無料のオンラインビーム計算機

ビーム計算機へようこそ, SkyCiv の無料バージョン ビーム解析ソフトウェア! 私たちの計算機は反応を生成します, せん断力図 (SFD), 曲げモーメント線図 (BMD), 偏向, および片持ち梁または単純支持梁の応力. SkyCivビームツールは、プロのビーム計算ワークフローに沿ってユーザーをガイドします, あなたの地域の設計コードに準拠しているかどうかを表示して判断する能力で最高潮に達します.

以下のビデオチュートリアルを見て、電卓を使い始めましょう.

電卓を使用するには, 次の手順に従ってください:

1. 「ビーム」メニューを使用してビームの長さを入力します.
2. 「サポート」メニューを使用して、梁に沿った任意の場所にサポート タイプを適用します. 利用可能なサポートの種類は次のとおりです。:
   • ピンサポート
   • ローラーサポート
   • 固定サポート
   • 春のサポート
3. [セクション] メニューを使用して、カスタムの慣性モーメントを適用します (から) またはヤング率 (E) 値. あるいは, SkyCivのセクションビルダーツールを使用するためのボタンも含まれています:
   • これにより、完全に統合されたセクション ビルダーの新しいメニューが開きます, 世界中から集めたプリセットのデータベース形状にアクセスできます. セクション ビルダーでは、[形状テンプレート] オプションを使用してカスタム形状を簡単に作成および保存することもできます. 詳細について SkyCivセクションビルダー.
4. セクションを選択したら, 「ヒンジ」メニューの下でビームスパンに沿ってヒンジを追加する機会があります.
5. ビームがセットアップされました! これで、梁の抵抗を評価したい荷重を適用できます. 「点荷重」を使用する, 「瞬間」, または「分布荷重」メニューを使用して、これらの荷重の種類の 1 つまたは複数を作成したビームに適用します. また、各荷重に対応するさまざまな荷重ケースを指定することを強くお勧めします. それぞれの荷重を追加する前に、[荷重ケース] ドロップダウン メニューを使用してこれを行うことができます。.
6. 荷重ケースを追加する理由は、最終ステップで明らかになります. 「荷重組み合わせ」メニューを開いて、荷重ケースごとに異なる係数を適用します.
   • あるいは, 「設計コードからインポート」機能を使用して、作成した荷重を地域の設計コードで規定されている特定の荷重の組み合わせに自動的に割り当てます!
7. 考慮すべき最後の負荷は自重です. 電卓の右上にある「自重」トグル ボタンを使用して、自重の考慮をオンまたはオフにします。. 選択した梁の長さに基づいて自重を自動的に計算します, 素材, と断面形状.
8. 梁と荷重が割り当てられたので, 解決しましょう! 電卓の右上にある緑色の「解決」ボタンをクリックします. 次の機能を含む非常に使いやすい結果ページが表示されます。:
• 見る:
  • 反応
  • 曲げモーメント図
  • せん断力図
  • たわみとスパンの計算
  • 応力計算
  • セクションのプロパティ
  • 3Dレンダリング
• 上記の結果のカスタマイズされた選択を、書式設定された PDF レポートでダウンロードします.
• 「分析」タブを使用して、さまざまな基準を表示します, といった:
  • 偏向
  • カスタム応力制限
  • 物質収量
  • 材料強度
• 「デザイン」タブを使用して、地域固有のコード要件に対してビームを即座にチェックします! これはめちゃくちゃ便利です!
• [最適化] タブを使用して、選択した基準に基づいて選択したセクション サイズを変更します. これは、選択したセクション サイズが大きすぎたり小さすぎたりする場合に非常に便利です。.
• 結果ページにはさらに多くの機能があります, CSV エクスポートと手計算を含む.

最も強力な機能の1つは、ビーム偏向計算機として使用することです。 (またはビーム変位計算機). これは、単純に支持された梁または片持ち梁の計算されたたわみを観察するために使用できます. 断面形状や材料を追加できること, これにより、lvl ビームまたは i ビーム設計の木材または鋼製ビーム計算機として役立ちます。. 今のところ, この機能は、木材のためのより多くの機能を備えたSkyCivビームで利用可能です, コンクリートと鋼の梁の設計.

梁のたわみとは、梁が自重または加えられた荷重によって曲がったり垂れたりすることです。. 基本的に, 負荷がかかったときにビームが経験する変位または曲げの量です。. 飛び込み台のようなものだと考えてください. 飛び込み台の端に立ったら, 曲がって沈む. それが実際のビーム偏向です! 飛び込み台は梁であり、あなたの体重はそれを曲げる荷重です.

エンジニアリングでは, 梁のたわみは構造の全体的な強度と安定性に影響を与える可能性があるため、梁のたわみを理解して計算することが重要です。. たわみが大きすぎると失敗する可能性があります, そのため、エンジニアは、経験する荷重下でのたわみに耐えるのに十分な強度を持つ梁を設計する必要があります. 梁のたわみは、エンジニアが構造を設計する際に考慮する有用性の基準の 1 つです。. これは、過度のたわみが望ましくない美的効果をもたらす可能性があるためです。, 床のたるみなど, 仕上げのひび割れ, またはユーザーの不快感. したがって, エンジニアは、構造が十分に機能し、ユーザーに快適な環境を提供できるように、たわみを許容レベルに制限することを目指しています。.

