自由光束计算器

使用计算器, 只需按照以下步骤操作:

1. 使用“Beam”输入您的梁长度’ 菜单.
2. 使用“支持”’ 菜单可在沿梁的任何位置应用支撑类型. 可用的支持类型包括:
   • 引脚支持
   • 托辊支撑
   • 固定支持
   • 弹簧支撑
3. 使用“部分’ 应用自定义惯性矩的菜单 (从) 或杨氏模量 (Ë) 值. 或者, 我们还包括一个使用 SkyCiv 的剖面生成器工具的按钮:
   • 这将使用我们完全集成的部分生成器打开一个新菜单, 允许您访问我们包含的来自世界各地的预设数据库形状. Section Builder 还允许您使用“形状模板”选项轻松创建和保存自定义形状. 学习更多关于 SkyCiv版块生成器.
4. 选择您的部分后, 您可以在“铰链”下方沿着梁跨度添加任何铰链’ 菜单.
5. 您的光束现已设置! 现在我们可以应用您想要评估梁的阻力的负载. 使用“点载荷”, “时刻”, 或“分布式负载”’ 用于将一种或多种载荷类型应用到您创建的梁上的菜单. 我们还强烈建议指定每个负载对应的不同负载情况. 您可以使用“负载案例”来做到这一点’ 添加每个相应负载之前的下拉菜单.
6. 添加负载案例的原因现在在最后一步变得明显. 打开“荷载组合”’ 菜单为每个载荷工况应用不同的系数.
   • 或者, 使用我们的“从设计代码导入”’ 功能自动将您创建的荷载分配给您所在地区的设计规范规定的特定荷载组合!
7. 最后要考虑的负载是自重. 使用“自重”’ 计算器右上角的切换按钮可打开或关闭对自重的考虑. 我们会根据您选择的光束长度自动计算自重, 材料, 和断面形状.
8. 现在我们的梁和负载已经分配, 让我们解决! 单击绿色的“解决”’ 计算器右上角的按钮. 您将看到一个超级易于使用的结果页面，其中包括以下功能:
   • 视图:
     • 反应
     • 弯矩图
     • 剪力图
     • 挠度和跨度计算
     • 应力计算
     • 剖面属性
     • 3D渲染
   • 在格式化的 PDF 报告中下载上述结果的自定义选择.
   • 使用“分析”’ 选项卡可查看各种标准, 如:
     • 偏转
     • 自定义压力限制
     • 材料产量
     • 材料强度
   • 使用“设计’ 选项卡可根据您所在地区的特定规范要求立即检查光束! 这非常有用!
   • 使用“优化”’ 选项卡可根据您选择的标准更改您选择的部分大小. 如果您选择的部分尺寸太大或太小并希望我们帮助您做出决定，这将非常方便.
   • 结果页面还有更多功能, 包括 CSV 导出和手算.

最强大的功能之一就是将其用作光束偏转计算器 (或光束位移计算器). 这可用于观察计算得出的简单支撑梁或悬臂梁的挠度. 能够添加截面形状和材料, 这使得它可用作 lvl 梁或 i 梁设计的木梁或钢梁计算器. 目前, 此功能在 SkyCiv Beam 中可用，它具有更多的木材功能, 混凝土和钢梁设计.

梁偏转是指梁在其自身重量或施加的载荷作用下弯曲或下垂. 基本上, 它是梁在承受载荷时所经历的位移或弯曲量. 把它想象成一个跳水板. 当你站在跳水板的尽头, 它弯曲并向下倾斜. 这就是光束偏转的实际情况! 跳水板是横梁，你的体重是导致其弯曲的负载.

在工程中, 了解和计算梁挠度非常重要，因为它会影响结构的整体强度和稳定性. 偏转太大会导致失败, 因此工程师需要设计足够坚固的横梁，以抵抗他们将要承受的载荷下的挠曲. 梁偏转是工程师在设计结构时考虑的适用性标准之一. 这是因为过度偏转会导致不必要的美学效果, 例如下垂的地板, 饰面开裂, 或给用户带来不适. 因此, 工程师的目标是将偏转限制在可接受的水平，以便结构性能令人满意并为用户提供舒适的环境.

