Υπολογισμός Κάμψης Δοκού

Υπολογίστε το βέλος κάμψης δοκού υπό φορτίο (Euler-Bernoulli) και ελέγξτε αν πληροί το επιτρεπόμενο όριο παραμόρφωσης (π.χ. L/360).

Αποποίηση ευθύνης

Η εκτίμηση αυτή είναι ενδεικτική — επιβεβαιώστε με αδειούχο πολιτικό μηχανικό πριν από οποιαδήποτε κατασκευή.

Υπολογιστής κάμψης δοκού: τύπος Euler-Bernoulli για το βέλος κάμψης υπό φορτίο

Αυτός ο υπολογιστής εκτιμά πόσο κάμπτεται μια απλά εδραζόμενη δοκός ή μια δοκός πρόβολος υπό ένα δεδομένο φορτίο, χρησιμοποιώντας την κλασική θεωρία δοκών Euler-Bernoulli για τις συνηθισμένες περιπτώσεις φόρτισης (συγκεντρωμένο, ομοιόμορφα κατανεμημένο, τριγωνικό φορτίο και ροπή). Είναι ένας γρήγορος έλεγχος λειτουργικότητας για φοιτητές, τεχνίτες και μηχανικούς που προδιαστασιολογούν μια δοκό στα αρχικά στάδια — δεν υποκαθιστά τον έλεγχο και την έγκριση από αδειούχο πολιτικό μηχανικό, και ελέγχει μόνο το βέλος κάμψης, όχι την τάση κάμψης ή τη διάτμηση.

Πώς να χρησιμοποιήσετε τον υπολογιστή κάμψης δοκού

  1. Επιλέξτε τον τύπο έδρασης (απλά εδραζόμενη ή πρόβολος) και την περίπτωση φόρτισης που ταιριάζει στη δοκό σας — συγκεντρωμένο φορτίο, ομοιόμορφα κατανεμημένο φορτίο ή ροπή στην έδραση.
  2. Εισαγάγετε το άνοιγμα, το μέγεθος του φορτίου και το μέτρο ελαστικότητας (E) του υλικού σας, ή επιλέξτε ένα προκαθορισμένο υλικό (χάλυβας, σκυρόδεμα, αλουμίνιο ή ξύλο).
  3. Επιλέξτε τη μορφή της διατομής (ορθογώνια, κυκλική, κοίλη κυκλική ή προσαρμοσμένη ροπή αδράνειας) και εισαγάγετε τις διαστάσεις της.
  4. Ορίστε τον παρονομαστή του ορίου βέλους κάμψης (π.χ. 360 για L/360) για να δείτε αν το υπολογισμένο βέλος περνά έναν συνηθισμένο έλεγχο λειτουργικότητας.

Ο τύπος βέλους κάμψης δοκού

Για μια απλά εδραζόμενη δοκό υπό ομοιόμορφα κατανεμημένο φορτίο w σε άνοιγμα L, το μέγιστο βέλος κάμψης στο μέσο του ανοίγματος είναι delta = 5wL^4 / (384EI), όπου E το μέτρο ελαστικότητας και I η ροπή αδράνειας της διατομής (για ορθογώνιο: I = πλάτος x ύψος^3 / 12).

Παράδειγμα: μια ξύλινη δοκός 4 m (E = 11 GPa) με ορθογώνια διατομή 50 mm x 200 mm φέρει ομοιόμορφο φορτίο 2000 N/m. I = 0,05 x 0,2^3 / 12 = 3,33 x 10^-5 m^4, άρα EI = 11 x 10^9 x 3,33 x 10^-5 ~= 366.700 N.m^2. Βέλος = 5 x 2000 x 4^4 / (384 x 366.700) ~= 0,0182 m, δηλαδή περίπου 18 mm. Συγκρινόμενο με το συνηθισμένο όριο L/360 (4000 mm / 360 ~= 11 mm), αυτή η δοκός δεν θα περνούσε τον έλεγχο — θα χρειαζόταν μεγαλύτερο ύψος διατομής ή μικρότερο άνοιγμα.

Συμβουλές

Συνηθισμένα επιτρεπόμενα όρια βέλους κάμψης είναι L/360 για δοκίδες δαπέδου υπό ωφέλιμο φορτίο, L/240 υπό συνολικό φορτίο και L/180 για στοιχεία στέγης — ελέγχετε πάντα το όριο που ισχύει βάσει του εκάστοτε κανονισμού, καθώς διαφέρει ανάλογα με το στοιχείο και τη χρήση του.

Το ύψος της δοκού μετρά πολύ περισσότερο από το πλάτος: επειδή η I μεταβάλλεται με τον κύβο του ύψους, ο διπλασιασμός του ύψους μειώνει το βέλος κάμψης περίπου στο ένα όγδοο, ενώ ο διπλασιασμός του πλάτους το μειώνει μόνο στο μισό.

Στην Κύπρο, ένας πολιτικός μηχανικός χρεώνει συνήθως περίπου 170-550 EUR για τον έλεγχο και την επικύρωση ενός υπολογισμού κάμψης δοκού όπως το παραπάνω παράδειγμα, ανάλογα με την περίπτωση φόρτισης και το αν ο υπολογισμός απαιτείται για έκδοση άδειας.