Gratis online Beam Calculator

Bereken reacties, afschuifkracht, buigend moment, doorbuiging en spanning voor vrijdragende of eenvoudig ondersteunde balken

SkyCiv Beam starten...

Over de SkyCiv Beam Calculator

To help you find your way around this helpful and comprehensive guide to Reactions, Deflection and Shear and Moment Diagrams, we've put together a table of contents:

Hoe SkyCiv Beam Calculator te gebruiken

Welkom bij onze gratis straalcalculator! SkyCiv Free Beam Calculator genereert de reacties, Schuifkracht diagrammen (SFD), Buigmoment Diagrammen (BMD), afbuiging, en spanning van een vrijdragende balk of eenvoudig ondersteunde balk. SkyCiv Beam-tool begeleidt gebruikers langs een professionele workflow voor straalberekening, met als hoogtepunt de mogelijkheid om te bekijken en te bepalen of ze voldoen aan de ontwerpcodes van uw regio.

Bekijk de video-tutorial hieronder om aan de slag te gaan met onze rekenmachine.

Schriftelijke instructies

Om de rekenmachine te gebruiken, volg gewoon deze stappen:

  1. Voer uw balklengte in met behulp van het menu 'Beam'.
  2. Gebruik het menu 'Ondersteuningen' om uw ondersteuningstype op elke locatie langs uw balk toe te passen. Beschikbare ondersteuningstypes omvatten:
    • Pin-ondersteuning
    • Rolsteun
    • Vaste ondersteuning
    • Lente ondersteuning
  3. Gebruik het menu 'Sectie' om een ​​aangepast traagheidsmoment toe te passen (Van) of de Young-modulus (E) waarde. alternatief, we hebben ook een knop om de Section Builder Tool van SkyCiv te gebruiken:
    • Dit opent een nieuw menu met onze volledig geïntegreerde Section Builder, waardoor je toegang hebt tot vooraf ingestelde databasevormen die we van over de hele wereld hebben opgenomen. Met Section Builder kunt u ook eenvoudig aangepaste vormen maken en opslaan met behulp van de optie Vormsjablonen. Leer meer over SkyCiv Section Builder.
  4. Na het selecteren van uw sectie, u heeft de mogelijkheid om eventuele scharnieren langs de liggeroverspanning toe te voegen onder het menu 'Scharnier'.
  5. Je straal is nu ingesteld! Nu kunnen we de belastingen toepassen waartegen u de weerstand van de balk wilt beoordelen. Gebruik de 'Puntbelastingen', 'Momenten', of 'Gedistribueerde lasten'-menu's om een ​​of meer van die lastsoorten toe te passen op uw gemaakte staaf. We raden ook ten zeerste aan om de verschillende belastinggevallen te specificeren waarmee elke belasting overeenkomt. U kunt dit doen met behulp van het vervolgkeuzemenu 'Belastinggeval' voordat u elke respectieve belasting toevoegt.
  6. De reden voor het toevoegen van belastinggevallen wordt nu duidelijk in de laatste stap. Open het menu 'Belastingcombinaties' om voor elk belastinggeval verschillende factoren toe te passen.
    • alternatief, gebruik onze functie 'Importeren uit ontwerpcode' om de door u gemaakte belastingen automatisch toe te wijzen aan de specifieke belastingscombinaties die worden voorgeschreven door de ontwerpcode van uw regio!
  7. Een laatste belasting om te overwegen is het eigen gewicht. Gebruik de schakelknop 'Zelfgewicht' rechtsboven in de rekenmachine om het meewegen van het eigen gewicht in of uit te schakelen. We berekenen automatisch het eigen gewicht op basis van de door u gekozen balklengte, materiaal, en sectievorm.
  8. Nu onze balk en lasten zijn toegewezen, laten we oplossen! Klik op de groene knop 'Oplossen' rechtsboven in de rekenmachine. U wordt begroet met een supergemakkelijk te gebruiken resultatenpagina die de volgende functionaliteit bevat:
    • Visie:
      • Reacties
      • Buigmoment diagram
      • Schuifkrachtdiagram
      • Berekening van doorbuiging en overspanning
      • Spanningsberekening
      • Sectie-eigenschappen
      • 3D Render
    • Download een aangepaste selectie van de bovenstaande resultaten in een opgemaakt PDF-rapport.
    • Gebruik het tabblad 'Analyse' om verschillende criteria te bekijken, zoals:
      • Doorbuiging
      • Limietcontroles met één klik en onmiddellijke samenvattingsresultaten van uw structuur
      • Materiële opbrengst
      • Materiaalopbrengststress
    • Gebruik het tabblad 'Ontwerp' om de balk direct te controleren op de specifieke codevereisten van uw regio! Dit is waanzinnig handig!
    • Gebruik het tabblad 'Optimaliseren' om de door u gekozen sectiegrootte te wijzigen op basis van criteria die u kunt kiezen. Dit is zo handig als je een sectiemaat te groot of te klein hebt gekozen en je wilt dat wij je helpen beslissen.
    • Er is nog meer functionaliteit op de resultatenpagina, inclusief CSV-export en handberekeningen.