计算光束偏转起初看起来很吓人, 但拆开来看其实并不太复杂. 工程师还可以使用经验公式来快速计算梁的挠度，这就是我们将在下面的示例中使用的:

让我们考虑一个简单的支撑梁，其跨度为 w = 10 kN/m 在 L = 10m 跨度上, 以及以下材料特性: 杨氏模量, E = 200,000 兆帕, 绕 y 轴的转动惯量为 I = 0.0015 米^4. 梁的偏转可以使用以下公式计算, 取自SkyCiv的 光束挠度公式 页.

作为工程师，验证您的结果始终很重要, 所以让我们将相同的数字插入 SkyCiv 的自由光束偏转计算器:

快速回答是任何事情! 以上工具可作为钢梁计算器使用, 木材计算器甚至用于混凝土结构. 可以更改材料的输入以适应您想要设计的任何材料. 例如, 用户将输入约的杨氏模量 200,000 兆帕 (要么 29,000 ksi 英制单位). 为了简单起见, 免费工具仅采用材料杨氏模量, 然而我们的完整版也将包含屈服/极限强度, 密度和泊松比.

SkyCiv 的上述反作用力梁计算器能够快速轻松地计算悬臂或简支梁的支撑反作用力. 添加多个力和不同的支撑条件和位置以获得支撑处的反应. 想了解更多关于反应的信息, 继续阅读有关反作用力的详细指南.

反作用力是对施加载荷的响应中存在的支撑力. 它们是平衡施加载荷的力, 确保结构保持平衡和静态, 这是关键的结构工程条件. 反作用力可以被认为是 “支援部队” 抵消载荷施加在结构上的力. 它们可以使用材料的静力学和力学原理来确定. 在梁反作用力方面, 这些通常是固定的合力, 固定或滚轮支撑. 它们通常由以下反作用力组成 (假设在垂直和水平方向上施加力:

• 固定支架 – 通常有一个Vx, 是的 (水平的, 垂直反应) 和 Mz (瞬间反应)
• 固定支撑 – 通常只有垂直和水平的反作用力 (Vx, 你)
• 滚筒支架 – 通常只有垂直反作用力 (你)

光束跨度计算器将轻松计算支撑处的反应. 能够计算悬臂或简单梁的支撑处的反应. 这包括计算悬臂梁的反应, 它有一个弯矩反应以及x,y反作用力. 支撑处的反作用力也可用于计算结构中的整体力. 只需将这些值加在一起, 并且您可以计算施加到您的结构上的总力.

梁上的反作用力可以通过求解以下平衡方程来计算:

∑F_和 = 0
(所有垂直力和垂直支撑反作用力总和为 0)

∑M_与 = 0
(力矩总和为 0)

看一个简单的例子通常会很有帮助. 考虑具有均匀载荷的长度 L = 10m 的简支梁 (单位长度力) 的 w = 5 kN/m 作用于它. 支撑位于点 A 和 B. 支撑处的反作用力表示为 R_A 和 R_B.

计算反作用力, 我们可以使用以下步骤:

• 绘制梁的自由体图, 显示所有负载和支撑. (看上面)
• 垂直方向上的力的总和. 在简支梁中, 唯一的垂直力是 5kN/m 的力, 当乘以成员的长度时 (L = 10) 我们得到 5*10 = 50 千牛. 写出垂直力的方程:

∑F_和 = 0
= R_一个 + [R_乙 – wL
= R_一个 + [R_乙 – 5*10
[R_一个 + [R_乙 = 50 千牛

• 使用力矩总和来计算其中一个反应 (通常是左侧, 在这种情况下 R_A):

∑M_与 = 0
0 = –50 千牛 (-5米) + [R_乙(-10米) + [R_一个(0)
[R_乙 = 25kN

因此, [R_一个 = 25kN

显然这只是一个简单的例子，更复杂的结构将需要额外的计算来确定反作用力 – 为此，我们有一个更详细的教程 如何计算梁中的反作用力. 另外, 在真实场景中, 梁还可能承受其他载荷和力，例如剪切力, 弯矩, 和偏转, 分析设计时需要考虑的. SkyCiv 的上述梁荷载计算器可用于计算具有简单支撑或悬臂支撑的梁的反作用力. 所以我们可以使用上面的计算器来验证结果:

弯矩图是沿结构构件的弯矩力的图形表示, 比如光束. 该图显示了沿梁长度的弯矩值.

