Mechanica · Balken en doorbuiging

Balkdoorbuiging

Kies een gangbaar balkgeval, selecteer een profiel en sterke of zwakke as en bereken daarna maximale doorbuiging uit L, E, I en belasting.

Aangemaakt op v1.0

Door Thibaut Grzelak, Ingenieur mechanische berekeningen

Balken en doorbuiging
01

Invoer

Configuratie
Geometrie en materiaal
Profiel en traagheidsmoment
De bibliotheek vult I automatisch uit de nominale profielgeometrie.
De sterke as minimaliseert doorbuiging; de zwakke as is de flexibelere oriëntatie.
Kies de gepubliceerde cataloguswaarde of de analytische Formulaxis-waarde.
Uit het geselecteerde profiel berekende of handmatig ingevoerde waarde.
Belasting
Geverifieerd profiel

Profiel in deze berekening

IPE 200IPE-profielenSterke asAnalytische waarde
Gebruikte waarde
I1.845,5902 cm⁴
Herkomst
Door Formulaxis herberekend uit de nominale geometrie.

Sterke as — catalogus y-y — Formulaxis x-x

IPE 200. Sterke as. Analytische waarde. Gebruikte waarde: I = 1.845,5902 cm⁴

Resultaten zijn actueel.

03

Resultaten

Maximale hoekverdraaiing
1,451336mrad

Maximale rotatie voor het gekozen geval.

Karakteristieke reactie
5kN

Reactie per oplegging of inklemmingsreactie, afhankelijk van het geval.

Maximaal buigend moment
7,5kN·m

Maximale absolute waarde van het buigend moment.

Bekijk berekeningsdetailsFormules, SI-conversie, numerieke substitutie en resultatenOpen ↓

Berekeningsnota

Volledige berekeningsdetails

Rechte prismatische balk met constante E en I. Lineair-elastisch gedrag en kleine doorbuiging. Afschuifvervorming verwaarloosd. Geïdealiseerde statische belastingen en perfecte opleggingen.

← Bekijk de familie “Balken en doorbuiging”
01Formules en symbolen

Gebruikte formules

δFL³/(48EI)Vrij opgelegd, puntlast in het midden
δ5qL⁴/(384EI)Vrij opgelegd, gelijkmatig verdeelde belasting
δFL³/(3EI)Uitkraging, puntlast aan vrij uiteinde
δqL⁴/(8EI)Uitkraging, gelijkmatig verdeelde belasting
02Aannames en beperkingen

Toepassingsgebied

  • Rechte prismatische balk met constante E en I.
  • Lineair-elastisch gedrag en kleine doorbuiging.
  • Afschuifvervorming verwaarloosd.
  • Geïdealiseerde statische belastingen en perfecte opleggingen.
03Validatievoorbeeld

Numerieke referentiecase

  1. Vrij opgelegd, F = 10 kN in het midden, L = 3 m, E = 210 GPa en I = 8.000.000 mm⁴.
  2. Maximale doorbuiging = 3,3482 mm.
  3. Hoekverdraaiing bij de oplegging = 3,3482 mrad.
  4. Reactie per oplegging = 5 kN en Mmax = 7,5 kN·m.
04Veelgestelde vragen

Vragen over de berekening

Welke I-waarde moet worden ingevoerd?

Gebruik het oppervlaktetraagheidsmoment om de buigas. Bij een verticale belasting met de profielhoogte langs y wordt doorgaans Ix gebruikt.

Is afschuifdoorbuiging inbegrepen?

Nee. De formules gebruiken Euler–Bernoulli-theorie en zijn vooral geschikt voor slanke balken.

Kunnen meerdere belastingen worden gecombineerd?

De eerste versie behandelt één belastingsgeval tegelijk. Lineaire superpositie is mogelijk wanneer opleggingen en conventies consistent zijn.

05Bronnen

Technische bronnen

  1. Roark’s Formulas for Stress and Strain, 9th edition, beam tables.
  2. Gere & Goodno, Mechanics of Materials, elastic curve equation.