ビームのたわみの計算は、最初は難しそうに思えるかもしれません, しかし、分解するとそれほど複雑ではありません. エンジニアは、実験式を使用してビームのたわみをすばやく計算することもできます。これを以下の例で使用します。:

w = の均一荷重のスパンを持つ単純な支持梁を考えてみましょう。 10 L = 10m スパンでの kN/m, および次の材料特性: ヤング率, E = 200,000 MPa, y 軸周りの慣性モーメントは I = 0.0015 m^4. 梁のたわみは、次の式を使用して計算できます。, SkyCivから取得 ビームたわみ式 ページ.

結果を検証することはエンジニアとして常に重要です, 同じ数字を SkyCiv の Free Beam Deflection Calculator に当てはめてみましょう:

即答はなんでもいい! 上記のツールは、鉄骨梁計算機として使用できます, 木材計算機またはコンクリート構造物にも使用されます. マテリアルの入力は、デザインしたいマテリアルに合わせて変更できます. 例えば, ユーザーは約のヤング率を入力します 200,000 MPa (または 29,000 帝国単位の ksi). 簡単にするために, 無料ツールは、材料のヤング率のみを使用します, ただし、フルバージョンでは歩留まり/究極の強度も考慮されます, 密度とポアソン比.

SkyCivの上記の反力ビーム計算機は、カンチレバーまたは単純にサポートされたビームのサポート反力をすばやく簡単に計算できます. サポートでの反応を得るために、多くの力とさまざまなサポート条件と場所を追加します. リアクションについてもっと知りたい, 反力に関する詳細なガイドをお読みください.

反力は、加えられた荷重に応じて存在する支持力です. それらは、適用された荷重のバランスをとる力です, 構造が平衡状態と静的状態を保つようにする, これは重要な構造工学条件です. 反力は次のように考えることができます。 "支援部隊" 構造上の荷重によって加えられる力を打ち消すもの. それらは、材料の静的および力学の原理を使用して決定できます。. ビーム反力に関して, これらは通常、固定されたものからの合力です。, 固定またはローラーサポート. それらは通常、次の反力で構成されています (垂直方向と水平方向に力がかかると仮定して:

• 固定サポート - 通常はVxを持っています, ええ (水平, 垂直反応) とMz (瞬間反力)
• ピンサポート - 通常、垂直方向と水平方向の反力のみがあります (Vx, あなた)
• ローラーサポート - 通常、垂直方向の反力のみがあります (あなた)

ビームスパン計算機はサポートでの反応を簡単に計算します. 片持ち梁または単純な梁のサポートでの反応を計算できます. これには、片持ち梁の反応の計算が含まれます, 曲げモーメントの反応とx,y反力. サポートでの反力は、構造内の力全体を計算するのにも役立ちます. これらの値を足し合わせるだけです, 構造に加えられる力の総量を計算できます.

ビームの反力は、次の平衡方程式を解くことによって計算できます。:

∑F_そして = 0
(すべての垂直力と垂直支持反力の合計は 0)

∑M_と = 0
(モーメント力の合計 0)

簡単な例を見ると役立つことが多い. 荷重が均一で、長さ L = 10m の単純に支持された梁を考えます。 (単位長さあたりの力) の w = 5 それに作用する kN/m. サポートは A 点と B 点にあります。. サポートでの反力は、R_A および R_B として示されます。.

反力を計算するには, 次の手順を使用できます:

• 梁の自由体図を描く, すべての荷重と支持を表示. (上記を参照)
• 垂直方向の力を合計します. 単純に支持されたビームで, 垂直方向の力は 5kN/m のみです, メンバーの長さを掛けると (L = 10) 我々が得る 5*10 = 50 kN. 垂直力の方程式を書きなさい:

∑F_そして = 0
= R_あ + R_B - wL
= R_あ + R_B - 5*10
R_あ + R_B = 50 kN

• モーメントの合計を使用して、反応の 1 つを計算します (通常左側, この場合 R_A):

∑M_と = 0
0 = -50 kN (-5メートル) + R_B(-10メートル) + R_あ(0)
R_B = 25kN

したがって, R_あ = 25kN

明らかにこれは単なる例であり、より複雑な構造では、反力を決定するために追加の計算が必要になります。 - このために、より詳細なチュートリアルがあります 梁の反力を計算する方法. さらに, 現実世界のシナリオで, 梁には、せん断などの他の荷重や力がかかることもあります, 曲げモーメント, とたわみ, 分析と設計で考慮する必要があるもの. SkyCivの上記のビーム荷重計算機は、単純なサポートまたはカンチレバーサポートを備えたビームの反力を計算するために使用できます. したがって、上記の計算機を使用して結果を確認できます:

曲げモーメント図は、構造部材に沿った曲げモーメント力をグラフで表現したものです。, ビームなど. この図は、ビームの長さに沿った曲げモーメントの値を示しています。.