弯矩是梁中弯曲力的量度，计算方法是载荷乘以距中性轴的距离. 中性轴是一条穿过横截面质心的假想线 – 从技术上讲，纤维的长度没有变化. 弯矩可为正, 消极的, 或零取决于负载的方向和大小. 弯曲力的方向取决于 签署公约, 但默认情况下，当梁的顶部光纤被压缩时，SkyCiv 软件将显示正弯矩图.

弯矩图对工程师来说是一个重要的工具，因为它可以让他们了解梁在载荷下的行为，并设计梁以安全有效地抵抗载荷. 该图可用于确定最大和最小弯矩及其位置.

使用上述计算器可以快速轻松地生成弯矩图. 几分钟之内, 你将得到整洁清晰的图表, 无论光束多么复杂. 使用上述计算弯矩图 梁负载计算器, 只是:

• 输入梁长
• 添加支持 (简单支撑的两个支撑, 悬臂固定支架)
• 施力 (或打开自重)
• 跑 计算 这将生成梁的弯矩图:

想要查询更多的信息, 请访问我们的文档 如何求弯矩.

有许多弯矩公式可用于快速轻松地计算一系列不同梁设置中的最大弯矩力. 在我们网站的另一个页面上有可用的 弯矩公式.

剪力图是结构工程中用于表示剪力沿梁或任何其他结构元件的分布的重要工具. 它是横轴为梁位置，纵轴为剪力大小的图形表示. 此图可帮助工程师确定最大剪切力及其位置, 这对于确定元素的设计要求至关重要. 理解和构建剪力图是结构分析过程的重要组成部分.

这是由 7.5m 处的点载荷引起的剪力的示例, 取自上述剪力计算器:

SkyCiv 有一篇关于 如何计算剪力图 在光束中. 简而言之, 您可以简单地沿着梁移动，绘制垂直力及其沿构件的变化方式. 您通常需要从计算反作用力开始 (如上段所示) 在绘制剪力图之前. 使用符号约定确定剪力的方向, 其中，假设正剪力使梁截面逆时针旋转，而假设负剪力使梁截面顺时针旋转. 我们在计算剪切力时使用的主要公式或方程是以下平衡方程:

∑Fy = 0

以上剪力图和力矩图计算器的完整版会自动一步一步地告诉你这个过程, 带有交互式手算模块. 这是在第一个支撑后立即进行切割的示例 (其向上的力为 0.25 基普):

通过取 Y 中的力的总和, 我们可以看到梁中会有一个正剪力. 这将保持不变, 直到沿梁作用在 7.5m 处的点荷载. 在那点负载之后, 通过对力量求和你会发现, 剪切力最终为负:

绘制这个, 我们可以得到完整的剪力图:

上面的钢梁跨度计算器是一种多功能的结构工程工具，用于计算铝的弯矩, 木梁或钢梁. 通过将其用作弯曲应力或剪切应力计算器，还可以用作梁的负载能力计算器. 最多可容纳 2 不同的集中点载荷, 2 分散的负载和 2 片刻. 可以将分布载荷布置成均匀分布的载荷 (UDL), 三角形分布载荷或梯形分布载荷. 所有负载和力矩的大小都可以向上或向下, 应该能够解决最常见的光束分析情况. 弯矩和剪力的计算可能需要 10 秒出现，请注意，您将被引导至带有新反应的新页面, 梁的剪力图和弯矩图.

上述计算器能够分析一系列光束类型 – 包括我梁, 频道, 空心矩形甚至自定义形状. 所以, 尽管许多人将其称为 i 光束计算器, 还有更多!

在我们的部分构建器中构建自定义形状, 或者从 AISC 等通用库加载, AISI, 澳大利亚钢结构设计, 欧洲和加拿大图书馆仅举几例. 加载一个部分是即时的, 用户甚至可以充分利用强大的搜索功能来帮助您找到所需的内容.

SkyCiv为工程师提供了广泛的云结构分析和设计软件. 作为一家不断发展的科技公司, 我们致力于创新和挑战现有的工作流程，以节省工程师的工作流程和设计时间.