Calculadora de feixe online grátis

Calcular reações, força de cisalhamento, momento de flexão, deflexão e tensão para vigas em balanço ou simplesmente apoiadas

Iniciando o SkyCiv Beam...

Sobre a Calculadora de Feixe SkyCiv

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:

Como usar o SkyCiv Beam Calculator

Bem-vindo à nossa calculadora gratuita de vigas! SkyCiv Free Beam Calculator gera as reações, Diagramas de força de cisalhamento (SFD), Diagramas de momento de flexão (BMD), deflexão, e tensão de uma viga em balanço ou viga simplesmente apoiada. A ferramenta SkyCiv Beam orienta os usuários ao longo de um fluxo de trabalho profissional de cálculo de vigas, culminando na capacidade de visualizar e determinar se eles estão em conformidade com os códigos de design da sua região.

Assista ao tutorial em vídeo abaixo para começar a usar nossa calculadora.

instruções escritas

Para usar a calculadora, basta seguir estes passos:

  1. Insira o comprimento do feixe usando o menu 'Beam'.
  2. Use o menu 'Suportes' para aplicar seu tipo de suporte em qualquer local ao longo de sua viga. Os tipos de suporte disponíveis incluem:
    • Suporte para alfinetes
    • Suporte de rolo
    • Suporte fixo
    • Suporte de Primavera
  3. Use o menu 'Seção' para aplicar um momento de inércia personalizado (A partir de) ou Módulo de Young (E) valor. alternativamente, também incluímos um botão para usar a ferramenta Section Builder do SkyCiv:
    • Isso abre um novo menu com nosso Construtor de Seções totalmente integrado, permitindo que você acesse formas de banco de dados predefinidas que incluímos de todo o mundo. O Section Builder também permite que você crie e salve facilmente formas personalizadas usando a opção Shape Templates. Aprender mais sobre SkyCiv Section Builder.
  4. Depois de selecionar sua seção, você tem a oportunidade de adicionar dobradiças ao longo do vão da viga no menu 'Dobradiça'.
  5. Seu feixe agora está configurado! Agora podemos aplicar as cargas que você gostaria de avaliar a resistência da viga para. Use as 'cargas pontuais', 'Momentos', ou menus 'Cargas distribuídas' para aplicar um ou vários desses tipos de carga em sua viga criada. Também recomendamos especificar os diferentes casos de carga a que cada carga corresponde. Você pode fazer isso usando o menu suspenso 'Caso de carga' antes de adicionar cada carga respectiva.
  6. A razão para adicionar casos de carga torna-se aparente agora na etapa final. Abra o menu 'Combinações de carga' para aplicar diferentes fatores para cada caso de carga.
    • alternativamente, use nossa função 'Importar do código de projeto' para atribuir automaticamente as cargas que você criou às combinações de carga específicas prescritas pelo código de projeto de sua região!
  7. Uma carga final a considerar é o peso próprio. Use o botão de alternância 'Peso próprio' no canto superior direito da calculadora para ativar ou desativar a consideração do peso próprio. Calculamos automaticamente o peso próprio com base no comprimento do feixe escolhido, material, e forma de seção.
  8. Agora que nossa viga e cargas foram atribuídas, vamos resolver! Clique no botão verde 'Resolver' no canto superior direito da calculadora. Você será saudado com uma página de resultados superfácil de usar que inclui as seguintes funcionalidades:
    • Visualizar:
      • Reações
      • Diagrama de momento de flexão
      • Diagrama de força de cisalhamento
      • Cálculo de deflexão e vão
      • Cálculo de tensão
      • Propriedades da seção
      • 3D Render
    • Baixe uma seleção personalizada dos resultados acima em um relatório PDF formatado.
    • Use a guia 'Análise' para visualizar vários critérios, tal como:
      • Deflexão
      • Limite de estresse personalizado
      • Rendimento do Material
      • Resistência do material
    • Use a guia 'Design' para verificar instantaneamente a viga em relação aos requisitos de código específicos da sua região! Isso é insanamente útil!
    • Use a guia 'Otimizar' para alterar o tamanho da seção escolhida com base nos critérios que você pode escolher. Isso é muito útil se você escolheu um tamanho de seção muito grande ou muito pequeno e gostaria de nossa ajuda para decidir.
    • Há ainda mais funcionalidade na página de resultados, incluindo exportação de CSV e cálculos manuais.

Calculadora de deflexão de feixe

Uma das funções mais poderosas é usá-lo como uma calculadora de deflexão do feixe (ou calculadora de deslocamento de feixe). Isso pode ser usado para observar a deflexão calculada de uma viga simplesmente apoiada ou de uma viga cantilever. Ser capaz de adicionar formas e materiais de seção, isso o torna útil como uma calculadora de viga de madeira ou como uma calculadora de viga de aço para projeto de viga lvl ou i. Por enquanto, esta funcionalidade está disponível no SkyCiv Beam, que tem muito mais funcionalidades para madeira, projeto de vigas de concreto e aço.

O que é deflexão do feixe?

