Gratis Online Balk Calculator

Bereken reacties, dwarskracht, buigmoment, doorbuiging en spanning voor vrijdragende of eenvoudig ondersteunde balken

SkyCiv Beam starten...

Over de SkyCiv Balk Calculator

Inhoudsopgave:

Hoe de SkyCiv Balk Calculator te gebruiken

Welkom bij Balk Calculator, onze gratis versie van de SkyCiv Balkanalyse Software! Onze calculator genereert de reacties, dwarskracht diagrammen (SFD), buigmoment diagrammen (BMD), doorbuiging, en spanning van een vrijdragende balk of eenvoudig ondersteunde balk. De SkyCiv Beam tool leidt gebruikers door een professionele workflow voor balkberekeningen, met als einddoel te bepalen of ze voldoen aan de ontwerpvoorschriften van jouw regio.

Bekijk de videotutorial hieronder om aan de slag te gaan met onze calculator.

Schriftelijke instructies

Om de calculator te gebruiken, volg gewoon deze stappen:

  1. Voer de lengte van je balk in via het 'Balk' menu.
  2. Gebruik het 'Steunen' menu om je steunsoort op elke gewenste locatie langs je balk toe te passen. Beschikbare steuntype zijn:
    • Pinstuin
    • Rollersteun
    • Vaste steun
    • Veersteun
  3. Gebruik het 'Sectie' menu om een aangepaste waarde voor het traagheidsmoment (Iz) of de elasticiteitsmodulus (E) toe te passen. Alternatief, hebben we ook een knop om de SkyCiv Sectiebouwer Tool te gebruiken:
    • Dit opent een nieuw menu met onze volledig geïntegreerde Sectiebouwer, waarmee je toegang hebt tot vooraf ingestelde Databasevormen van over de hele wereld. Sectiebouwer stelt je ook in staat om eenvoudig aangepaste vormen te maken en op te slaan met behulp van de Sjablonenoptie. Lees meer over SkyCiv Sectiebouwer.
  4. Na het selecteren van je sectie, kun je scharnieren toevoegen langs de balkoverspanning in het 'Scharnier' menu.
  5. Je balk is nu ingesteld! Nu kunnen we de belastingen toepassen die je wilt beoordelen. Gebruik de menu's 'Puntbelastingen', 'Momenten', of 'Gelijkmatig verdeelde belastingen' om een of meerdere van deze belastingsoorten op je gemaakte balk toe te passen. We raden ook sterk aan om de verschillende belastinggevallen voor elke belasting te specificeren. Dit kun je doen met behulp van het 'Belastinggeval' drop-down menu voordat je elke betreffende belasting toevoegt.
  6. Het belang van belastinggevallen wordt duidelijk in de laatste stap. Open het 'Belastingscombinaties' menu om verschillende factoren toe te passen voor elk belastinggeval.
    • Alternatief, gebruik onze functie 'Importeer van Ontwerpcode' om automatisch de belastingen die je hebt gemaakt toe te wijzen aan de specifieke belastingcombinaties die door de ontwerpvoorschriften van je regio worden voorgeschreven!
  7. Een laatste belasting om te overwegen is eigen gewicht. Gebruik de 'Eigen gewicht' schakelknop rechtsboven in de calculator om wel of niet rekening te houden met eigen gewicht. We berekenen het eigen gewicht automatisch op basis van je gekozen balklengte, materiaal, en sectievorm.
  8. Nu onze balk en belastingen zijn toegewezen, kunnen we oplossen ! Klik op de groene 'Oplossen' knop rechtsboven in de calculator. Je wordt begroet met een supergebruiksvriendelijke resultatenpagina met de volgende functionaliteiten:
    • Bekijk:
      • Reacties
      • Buigmomentdiagram
      • Dwarskracht diagram
      • Doorbuiging en overspanning berekening
      • Spanning berekening
      • Sectie-eigenschappen
      • 3D Render
    • Download een aangepaste selectie van de bovenstaande resultaten in een geformatteerd PDF-rapport.
    • Gebruik het 'Analyse' tabblad om verschillende criteria te bekijken, zoals:
      • Doorbuiging
      • Aangepaste spanningslimiet
      • Materiaalopbrengst
      • Materiaalsterkte
    • Gebruik het 'Ontwerp' tabblad om de balk direct te controleren op de specifieke code-eisen van je regio! Dit is enorm handig!
    • Gebruik het 'Optimaliseren' tabblad om je gekozen sectiegrootte te wijzigen op basis van criteria die je kunt kiezen. Dit is zo handig als je een sectiegrootte hebt gekozen die te groot of te klein is en je wilt dat wij je helpen beslissen.
    • Er is nog meer functionaliteit in de resultatenpagina, inclusief CSV-export en handberekeningen.

