빔 계산기

분류：주택/건축
- 2025년 10월 4일
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다양한 지지 조건과 하중 시나리오에 대한 빔의 처짐, 응력 및 반응을 계산합니다. 이 계산기는 엔지니어, 건축가 및 학생들이 다양한 하중에서 빔의 거동을 분석하는 데 도움을 줍니다.

빔 속성

강철 ~200 GPa, 콘크리트 ~30 GPa, 목재 ~10 GPa
직사각형 단면의 경우: bh³/12
직사각형 단면의 경우: bh²/6

지지 구성

하중 시나리오

왼쪽 지지에서의 거리

빔 이론 및 공식

계산기는 구조 역학의 빔 이론의 기본 원리를 사용합니다:

주요 방정식
  • 굽힘 응력: σ = M/S 여기서 M은 모멘트이고 S는 단면 계수입니다.
  • 빔 처짐: EI(d²y/dx²) = M(x)로 모멘트와 관련이 있습니다.
  • 전단력: V = dM/dx (굽힘 모멘트의 변화율)
  • 분포 하중: w = dV/dx (전단력의 변화율)
지지 조건
  • 단순 지지: 자유 회전, 지지점에서의 처짐 없음
  • 고정 끝: 회전 없음, 처짐 없음
  • 외팔보: 한쪽 끝이 고정되고 다른 쪽은 자유
  • 지지된 외팔보: 한쪽 끝이 고정되고 다른 쪽은 단순 지지

면책 조항: 이 계산기는 교육 및 초기 설계 목적으로만 사용됩니다. 결과는 구조 설계 또는 분석에 사용하기 전에 자격을 갖춘 엔지니어에 의해 검증되어야 합니다. 계산기는 단순화된 빔 이론을 사용하며 실제 응용에서 모든 가능한 요소를 고려하지 않습니다.

빔 계산기 개요

빔 계산기는 다양한 하중 및 지지 조건에서 빔이 어떻게 작용하는지를 분석하는 데 사용되는 인터랙티브 도구입니다. 구조물을 계획하는 엔지니어, 응력과 처짐에 대해 배우는 학생, 구조 성능을 추정하는 계약자 등 누구에게나 이 도구는 정확하고 빠른 계산을 도와줍니다.

주요 계산 및 공식

이 계산기는 여러 중요한 구조적 특성을 평가합니다:

  • 처짐: 미분 방정식에 기반: \( EI \frac{d^2y}{dx^2} = M(x) \)
  • 굽힘 응력: \( \sigma = \frac{M}{S} \)
  • 전단력: \( V = \frac{dM}{dx} \)
  • 분포 하중 (하중 강도): \( w = \frac{dV}{dx} \)

빔 계산기 사용 방법

빔을 분석하려면 다음 단계를 따르세요:

  • 1단계: 빔 길이를 입력하고 적절한 단위(미터 또는 피트)를 선택합니다.
  • 2단계: 탄성 계수, 관성 모멘트 및 단면 계수를 제공합니다. 필요에 따라 GPa, cm⁴ 또는 in³와 같은 단위를 전환할 수 있습니다.
  • 3단계: 지지 구성(예: 단순 지지, 외팔보 등)을 선택합니다.
  • 4단계: 하중 시나리오(점 하중, 균일 하중, 모멘트 또는 삼각 하중)를 선택합니다.
  • 5단계: 하중의 크기와 위치를 입력합니다(필요한 경우).
  • 6단계: 계산을 클릭하여 도표, 반응력 및 수치 결과를 확인합니다.
  • 7단계: 탭을 사용하여 처짐, 모멘트 및 전단력 차트 간에 전환합니다. 참조를 위해 자세한 결과를 다운로드할 수도 있습니다.

얻을 수 있는 결과

계산이 완료되면 다음을 받게 됩니다:

  • 빔 처짐: 하중에 따라 빔이 얼마나 휘어지는지.
  • 굽힘 모멘트: 빔에서 발생하는 내부 모멘트.
  • 전단력: 빔 단면을 전단하려는 내부 힘.
  • 굽힘 응력: 굽힘으로 인한 빔의 응력.
  • 반응력: 평형을 유지하기 위해 지지대에서 필요한 힘.

이 도구가 유용한 이유

구조 분석은 안전하고 비용 효율적인 설계를 위해 필수적입니다. 이 계산기는 다음을 도와줍니다:

  • 건설 또는 개조 프로젝트에서 안전한 빔 설계.
  • 기초, 슬래브 또는 프레임워크에 대한 자재 요구량 추정 — 기초 자재 계획 또는 콘크리트 타설 가이드 작업 흐름에서 유용합니다.
  • 공학 및 건축 학생들의 학습 격차 해소.
  • 콘크리트 계산기, 철근 계산기, 기초 계산기와 같은 도구와 함께 콘크리트 보강 계획을 지원합니다.

자주 묻는 질문 (FAQ)

  • 이 도구를 실제 건설에 사용할 수 있나요?
    이 도구는 초기 분석 및 교육 목적으로 사용하세요. 중요한 결정은 항상 면허가 있는 구조 엔지니어와 상담하세요.
  • 관성 모멘트를 모르면 어떻게 하나요?
    직사각형 단면에 대해 \( I = \frac{b h^3}{12} \)와 같은 공식을 사용하여 추정할 수 있습니다. 이 도구를 콘크리트 부피 추정기 또는 슬래브 자재 계산기와 결합하여 더 많은 정보를 다룰 수 있습니다.
  • 어떤 하중 유형을 선택해야 하나요?
    당신의 시나리오에 따라 다릅니다:
    • 점 하중: 단일 집중 하중.
    • 균일 하중: 고르게 분포된 하중.
    • 모멘트: 한 지점에 적용된 회전력.
    • 삼각 하중: 빔 길이에 따라 선형적으로 변동.
  • 단위를 표시하나요?
    네. 미터/피트, kN/kip 등과 같은 미터법 및 제국 단위 간에 선택하고 변환할 수 있습니다.
  • 결과를 내보낼 수 있나요?
    네. 추가 사용이나 기록을 위해 자세한 데이터가 포함된 CSV 파일을 다운로드할 수 있습니다.

관련 도구로 더 스마트하게 계획하세요

이 빔 계산기를 다른 실용적인 도구와 결합하여 프로젝트 계획을 향상시키세요:

  • 콘크리트 계산기: 정확한 시멘트 혼합 측정 및 기초 자재 추정을 위해.
  • 자갈 계산기: 자갈 부피 추정으로 기초 또는 배수를 계획하세요.
  • 드라이월 계산기: 드라이월 자재 추정으로 올바른 벽 프레임 및 마감을 보장하세요.
  • 바닥재 계산기: 구조 분석과 함께 사용하여 바닥 면적 측정 또는 총 바닥 하중을 계산하세요.

중요 공지

면책 조항: 이 계산기는 개념적 및 교육적 사용을 위한 가이드입니다. 실제 행동을 단순화하며 동적 하중, 재료 피로 또는 비선형 변형과 같은 고급 요소를 고려하지 않습니다. 항상 전문가에게 설계를 검토받으세요.