曲げモーメントはビームの曲げ力の尺度であり、荷重に中立軸からの距離を乗算して計算されます。. 中立軸は、断面の重心を横切る想像上の線です。 - 技術的には繊維の長さに変化がない場合. 曲げモーメントは正の場合があります, ネガティブ, 荷重の方向と大きさに応じて、またはゼロ. 曲げ力の方向は次によって異なります。 署名規則, ただし、デフォルトでは、SkyCiv ソフトウェアは、ビームの上部ファイバーが圧縮されたときに正の曲げモーメント図を表示します。.

曲げモーメント図はエンジニアにとって重要なツールです。これにより、エンジニアは負荷がかかった状態でのビームの動作を理解し、負荷に安全かつ効率的に抵抗するようにビームを設計できるからです。. ダイアグラムを使用して、最大および最小の曲げモーメントとその位置を決定できます.

上記の計算機を使用して、曲げモーメント図をすばやく簡単に作成できます. 数分以内に, きちんとした明確な図が表示されます, どんなに複雑なビームであっても. 上記を使用して曲げモーメント図を計算するには ビーム荷重計算機, 単に:

• 梁の長さを入力してください
• サポートを追加する (単純支持の 2 つの支持, シングル カンチレバーの固定サポート)
• 力を加える (または自重をオンに切り替えます)
• 走る 計算する ビームの曲げモーメント図を生成します:

詳細については, のドキュメントを参照してください 曲げモーメントを求める方法.

さまざまなビーム設定の範囲で最大曲げモーメント力をすばやく簡単に計算するために使用できる曲げモーメント式が多数あります。. と呼ばれる私たちのウェブサイトの別のページで利用可能です 曲げモーメントの方程式と式は、ビームの最大曲げモーメントを決定するための迅速で簡単な分析を提供します.

せん断力図は、梁やその他の構造要素に沿ったせん断力の分布を表すために、構造工学で使用される貴重なツールです。. 横軸に梁の位置、縦軸にせん断力の大きさをとったグラフです。. この図は、エンジニアが最大せん断力とその位置を決定するのに役立ちます, これは、要素の設計要件を決定する上で重要です. せん断力図を理解して作成することは、構造解析プロセスの重要な部分です.

7.5m での点荷重によって生じるせん断力の例を次に示します。, 上記のせん断力計算機から取得:

SkyCivには広範な記事があります せん断力図の計算方法 ビームで. 要するに, 梁に沿って単純に移動し、垂直方向の力と部材に沿ってどのように変化するかをプロットします. 通常、反力を計算することから始める必要があります。 (上記のセグメントに示されている) せん断力図をプロットする前に. 符号規則を使用して、せん断力の方向を決定します, ここで、正のせん断力はビーム セクションを反時計回りに回転させると仮定し、負のせん断力はビーム セクションを時計回りに回転させると仮定します。. せん断力の計算に使用する主な公式または方程式は、次の平衡方程式です。:

∑Fy = 0

上記のせん断およびモーメント ダイアグラム計算機のフル バージョンでは、プロセスが段階的に自動的に表示されます。, インタラクティブな手計算モジュール付き. これは、最初のサポートの直後に行われたカットの例です (上向きの力を持つ 0.25 キップ):

Yで力の合計を取ることによって, 梁には正のせん断力があることがわかります. これは一定のままです, 梁に沿って 7.5m で作用する点荷重まで. その後のポイントロード, 力を合計するとわかります, せん断力は負になる:

これをプロットする, 完全なせん断力図を取得できます:

上記の鋼梁スパン計算機は、アルミニウムの曲げモーメントを計算するために使用される多目的な構造工学ツールです, 木材または鋼鉄の梁. 曲げ応力またはせん断応力計算機として使用することにより、ビーム耐荷重計算機としても使用できます。. それはまで収容することができます 2 異なる集中点荷重, 2 分布荷重と 2 瞬間. 分布荷重は、それらが均一に分布荷重になるように配置できます。 (UDL), 三角分布荷重または台形分布荷重. すべての荷重とモーメントは、大きさが上向きまたは下向きの両方である可能性があります, 最も一般的なビーム解析状況を説明できるはずです。. 曲げモーメントとせん断力の計算には、最大で 10 表示されるまでの秒数。反応が記載された新しいページに移動します。, 梁のせん断力図と曲げモーメント図.

上記の計算機は、さまざまな種類のビームを分析できます - iビームを含む, チャネル, 中空の長方形とカスタム形状. そう, 多くの人はそれをiビーム計算機と呼んでいますが, それははるかに多くの!

セクション ビルダーでカスタム シェイプを作成する, または AISC などの一般的なライブラリからロードする, AISI, オーストラリアのスチールデザイン, いくつか例を挙げると、ヨーロッパとカナダの図書館. セクションの読み込みは瞬時です, ユーザーは強力な検索機能を最大限に活用して、探しているものを見つけることができます。.

SkyCivは、エンジニアに幅広いCloud Structural Analysis and Design Softwareを提供しています. 常に進化するテクノロジー企業として, 私たちは、既存のワークフローの革新と挑戦に取り組み、エンジニアの作業プロセスと設計の時間を節約します.