Balk Doorbuiging Calculator

Een van de krachtigste functies is het gebruik als een doorbuigingcalculator voor balken (of balkverplaatsingscalculator). Dit kan worden gebruikt om de berekende doorbuiging van een eenvoudig ondersteunde balk of van een vrijdragende balk te observeren. Door sectievormen en materialen toe te voegen, is dit ook nuttig als hout- of stalen balk calculator voor LVL-balk of I-balk ontwerp. Voor nu, is deze functionaliteit beschikbaar in SkyCiv Beam, dat veel meer functionaliteit biedt voor hout-, beton- en staalbalkontwerpen.

Wat is balk doorbuiging?

Balk doorbuiging is wanneer een balk buigt of doorzakt onder zijn eigen gewicht of door aangebrachte belastingen. Eigenlijk, het is in feite de mate van verplaatsing of buiging die een balk ervaart wanneer deze wordt belast. Denk aan een duikplank. Wanneer je aan het einde van de duikplank staat, buigt deze en zakt naar beneden. Dat is balk doorbuiging in actie! De duikplank is de balk en jouw gewicht is de belasting die het laat buigen.

In de techniek, is het belangrijk om balk doorbuiging te begrijpen en te berekenen omdat dit de algehele sterkte en stabiliteit van een constructie kan beïnvloeden. Te veel doorbuiging kan leiden tot falen, dus ingenieurs moeten balken ontwerpen die sterk genoeg zijn om doorbuiging te weerstaan onder de belastingen die ze zullen ervaren. Balk doorbuiging is een van de gebruikscriteria die ingenieurs overwegen bij het ontwerpen van constructies. Dit komt omdat overmatige doorbuiging ongewenste esthetische effecten kan veroorzaken, zoals doorzakkende vloeren, cheuren in afwerkingen, of ongemak voor de gebruikers. Daarom, streven ingenieurs ernaar om doorbuiging te beperken tot acceptabele niveaus zodat de constructie naar tevredenheid presteert en een comfortabele omgeving biedt voor de gebruikers.

Hoe balk doorbuiging te berekenen

Het berekenen van balk doorbuiging kan in eerste instantie intimiderend lijken, maar het is eigenlijk niet zo ingewikkeld als je het opsplitst. Ingenieurs kunnen ook empirische formules gebruiken om snel de doorbuiging van een balk te berekenen, wat we zullen gebruiken voor het onderstaande voorbeeld:

Laten we een eenvoudig ondersteunde balk overwegen met een belasting van w = 10 kN/m over een overspanning van L = 10m, en de volgende materiaaleigenschappen: Young's modulus, E = 200,000 MPa, en het traagheidsmoment om de y-as is I = 0.0015 m^4. De doorbuiging van de balk kan worden berekend met behulp van de vergelijking, afkomstig van de SkyCiv Balk Doorbuigingsformule pagina.

Beam Deflection Equation

Het is altijd belangrijk voor een ingenieur om je resultaat te verifiëren, dus laten we dezelfde getallen invoeren in de gratis balk doorbuiging calculator van SkyCiv:

Beam Deflection Calculator

Welke materialen kan deze balk belasting calculator berekenen?

Het korte antwoord is alles! De bovenstaande tool kan worden gebruikt als een staalbalk calculator, een hout calculator of zelfs voor betonconstructies. De invoer voor materiaal kan worden gewijzigd om elk gewenst materiaal te ontwerpen. Bijvoorbeeld, de gebruiker zou een elasticiteitsmodulus invoeren van ongeveerinvoeren 200,000 MPa (of 29,000 ksi voor imperiale eenheden). Voor eenvoud, accepteert de gratis tool alleen de elasticiteitsmodulus van het materiaal, maar onze volledige versie neemt ook de vloeigrens/ultimatieve sterkte, dichtheid en Poisson's ratio op.