Beam Deflection Calculator

Een van de krachtigste functies is het gebruiken als een calculator voor straalafbuiging (of rekenmachine voor straalverplaatsing). Dit kan worden gebruikt om de berekende afbuiging van een eenvoudig ondersteunde balk of van een cantileverbalk te observeren. Sectievormen en materialen kunnen toevoegen, dit maakt het handig als rekenmachine voor houten balken of als rekenmachine voor stalen balken voor het ontwerp van de balk of i-balk. Voor nu, deze functionaliteit is beschikbaar in SkyCiv Beam, die veel meer functionaliteit heeft voor hout, beton en stalen balkontwerp.

Wat is straalafbuiging?

Straalafbuiging is wanneer een balk buigt of doorbuigt onder zijn eigen gewicht of als gevolg van toegepaste belastingen. Eigenlijk, het is de hoeveelheid verplaatsing of buiging die een balk ervaart wanneer deze wordt onderworpen aan een belasting. Zie het als een duikplank. Als je op het uiteinde van de duikplank staat, het buigt en duikt naar beneden. Dat is straalafbuiging in actie! De duikplank is de balk en je gewicht is de belasting die ervoor zorgt dat hij buigt.

In engineering, het is belangrijk om de doorbuiging van de straal 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. Straalafbuiging is een van de onderhoudscriteria waarmee ingenieurs rekening houden bij het ontwerpen van constructies. Dit komt omdat overmatige doorbuiging kan leiden tot ongewenste esthetische effecten, zoals doorgezakte vloeren, scheuren van afwerkingen, of ongemak voor de gebruikers. Daarom, ingenieurs streven ernaar de doorbuiging tot een acceptabel niveau te beperken, zodat de constructie naar tevredenheid presteert en een comfortabele omgeving voor de gebruikers biedt.

Hoe straalafbuiging te berekenen

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

Laten we eens kijken naar een eenvoudige ondersteunde balk met een overspanning van een uniforme 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 rond de y-as is I = 0.0015 m^4. De doorbuiging van de bundel kan worden berekend met behulp van de vergelijking, afkomstig van SkyCiv's Formule voor straalafbuiging bladzijde.

Het is altijd belangrijk als ingenieur om je resultaat te verifiëren, dus laten we dezelfde nummers aansluiten op SkyCiv's Free Beam Deflection Calculator:

Beam Deflection Calculator

Welke materialen kan deze beam load calculator berekenen?

Het snelle antwoord is alles! De bovenstaande tool kan worden gebruikt als rekenmachine voor stalen balken, een houtcalculator of zelfs gebruikt voor betonnen constructies. De invoer voor materiaal kan worden aangepast aan het materiaal dat u wilt ontwerpen. Bijvoorbeeld, als rekenmachine voor stalen balken zou de gebruiker een Young's Modulus van ongeveer invoeren 200,000 MPa (of 29,000 ksi voor imperiale eenheden). Voor de eenvoud, de gratis tool neemt alleen de materialen Young's Modulus, onze volledige versie bevat echter ook opbrengst/ultieme kracht, Dichtheid en Poisson-verhouding.

Beam Reaction Calculator

SkyCiv's bovenstaande reactiekrachtenbalkcalculator is in staat om snel en eenvoudig de ondersteuningsreactiekrachten van uw vrijdragende of eenvoudig ondersteunde balken te berekenen. Voeg een aantal krachten en verschillende ondersteuningsomstandigheden en locaties toe om de reacties op ondersteuningen te krijgen. Wil je meer weten over reacties, lees verder voor een gedetailleerde gids over reactiekrachten.

Wat zijn reactiekrachten?

