Калькулятор прогиба балок онлайн

Что такое прогиб балки и зачем его считать

Прогиб балки — это вертикальное перемещение (деформация) конструкции под действием нагрузки. Даже если балка «держит» нагрузку по прочности, слишком большой прогиб:

• портит внешний вид (наклоны, «провисания»);
• вызывает трещины в отделке и перегородках;
• ухудшает комфорт (ощущение дрожания, вибрации);
• может привести к перераспределению нагрузок и дополнительным усилиям.

Поэтому в строительных нормах (СП 20.13330, СП 16.13330, СП 63.13330 и др.) всегда есть ограничения по прогибу: например, не более L/250, L/300 и т.п.

Онлайн калькулятор прогиба позволяет быстро:

• оценить максимальный прогиб балки;
• сравнить его с допустимым;
• принять решение по размеру сечения, шагу балок или типу материала.

Что считает онлайн калькулятор прогиба

Наш калькулятор прогиба балок рассчитывает:

• максимальный прогиб балки в пролете, мм;
• относительный прогиб (L/f);
• сравнение фактического и допустимого прогиба;
• вывод: «прогиб в пределах нормы» или «превышение допустимого прогиба».

Поддерживаются типовые схемы:

• просто опертая балка (две опоры);
• консольная балка (защемление с одной стороны).

И типы нагрузок:

• равномерно распределенная нагрузка по всему пролету;
• сосредоточенная нагрузка в середине пролета (для просто опертой балки);
• сосредоточенная нагрузка на конце консоли.

Расчет ведется по классическим формулам сопротивления материалов с учетом:

• длины пролета L;
• схемы опирания;
• типа и величины нагрузки;
• модуля упругости материала E;
• геометрической жесткости сечения I (момента инерции).

Как пользоваться калькулятором прогиба

Шаг 1. Выберите тип балки

В поле «Тип балки» выберите:

• «Просто опертая» — если балка опирается на две опоры;
• «Консольная» — если балка защемлена с одной стороны и свободна с другой.

Это важно: формулы прогиба сильно зависят от схемы опирания.

Шаг 2. Укажите тип нагрузки

Доступные варианты:

• «Равномерная нагрузка q» — например, нагрузка от перекрытия, кровли, пола;
• «Сосредоточенная нагрузка P в середине пролета» — характерно для балки под тяжелой точечной опорой;
• «Сосредоточенная нагрузка P на конце консоли» — для выносных площадок, козырьков, балконов.

Если у вас комбинированные нагрузки, для прикидочного расчета можно:

• сложить их в эквивалентную равномерно распределенную нагрузку;
• либо рассчитать несколько случаев отдельно.

Шаг 3. Введите длину пролета

В поле «Длина пролета L» задайте расстояние между опорами (для консоли — длину консольного вылета).

Рекомендуется:

• вводить длину в метрах, если калькулятор ожидает м;
• или в миллиметрах — в зависимости от указанных единиц в форме.

Следите за единицами: длина, модуль упругости и момент инерции должны быть согласованы по размерности.

Шаг 4. Введите нагрузку

Для равномерной нагрузки:

• «q» — в кН/м или кг/м², в зависимости от интерфейса;
• если нагрузка дана как кН/м² (на площадь), умножьте на ширину полосы, приходящейся на одну балку.

Для сосредоточенной нагрузки:

• «P» — в кН (или Н), если известен конкретный вес оборудования, стены, узла.

Не забывайте:

• учесть собственный вес балки (по сортаменту или плотности материала);
• учесть длительную и кратковременную составляющие, если вы ориентируетесь на СП.

Шаг 5. Задайте материал балки (модуль упругости E)

Типичные значения E:

• сталь: E ≈ 2·10⁵ МПа;
• железобетон (трещиностойкий участок): порядка 2–3·10⁴ МПа (зависит от расчета);
• хвойная древесина сухая: E ≈ 1–1,1·10⁴ МПа;
• алюминий: E ≈ 7·10⁴ МПа.

В калькуляторе обычно:

• можно выбрать материал из списка (E подставится автоматически);
• либо ввести свой модуль упругости вручную.

Шаг 6. Укажите момент инерции сечения I

Момент инерции I показывает жесткость сечения к изгибу. Чем больше I, тем меньше прогиб.

Для стандартных профилей:

• стальные двутавры, швеллеры, трубы — I берем из сортамента;
• деревянные и бетонные прямоугольные балки — считаем по формуле.

Прямоугольное сечение (ширина b, высота h относительно направления изгиба):

• I = b·h³ / 12.

В калькуляторе:

• либо введите I напрямую (в мм⁴ или см⁴, согласно подсказке);
• либо задайте геометрию сечения (если предусмотрено автоматическое вычисление).