Balk Reactie Calculator

SkyCiv's bovenstaande reactie krachten balk calculator is in staat om snel en eenvoudig de steunreactiekrachten van je vrijdragende of eenvoudig ondersteunde balken te berekenen. Voeg een aantal krachten en verschillende steunvoorwaarden en locaties toe om de reacties bij steunen te krijgen. Wil je meer leren over reacties, lees verder voor een gedetailleerde gids over reactiekrachten.

Wat zijn reactiekrachten?

Reactiekrachten zijn de ondersteunende krachten die bestaan als reactie op aangebrachte belastingen. Het zijn de krachten die de aangebrachte belastingen in evenwicht brengen, waardoor de constructie in evenwicht en statisch blijft, wat cruciale structurele engineering condities zijn. Reactiekrachten kunnen worden gezien als de "ondersteuningskrachten" die de krachten tegengaan die door de belastingen op de constructie worden uitgeoefend. Ze kunnen worden bepaald met behulp van de principes van statica en materiaalkunde. In termen van balk reactiekrachten, zijn dit meestal de resulterende krachten van de vaste, vaste of rollende steunen. e bestaan meestal uit de volgende reactiekrachten (rvan uitgaande dat krachten in verticale en horizontale richtingen worden aangebracht):

  • Vaste steunen - hebben meestal een Vx, Yy (horizontale, verticale reacties) en Mz (momentreactie)
  • Pinstuin - hebben meestal alleen verticale en horizontale reactiekrachten (Vx, Vy)
  • Rollersteun - hebben typisch alleen een verticale reactiekracht (Vy)

De balk overspannings calculator zal eenvoudig de reacties bij steunen berekenen. Het is in staat om de reacties bij steunen te berekenen voor vrijdragende of eenvoudige balken. Dit omvat het berekenen van de reacties voor een vrijdragende balk, die een buigmomentreactie heeft evenals x,y reactiekrachten. De reacties bij steunen zijn ook nuttig bij het berekenen van de totale kracht in de constructie. Voeg deze waarden eenvoudig samen, en je kunt de totale hoeveelheid kracht berekenen die op je constructie wordt uitgeoefend.

Hoe de reactiekrachten op een balk te berekenen?

Reactiekrachten op een balk kunnen worden berekend door de volgende evenwichtsvergelijkingen op te lossen:

∑Fy = 0
(Alle verticale krachten en verticale steunreacties tellen op tot 0)

∑Mz = 0
(Momentkrachten tellen op tot 0)

Het is vaak nuttig om naar een eenvoudig voorbeeld te kijken. Overweeg een eenvoudig ondersteunde balk van lengte L = 10m met een gelijkmatig verdeelde belasting (kracht per lengte-eenheid) van w = 5 die erop werkt. De steunen bevinden zich op punten A en B. De reactiekrachten bij de steunen worden aangeduid als R_A en R_B.

Beam Reaction Calculator

Om de reactiekrachten te berekenen, kunnen we de volgende stappen gebruiken:

  • Teken een vrijlichaamsdiagram van de balk, waarop alle belastingen en de steunen. (staan afgebeeld)
  • Som de krachten in verticale richting op. In een eenvoudig ondersteunde balk, is de enige verticale kracht de kracht van 5kN/m, die wanneer vermenigvuldigd met de lengte van het element (L = 10) we krijgen 5*10 = 50 kN. Schrijf een vergelijking voor de verticale krachten:

∑Fy = 0
= RA + RB - wL
= RA + RB - 5*10
RA + RB = 50 kN

  • Gebruik de som van momenten om een van de reacties te berekenen (meestal de linkerkant, in dit geval R_A):

∑Mz = 0
0 = -50 kN (-5m) + RB(-10m) + RA(0)
RB = 25kN

Daarom, RA = 25kN

Dit is natuurlijk slechts een eenvoudig voorbeeld en complexere structuren vereisen aanvullende berekeningen om de reactiekrachten te bepalen - hiervoor hebben we een meer gedetailleerde tutorial over hoe reactiekrachten in een balk te berekenen. Bovendien, kan de balk in realistische scenario's, ook andere belastingen en krachten ervaren zoals dwarskracht, buigmoment, en doorbuiging, die moeten worden meegenomen in de analyse en het ontwerp. SkyCiv's bovenstaande balk belasting calculator kan worden gebruikt om reactiekrachten te berekenen voor balken met eenvoudige steunen of vrijdragende steunen. We kunnen de resultaten dus verifiëren met behulp van de bovenstaande calculator:

Beam Reaction Calculator

Buigmoment Calculator

Wat is een buigmomentdiagram?

