Tính toán
Kỹ thuật
Toán họcMáy tính tải trọng dầm
Máy tính tải trọng dầm trực tuyến miễn phí cho kỹ thuật xây dựng. Tính toán độ võng tối đa, mô men uốn và lực cắt cho dầm giản đơn và dầm công xôn với tải trọng tập trung và phân bố. Công cụ cần thiết cho kỹ sư và nhà thiết kế.
Máy tính tải trọng dầm là gì?
Máy tính tải trọng dầm là công cụ kỹ thuật thiết yếu dùng để xác định hành vi kết cấu của dầm dưới các điều kiện chịu tải khác nhau. Nó tính toán các thông số quan trọng bao gồm độ võng tối đa, mô men uốn và lực cắt, đây là những yếu tố cơ bản cho thiết kế và phân tích kết cấu. Kỹ sư sử dụng các phép tính này để đảm bảo rằng dầm có thể chịu được tải trọng áp dụng một cách an toàn mà không bị biến dạng quá mức hoặc hỏng hóc.
Cách sử dụng Máy tính tải trọng dầm
- Chọn loại dầm và điều kiện tải trọng (giản đơn hoặc công xôn, tải trọng tập trung hoặc phân bố)
- Nhập chiều dài dầm theo đơn vị bạn ưa thích (m, ft hoặc in)
- Nhập tải trọng áp dụng (W) - cho tải trọng tập trung hoặc tổng tải trọng phân bố
- Nhập mô đun đàn hồi (E) của vật liệu dầm (thường là 200 GPa cho thép, 70 GPa cho nhôm)
- Nhập mô men quán tính (I) của mặt cắt ngang dầm
- Nhấp Tính toán để xem độ võng tối đa, mô men uốn và lực cắt
- Xem lại chi tiết tính toán và công thức được sử dụng để xác minh
Các loại gối đỡ dầm
Dầm giản đơn
Dầm giản đơn được đỡ ở cả hai đầu với một đầu cho phép di chuyển theo phương ngang (gối di động) và đầu kia ngăn không cho di chuyển (gối cố định). Đây là một trong những cấu hình dầm phổ biến nhất trong xây dựng và các ứng dụng kỹ thuật.
Dầm công xôn
Dầm công xôn được ngàm chặt ở một đầu và đầu kia tự do. Cấu hình này thường được sử dụng trong ban công, mái hiên và kết cấu cần trục. Dầm công xôn chịu độ võng và mô men uốn cao hơn so với dầm giản đơn có cùng chiều dài và tải trọng.
Các loại tải trọng
- Tải trọng tập trung: Lực tác dụng tại một điểm duy nhất trên dầm. Ví dụ như một người đứng trên dầm hoặc một cột đỡ lên dầm.
- Tải trọng phân bố đều (UDL): Tải trọng được phân bố đều dọc theo chiều dài của dầm. Ví dụ như trọng lượng của sàn bê tông, tải trọng tuyết trên mái nhà hoặc trọng lượng bản thân của dầm.
Công thức tính độ võng dầm chuẩn
Dầm giản đơn - Tải trọng tập trung ở giữa nhịp:
δ = WL3 / (48EI)
Dầm giản đơn - Tải trọng phân bố đều:
δ = 5wL4 / (384EI)
Dầm công xôn - Tải trọng tập trung ở đầu tự do:
δ = WL3 / (3EI)
Dầm công xôn - Tải trọng phân bố đều:
δ = wL4 / (8EI)
Định nghĩa các thông số
- W: Tải trọng tập trung (lực tác dụng tại một điểm)
- w: Tải trọng phân bố trên một đơn vị chiều dài
- L: Chiều dài của dầm
- E: Mô đun đàn hồi (mô đun Young) của vật liệu dầm
- I: Mô men quán tính bậc hai (mô men quán tính diện tích) của mặt cắt ngang dầm
- δ: Độ võng tối đa của dầm
Ứng dụng phổ biến
- Thiết kế kết cấu nhà cao tầng và cầu
- Thiết kế cơ khí cho khung máy và thiết bị
- Kỹ thuật hàng không cho phân tích cánh và thân máy bay
- Kỹ thuật xây dựng cho thiết kế xà sàn và kèo mái
- Thiết kế dầm cần trục và tời nâng
- Phân tích khung gầm và khung xe ô tô
- Lựa chọn vật liệu cho các bộ phận kết cấu
- Kiểm soát chất lượng và xác minh tính toàn vẹn kết cấu
- Mục đích giáo dục trong các khóa học kỹ thuật
- Đánh giá khả năng chịu tải cho cải tạo công trình
Mẹo cho thiết kế dầm
- Luôn kiểm tra quy chuẩn và tiêu chuẩn xây dựng địa phương về giới hạn độ võng
- Với dầm thép, E thường = 200 GPa; nhôm E = 70 GPa; gỗ E = 10-15 GPa
- Giới hạn độ võng thường là L/360 cho sàn và L/240 cho mái (L là chiều dài nhịp)
- Mô men quán tính (I) cao hơn dẫn đến độ võng thấp hơn - xem xét sử dụng dầm sâu hơn
- Xem xét tải trọng động và hệ số xung kích ngoài tải trọng tĩnh
- Tính đến trọng lượng bản thân của dầm trong tính toán tải trọng phân bố
- Sử dụng hệ số an toàn phù hợp dựa trên ứng dụng và quy chuẩn xây dựng
- Tham khảo ý kiến kỹ sư kết cấu có chứng chỉ cho các ứng dụng quan trọng