Reactiekrachten zijn de ondersteunende krachten die optreden als reactie op uitgeoefende belastingen. Het zijn de krachten die de toegepaste belastingen in evenwicht houden, ervoor zorgen dat de structuur in evenwicht en statisch blijft, Dit zijn kritieke bouwtechnische omstandigheden. Reactiekrachten kunnen worden gezien als de "ondersteunende krachten" die de krachten tegengaan die worden uitgeoefend door de belastingen op de constructie. Ze kunnen worden bepaald met behulp van de principes van statica en mechanica van materialen. In termen van straalreactiekrachten, dit zijn meestal de resulterende krachten van de vastgezette, vaste of rolsteunen. Ze bestaan ​​meestal uit de volgende reactiekrachten (ervan uitgaande dat krachten in verticale en horizontale richting worden uitgeoefend:

  • Vaste steunen - hebben meestal een Vx, jj (horizontaal, verticale reacties) en Mz (moment reactie)
  • Vastgezette steunen - hebben meestal alleen verticale en horizontale reactiekrachten (Vx, Jij)
  • Rollensteunen - hebben meestal alleen een verticale reactiekracht (Jij)

De beam span calculator berekent eenvoudig de reacties op steunen. Het is in staat om de reacties op steunen voor cantilever of eenvoudige balken te berekenen. Dit omvat het berekenen van de reacties voor een draagarm, die een buigmomentreactie heeft evenals x,y reactiekrachten. De reacties op steunen zijn ook nuttig bij het berekenen van de volledige kracht in de constructie. Voeg deze waarden gewoon samen, en u kunt de totale hoeveelheid kracht berekenen die op uw 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:

∑Fen = 0
(Alle verticale krachten en verticale ondersteuningsreacties zijn bij elkaar opgeteld 0)

∑Mmet = 0
(Momentkrachten som op 0)

Het is vaak handig om naar een eenvoudig voorbeeld te kijken. Beschouw een eenvoudig ondersteunde balk met een lengte L = 10 m met een gelijkmatige belasting (kracht per lengte-eenheid) van w = 5 kN/m die daarop inwerkt. De steunen bevinden zich op de punten A en B. De reactiekrachten op de steunen worden aangeduid als R_A en R_B.

Beam Reaction Calculator

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

  • Teken een vrijlichaamsdiagram van de balk, met alle belastingen en ondersteuningen. (zie hierboven)
  • Tel de krachten in horizontale richting op. In een eenvoudig ondersteunde balk, de enige horizontale kracht is de kracht van 5 kN/m, die vermenigvuldigd met de lengte van het lid (L = 10) we krijgen 5*10 = 50 kN. Stel een vergelijking op voor de horizontale krachten:

∑Fen = 0
= REEN + RB - wL
= REEN + RB - 5*10
REEN + RB = 50 kN

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

∑Mmet = 0
0 = -50 kN (-5m) + RB(-10m) + REEN(0)
RB = 25kN

Daarom, REEN = 25kN

Het is duidelijk dat dit slechts een eenvoudig voorbeeld is en dat voor complexere constructies aanvullende berekeningen nodig zijn om de reactiekrachten te bepalen - hiervoor hebben we een meer gedetailleerde tutorial over hoe reactiekrachten in een balk te berekenen. Bovendien, in realistische scenario's, de balk kan ook andere belastingen en krachten ondervinden, zoals afschuiving, buigend moment, en afbuiging, waarmee rekening moet worden gehouden bij de analyse en het ontwerp. SkyCiv's bovenstaande balkbelastingscalculator 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 rekenmachine:

Beam Reaction Calculator

Buigmomentcalculator

Wat is een buigmomentdiagram?

Een buigmomentdiagram is een grafische weergave van het buigmoment langs een constructie-element, zoals een balk. Het diagram toont de variatie van het buigend moment over de lengte van de balk en geeft informatie over de verdeling van de interne krachten in de balk.

Het buigmoment is een maat voor de intensiteit van de buigkracht in een balk en wordt gedefinieerd als het product van de belasting en de afstand tot de neutrale as. De neutrale as is een denkbeeldige lijn langs het midden van de dwarsdoorsnede van de bundel waar de lengte van de vezels niet verandert. Het buigend moment kan positief zijn, negatief, of nul, afhankelijk van de richting en grootte van de belasting en de locatie van het aangrijpingspunt.

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 zo te ontwerpen dat hij de belastingen veilig en efficiënt kan weerstaan.. Het diagram kan worden gebruikt om de maximale en minimale buigmomenten en hun locaties te bepalen.