A deflexão da viga é quando uma viga se dobra ou cede sob seu próprio peso ou devido a cargas aplicadas. Como Calcular o Fator de Segurança Contra Deslizamento para Muro de Contenção, é a quantidade de deslocamento ou flexão que uma viga experimenta quando submetida a uma carga. Pense nisso como um trampolim. Quando você fica na ponta do trampolim, ele se curva e desce. Isso é deflexão do feixe em ação! O trampolim é a trave e seu peso é a carga que está fazendo com que ele dobre.

Na engenharia, é importante entender e calcular a deflexão da viga porque ela pode afetar a resistência geral e a estabilidade de uma estrutura. Muita deflexão pode resultar em falha, então os engenheiros precisam projetar vigas que sejam fortes o suficiente para resistir à deflexão sob as cargas que irão experimentar. A deflexão da viga é um dos critérios de manutenção que os engenheiros consideram ao projetar estruturas. Isso ocorre porque a deflexão excessiva pode resultar em efeitos estéticos indesejados, como pisos flácidos, rachaduras de acabamentos, ou desconforto para os usuários. Portanto, os engenheiros visam limitar a deflexão a níveis aceitáveis ​​para que a estrutura funcione satisfatoriamente e proporcione um ambiente confortável para os usuários.

Como calcular a deflexão do feixe

Calcular a deflexão do feixe pode parecer intimidador no início, mas na verdade não é muito complicado quando você o divide. Os engenheiros também podem usar a fórmula empírica para calcular rapidamente a deflexão de uma viga, que é o que usaremos no exemplo abaixo:

Vamos considerar uma viga simples apoiada com um vão de uma carga uniforme de w = 10 kN/m sobre um L = vão de 10m, e as seguintes propriedades do material: módulo de Young, E = 200,000 MPa, e o momento de inércia em relação ao eixo y é I = 0.0015 m^4. A deflexão da viga pode ser calculada usando a equação, presilha ou membro adicional que conecta os dois membros Fórmula de deflexão do feixe página.

É sempre importante como engenheiro verificar seu resultado, então vamos inserir os mesmos números na Calculadora de Deflexão de Feixe Gratuita do SkyCiv:

Beam Deflection Calculator

Quais materiais esta calculadora de carga de viga pode calcular?

A resposta rápida é qualquer coisa! A ferramenta acima pode ser usada como uma calculadora de viga de aço, uma calculadora de madeira ou mesmo usado para estruturas de concreto. A entrada para o material pode ser alterada para se adequar a qualquer material que você deseja projetar. Por exemplo, como uma calculadora de viga de aço, o usuário entraria em um Módulo de Young de cerca de 200,000 MPa (ou 29,000 ksi para unidades imperiais). Pela simplicidade, a ferramenta gratuita leva apenas os materiais Módulo de Young, no entanto, nossa versão completa também terá Yield/Ultimate Strength, Densidade e Razão de Poisson.

Calculadora de reação de feixe

A calculadora de vigas de forças de reação acima do SkyCiv é capaz de calcular rápida e facilmente as forças de reação de suporte de seu cantilever ou vigas simplesmente apoiadas. Adicione várias forças e diferentes condições e locais de suporte para obter as reações nos suportes. Quer saber mais sobre reações, continue lendo para obter um guia detalhado sobre forças de reação.

O que são forças de reação?

As forças de reação são as forças de suporte que existem em resposta às cargas aplicadas. São as forças que equilibram as cargas aplicadas, garantindo que a estrutura permaneça em equilíbrio e estática, que são condições críticas de engenharia estrutural. As forças de reação podem ser consideradas como "forças de apoio" que neutralizam as forças exercidas pelas cargas na estrutura. Eles podem ser determinados usando os princípios da estática e mecânica dos materiais. Em termos de forças de reação da viga, estas são geralmente as forças resultantes do pino, suportes fixos ou de rolos. Eles são geralmente compostos pelas seguintes forças de reação (assumindo que as forças são aplicadas nas direções vertical e horizontal:

  • Suportes fixos - geralmente tem um Vx, aa (horizontal, reações verticais) e Mz (reação do momento)
  • Suportes Fixados - geralmente têm apenas forças de reação verticais e horizontais (Vx, Você)
  • Suportes de rolo - normalmente terá apenas uma força de reação vertical (Você)

A calculadora da amplitude do feixe calculará facilmente as reações nos apoios. É capaz de calcular as reações em suportes para vigas cantilever ou simples. Isso inclui o cálculo das reações para uma viga cantilever, que tem uma reação de momento fletor, bem como x,minhas forças de reação. As reações nos apoios também são úteis no cálculo de toda a força na estrutura. Basta adicionar esses valores juntos, e você pode calcular a quantidade total de força aplicada à sua estrutura.

Como calcular as forças de reação em uma viga?

As forças de reação em uma viga podem ser calculadas resolvendo as seguintes equações de equilíbrio:

∑FY = 0
(Todas as forças verticais e reações de apoio vertical somam 0)

∑Mcom = 0
(As forças do momento somam 0)

Muitas vezes é útil olhar para um exemplo simples. Considere uma viga simplesmente apoiada de comprimento L = 10m com uma carga uniforme (força por unidade de comprimento) de w = 5 kN/m agindo sobre ele. Os apoios estão localizados nos pontos A e B. As forças de reação nos apoios são denotadas como R_A e R_B.