Een buigmomentdiagram is een grafische weergave van de buigmomentkrachten langs een structureel element, zoals een balk. Het diagram toont de waarden van het buigmoment langs de lengte van de balk.

Het buigmoment is een maatstaf voor de buigkracht in een balk en wordt berekend door de belasting te vermenigvuldigen met de afstand vanaf de neutrale as. De neutrale as is een denkbeeldige lijn die de zwaartepunt van de dwarsdoorsnede doorsnijdt - technisch gezien waar er geen verandering is in de lengte van de vezels. Het buigmoment kan positief, negatief, of nul zijn, afhankelijk van de richting en de grootte van de belasting. De richting van de buigkracht hangt af van de tekenconventies, maar standaard toont de SkyCiv software een positief buigmomentdiagram wanneer de bovenste vezels van de balk worden samengedrukt.

Een buigmomentdiagram is een belangrijk hulpmiddel voor ingenieurs omdat het hen in staat stelt het gedrag van de balk onder belasting te begrijpen en de balk te ontwerpen om de belastingen veilig en efficiënt te weerstaan. Het diagram kan worden gebruikt om de maximale en minimale buigmomenten en hun locaties te bepalen.

Hoe een buigmomentdiagram te berekenen met behulp van de bovenstaande tool

Buigmomentdiagrammen kunnen snel en eenvoudig worden gegenereerd met behulp van de bovenstaande calculator. Binnen enkele minuten, heb je nette en duidelijke diagrammen, ongeacht hoe complex de balk is. Om een buigmomentdiagram te berekenen met behulp van de bovenstaande balk belasting calculator, eenvoudig:

  • Voer de lengte van de balk in
  • Voeg steunen toe (twee steunen voor eenvoudig ondersteund, enkele vaste steun voor vrijdragend)
  • Pas krachten toe (of schakel Eigen Gewicht in)
  • Klik op Bereken dit zal het buigmomentdiagram van de balk genereren:

Voor meer informatie, bezoek onze documentatie over hoe het buigmoment te vinden.

Bending Moment Calculator

Buigmoment formules

Er zijn een aantal buigmoment formules die kunnen worden gebruikt om snel en eenvoudig de maximale buigmomentkrachten in een reeks van verschillende balkopstellingen te berekenen. Deze zijn beschikbaar op een andere pagina op onze website genaamd Buigmomentformule.

Dwarskracht Calculator

Wat is een dwarskracht en een dwarskracht diagram?

Een dwarskracht diagram is een waardevol hulpmiddel in de bouwkunde om de verdeling van dwarskracht langs een balk of een ander structureel element weer te geven. Het is een grafische weergave waarbij de positie van de balk wordt uitgezet langs de horizontale as en de grootte van de dwarskracht langs de verticale as. Dit diagram helpt ingenieurs om de maximale dwarskracht en de locatie ervan te bepalen, wat cruciaal is om de ontwerpvereisten voor het element te bepalen. Het begrijpen en opstellen van dwarskracht diagrammen is een essentieel onderdeel van het structurele analyseproces.