Hoe een buigend momentdiagram te berekenen met behulp van de bovenstaande tool

Buigmomentdiagrammen kunnen snel en eenvoudig worden gegenereerd met behulp van de bovenstaande rekenmachine. Binnen enkele minuten, je hebt nette en duidelijke diagrammen, hoe complex de bundel ook is. Een buigmomentdiagram berekenen met behulp van het bovenstaande straalbelasting rekenmachine, gewoon:

  • Voer de lengte van de balk in
  • Ondersteuning toevoegen (twee steunen voor eenvoudig ondersteund, enkel Vaste steun voor uitkraging)
  • Krachten toepassen (of schakel Eigengewicht in)
  • Rennen Berekenen die het buigmomentdiagram van de balk zal genereren:
Bending Moment Calculator

Bending moment formulas

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

Shear Force Calculator

What is a shear force and a shear force diagram?

A shear force diagram is a valuable tool used in structural engineering to represent the distribution of shear force along a beam or any other structural element. It is a graphical representation with the position of the beam plotted along the horizontal axis and the magnitude of shear force plotted along the vertical axis. This diagram helps engineers determine the maximum shear force and its location, which are crucial in determining the design requirements for the element. Understanding and constructing shear force diagrams is an essential part of the structural analysis process.

Here's an example of a shear force caused by a point load at 7.5m, taken from the above shear force calculator:

shear force diagram example using skyciv beam calculator software tool

How to calculate the shear force in a beam

SkyCiv has an extensive article on how to calculate the shear force diagram in a beam. Kortom, you would simple move along the beam plotting the vertical force and how it changes along the member. You will generally need to start by calculating the reaction forces (shown in the above segment) before plotting the shear force diagram. Use the sign convention to determine the direction of the shear force, where positive shear force is assumed to act upwards and negative shear force is assumed to act downwards. The main forumula or equation we use in calculating shear force is the following equilibrium equation:

∑Fy = 0

The full version of the above shear and moment diagram calculator will automatically show you the process step by step, with interactive hand calculation module. Here's an example of a cut made just after the first support (which has an upward force of 25kN):

By taking the sum of forces in Y, we can see there would be a positive shear force in the beam. This would remain constant, until the point load which acts at 7.5m along the beam. After that point load, you'll see that by summing the forces, the shear force ends up being negative:

Plotting this, we can get the full shear force diagram:

shear force diagram example using skyciv beam calculator software tool

Bending moment shear force calculator

De bovenstaande rekenmachine met stalen balkoverspanning is een veelzijdig hulpmiddel voor structurele engineering dat wordt gebruikt om het buigmoment in een aluminium te berekenen, houten of stalen balk. Het kan ook worden gebruikt als een calculator voor het draagvermogen van een balk door het te gebruiken als een calculator voor buigspanning of schuifspanning. Het is geschikt voor maximaal 2 verschillende geconcentreerde puntbelastingen, 2 verdeelde ladingen en 2 momenten. De verdeelde lasten kunnen zo worden gerangschikt dat het uniform verdeelde lasten zijn (UDL), driehoekige verdeelde lasten of trapeziumvormige verdeelde lasten. Alle belastingen en momenten kunnen zowel van opwaartse als neerwaartse richting zijn, die de meest voorkomende situaties voor bundelanalyse zou moeten kunnen verklaren. Berekeningen van buigmoment en schuifkracht kunnen tot oplopen 10 seconden om te verschijnen en houd er rekening mee dat u naar een nieuwe pagina met de reacties wordt geleid, dwarskracht diagram en buigend moment diagram van de balk.

Over SkyCiv

SkyCiv biedt een breed scala aan Cloud Structural Analysis and Design Software voor ingenieurs. Als een constant evoluerend technologiebedrijf, we zijn toegewijd aan het innoveren en uitdagen van bestaande workflows om ingenieurs tijd te besparen in hun werkprocessen en ontwerpen.

Meer functionaliteit nodig voor Beam Calculator?

Upgrade naar een betaald plan om alle functies voor uw Beam 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
Waardeer nu op!

Engineering Professional?

Als u een technische professional bent, u kunt meer profiteren door onze cloudgebaseerde 3D-software voor structurele analyse te gebruiken naast deze calculator. Deze software bevat geïntegreerde ontwerpmodules zoals AISC, ACI, NET ZO, Eurocode en CSA.
Bekijk software
Bekijk prijzen
Bekijk software
Bekijk prijzen

Meer gratis tools beschikbaar