Beam Reaction Calculator

Para calcular as forças de reação, podemos usar os seguintes passos:

  • Desenhe um diagrama de corpo livre da viga, mostrando todas as cargas e os suportes. (Veja acima)
  • Some as forças na direção horizontal. Em uma viga simplesmente apoiada, a única força horizontal é a força de 5kN/m, que quando multiplicado pelo comprimento do membro (L = 10) s/h 5*10 = 50 kN. Escreva uma equação para as forças horizontais:

∑FY = 0
= RUMA + RB - wL
= RUMA + RB - 5*10
RUMA + RB = 50 kN

  • Use a soma dos momentos para calcular uma das reações (geralmente o lado esquerdo, neste caso R_A):

∑Mcom = 0
0 = -50 kN (-5m) + RB(-10m) + RUMA(0)
RB = 25kN

Portanto, RUMA = 25kN

Obviamente, este é apenas um exemplo simples e estruturas mais complexas exigirão cálculos adicionais para determinar as forças de reação - para isso, temos um tutorial mais detalhado sobre como calcular forças de reação em uma viga. Além disso, em cenários do mundo real, a viga também pode sofrer outras cargas e forças, como cisalhamento, momento de flexão, e deflexão, que precisam ser considerados na análise e no projeto. A calculadora de carga de vigas acima do SkyCiv pode ser usada para calcular forças de reação para vigas com suportes simples ou suportes em balanço. Assim, podemos verificar os resultados usando a calculadora acima:

Beam Reaction Calculator

Calculadora de momento de flexão

O que é um diagrama de momento fletor?

Um diagrama de momento fletor é uma representação gráfica do momento fletor ao longo de um membro estrutural, como uma viga. O diagrama mostra a variação do momento fletor ao longo do comprimento da viga e fornece informações sobre a distribuição das forças internas na viga.

O momento de flexão é uma medida da intensidade da força de flexão em uma viga e é definido como o produto da carga e a distância do eixo neutro. O eixo neutro é uma linha imaginária ao longo do centro da seção transversal da viga onde não há mudança no comprimento das fibras. O momento fletor pode ser positivo, negativo, ou zero dependendo da direção e magnitude da carga e a localização do ponto de aplicação.

Um diagrama de momento fletor é uma ferramenta importante para engenheiros porque permite entender o comportamento da viga sob carga e projetar a viga para resistir às cargas com segurança e eficiência. O diagrama pode ser usado para determinar os momentos de flexão máximos e mínimos e suas localizações.

Como calcular um diagrama de momento fletor usando a ferramenta acima

Os diagramas de momento de dobra podem ser gerados de forma rápida e fácil usando a calculadora acima. Em minutos, você terá diagramas limpos e claros, não importa quão complexo seja o feixe. Para calcular um diagrama de momento fletor usando o acima calculadora de carga de feixe, simplesmente:

  • Insira o comprimento do feixe
  • Adicionar suportes (dois suportes para suportes simples, único Suporte fixo para cantilever)
  • Aplicar forças (ou ative o peso próprio)
  • Corre Calcular que irá gerar o diagrama de momento fletor da viga:
Bending Moment Calculator

Bending moment formulas

Existem várias fórmulas de momento fletor que podem ser usadas para calcular rápida e facilmente as forças máximas do momento fletor em uma variedade de diferentes configurações de vigas. Estão disponíveis em outra página do nosso site chamada Fórmula do momento de flexão.

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. Resumidamente, 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

A calculadora de amplitude de viga de aço acima é uma ferramenta de engenharia estrutural versátil usada para calcular o momento de flexão em um alumínio, madeira ou viga de aço. Ele também pode ser usado como um calculador da capacidade de carga da viga, usando-o como uma calculadora de tensão de flexão ou cisalhamento. É capaz de acomodar até 2 diferentes cargas pontuais concentradas, 2 cargas distribuídas e 2 momentos. As cargas distribuídas podem ser organizadas de modo que sejam cargas uniformemente distribuídas (UDL), cargas distribuídas triangulares ou cargas distribuídas trapezoidais. Todas as cargas e momentos podem ser tanto para cima quanto para baixo em magnitude, que deve ser capaz de levar em conta as situações mais comuns de análise de feixe. Os cálculos do momento de flexão e da força de cisalhamento podem levar até 10 segundos para aparecer e observe que você será direcionado para uma nova página com as reações, diagrama de força de cisalhamento e diagrama de momento fletor da viga.

Sobre SkyCiv

SkyCiv oferece uma ampla gama de software de análise e design estrutural em nuvem para engenheiros. Como uma empresa de tecnologia em constante evolução, estamos comprometidos em inovar e desafiar os fluxos de trabalho existentes para economizar tempo dos engenheiros em seus processos de trabalho e projetos.

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Se você é um profissional de engenharia, você pode se beneficiar mais usando nosso software de análise estrutural 3D baseado em nuvem, além desta calculadora. Este software inclui módulos de design integrados, como AISC, ACI, COMO, Eurocódigo e CSA.
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