Hier is een voorbeeld van een dwarskracht veroorzaakt door een puntbelasting op 7,5m, genomen uit de bovenstaande dwarskracht calculator:

shear force diagram example using skyciv beam calculator software tool

Hoe de dwarskracht in een balk te berekenen

SkyCiv heeft een uitgebreid artikel over hoe je het dwarskracht diagram te berekenen in een balk. Kort gezegd, je zou eenvoudig langs de balk gaan en de verticale kracht plotten en hoe deze verandert langs het element. Meestal moet je beginnen met het berekenen van de reactiekrachten (getoond in het bovenstaande segment) voordat je het dwarskracht diagram plot. Gebruik de tekenconventie om de richting van de dwarskracht te bepalen, waarbij positieve dwarskracht wordt aangenomen om de balksectie tegen de klok in te laten draaien, terwijl negatieve dwarskracht wordt aangenomen om de balksectie met de klok mee te laten draaien. De belangrijkste formule of vergelijking die we gebruiken bij het berekenen van dwarskracht is de volgende evenwichtsvergelijking:

∑Fy = 0

De volledige versie van de bovenstaande dwarskracht en moment diagram calculator zal je stap voor stap het proces laten zien, met interactieve handberekeningen module. Hier is een voorbeeld van een doorsnede gemaakt net na de eerste steun (die een opwaartse kracht van 0.25 kip):

Door de som van krachten in Y te nemen, kunnen we zien dat er een positieve dwarskracht in de balk zou zijn. Dit blijft constant, tot de puntbelasting die op 7,5m langs de balk werkt. Na die puntbelasting, zie je dat door de krachten op te sommen, de dwarskracht uiteindelijk negatief wordt:

Door dit te plotten, kunnen we het volledige dwarskracht diagram krijgen:

shear force diagram example using skyciv beam calculator software tool

Bending moment dwarskracht calculator

De bovenstaande staal balk overspanning calculator is een veelzijdig structureel engineering hulpmiddel dat wordt gebruikt om het buigmoment in een aluminium, hout of staal balk te berekenen. Het kan ook worden gebruikt als een balk belasting capaciteit calculator door het te gebruiken als een buigspanning of dwarskracht calculator. Het kan tot 2 2 verschillende geconcentreerde puntbelastingen, 2 2 verdeelde belastingen en 2 momenten aan. De verdeelde belastingen kunnen zo worden gerangschikt dat ze gelijkmatig verdeelde belastingen (UDL), driehoekig verdeelde belastingen of trapeziumvormige verdeelde belastingen zijn. Alle belastingen en momenten kunnen zowel opwaartse als neerwaartse richting hebben, wat zou moeten kunnen voorzien in de meeste veelvoorkomende balkanalyse situaties. Buigmoment en dwarskracht berekeningen kunnen tot 10 seconden duren voordat ze verschijnen, en let op dat je wordt doorgestuurd naar een nieuwe pagina met de reacties, dwarskracht diagram en buigmoment diagram van de balk.

I Balk Calculator

De bovenstaande calculator is in staat om een reeks van balktypes te analyseren - inclusief i balken, kanalen, holle rechthoekige en zelfs aangepaste vormen. Dus, hoewel velen het een i balk calculator noemen, is het zoveel meer!

Bouw aangepaste vormen in onze sectiebouwer, of laad uit veelvoorkomende bibliotheken zoals AISC, AISI, Australisch, Europese en Canadese bibliotheken om er maar een paar te noemen. Het laden van een sectie is direct, en gebruikers kunnen zelfs gebruik maken van krachtige zoekfunctionaliteit om te helpen vinden wat ze zoeken.

Over SkyCiv

SkyCiv biedt een breed scala aan Cloud Structurele Analyse en Ontwerp Software voor ingenieurs. Als een voortdurend evoluerend technologiebedrijf, zijn we toegewijd aan het innoveren en uitdagen van bestaande workflows om ingenieurs tijd te besparen in hun werkprocessen en ontwerpen.

Meer functionaliteit nodig voor Balk Calculator?

Upgrade naar een betaald plan om alle functies voor je Balk Calculator te ontgrendelen
i beam calculator, beam design, beam deflection calculator
i beam calculator, beam design, beam deflection calculator
i beam calculator, beam design, beam deflection calculator
Leer meer
UPGRADE NU!

Ingenieur Professional?

Als je een professionele ingenieur bent, kun je meer baat hebben bij het gebruik van onze cloudgebaseerde 3D Structurele Analyse Software naast deze calculator. Deze software bevat geïntegreerde ontwerp modules zoals AISC, ACI, AS, Eurocode en CSA.
Bekijk software
Bekijk prijzen
Bekijk software
Bekijk prijzen

Meer gratis tools beschikbaar