo come un calcolatore di sforzo di flessione o di taglio. È in grado di ospitare fino a 2 diversi carichi in punti concentrati, 2 carichi distribuiti e 2 momenti. I carichi distribuiti possono essere disposti in modo da essere distribuiti uniformemente (UDL), carichi distribuiti triangolari o carichi distribuiti trapezoidali. Tutti i carichi e i momenti possono essere in direzione verso l'alto o verso il basso, che dovrebbe essere in grado di tenere conto delle situazioni più comuni di analisi del raggio. I calcoli del momento flettente e della forza di taglio possono richiedere fino a 10 secondi che compaiono e tieni presente che verrai indirizzato a una nuova pagina con le reazioni, diagramma della forza di taglio e diagramma del momento flettente della trave.

Il calcolatore di cui sopra è in grado di analizzare una gamma di tipi di travi - comprese le travi, canali, forme vuote rettangolari e persino personalizzate. Così, anche se molti si riferiscono ad esso come a un calcolatore a i raggi, è molto di più!

Costruisci forme personalizzate nel nostro generatore di sezioni, o caricare da librerie comuni come AISC, AISI, australiano, Biblioteche europee e canadesi per citarne alcune. Il caricamento di una sezione è istantaneo, e gli utenti possono persino sfruttare al massimo la potente funzionalità di ricerca per aiutarti a trovare ciò che stai cercando.

SkyCiv offre una vasta gamma di software di analisi strutturale e progettazione cloud per ingegneri. Come azienda tecnologica in continua evoluzione, ci impegniamo a innovare e sfidare i flussi di lavoro esistenti per risparmiare tempo agli ingegneri nei loro processi e progetti di lavoro.