Шаг 7. Введите допустимый прогиб

Часто нормы задаются в виде:

• L/200, L/250, L/300, L/400 и т.п.

В калькуляторе можно:

• выбрать вариант из списка (например, «L/250»);
• либо задать допустимый прогиб напрямую, мм (например, 16 мм).

Калькулятор:

• посчитает фактический прогиб f;
• сравнит с f_dop;
• покажет, проходит ли балка по прогибу.

Шаг 8. Нажмите «Рассчитать» и проанализируйте результат

В результате вы получите:

• максимальный прогиб балки f_max, мм;
• допустимый прогиб f_dop, мм;
• запас (отношение f_dop / f_max);
• текстовое заключение: «прогиб в норме» или «превышение допустимого прогиба».

Если прогиб слишком велик, можно:

• увеличить высоту балки (увеличить I);
• уменьшить шаг балок;
• изменить материал на более жесткий;
• добавить опору (уменьшить пролет L);
• снизить расчетную нагрузку (в разумных пределах).

Формулы, используемые в калькуляторе прогиба

Ниже приведены базовые формулы, которые использует калькулятор для типовых схем.

Все формулы даны для:

• L — длина пролета;
• q — равномерно распределенная нагрузка (на погонный метр);
• P — сосредоточенная сила;
• E — модуль упругости;
• I — момент инерции сечения;
• f_max — максимальный прогиб в пролете.

Просто опертая балка

1. Равномерная нагрузка по всему пролету:

• f_max = 5·q·L⁴ / (384·E·I)

2. Сосредоточенная нагрузка в середине пролета:

• f_max = P·L³ / (48·E·I)

Консольная балка

1. Сосредоточенная нагрузка на конце консоли:

• f_max = P·L³ / (3·E·I)

2. Равномерная нагрузка по всей длине консоли:

• f_max = q·L⁴ / (8·E·I)

Калькулятор автоматически:

• выбирает нужную формулу по выбранной схеме;
• приводит единицы измерения к единому виду;
• выдает результат в миллиметрах.

Пример расчета прогиба балки

Рассмотрим понятный пример, близкий к реальной задаче.

Дано:

• балка перекрытия, просто опертая;
• длина пролета L = 4 м;
• равномерная расчетная нагрузка q = 5 кН/м (с учетом собственного веса);
• материал — сталь, E = 2·10⁵ МПа;
• момент инерции сечения I = 8·10⁶ мм⁴;
• допустимый прогиб по норме — L/250.

1. Ввод исходных данных в калькулятор

В форме калькулятора прогиба:

1. Тип балки: «Просто опертая».
2. Тип нагрузки: «Равномерная q».
3. Длина пролета L: 4 м.
4. Нагрузка q: 5 кН/м.
5. Материал: «Сталь (E = 2·10⁵ МПа)» либо E = 200 000 МПа.
6. Момент инерции I: 8·10⁶ мм⁴.
7. Допустимый прогиб: «L/250».

Нажимаем «Рассчитать».

2. Как калькулятор считает прогиб (логика расчета)

Калькулятор использует формулу для просто опертой балки с равномерной нагрузкой:

• f_max = 5·q·L⁴ / (384·E·I).

В единицах СИ с приведением к миллиметрам:

• L = 4 м = 4000 мм;
• q = 5 кН/м = 5 N/мм (после пересчета);
• E = 200 000 МПа = 200 000 Н/мм²;
• I = 8·10⁶ мм⁴.

Подставляя значения, получается:

• f_max ≈ 10,4 мм (округленно).

3. Проверка по допустимому прогибу

Допустимый прогиб:

• f_dop = L / 250 = 4000 / 250 = 16 мм.

Сравниваем:

• фактический прогиб f_max ≈ 10,4 мм;
• допустимый прогиб f_dop = 16 мм.

Так как 10,4 мм < 16 мм, калькулятор выдает:

• «Прогиб в пределах допустимого. Балка удовлетворяет условию по прогибу.»

Если бы прогиб был, например, 22 мм, вы бы получили предупреждение:

• «Прогиб превышает допустимый. Необходимо усилить сечение или уменьшить пролет.»

Допустимые прогибы по нормам (общие ориентиры)

Точные значения зависят от вида конструкции и нормативного документа (СП), но ориентировочно:

• для балок перекрытий жилых зданий: L/250…L/300;
• для балок покрытий промышленных зданий: около L/200…L/250;
• для балок с жесткими перегородками, стеклом, отделкой: до L/350…L/400 и жестче;
• для архитектурно ответственных элементов (козырьки, консоли, фасады) — по отдельным указаниям.

Калькулятор прогиба:

• позволяет задать любое отношение L/…;
• или ввести конкретное значение допустимого прогиба в миллиметрах.

Всегда сверяйтесь с профильным СП:

• СП 20.13330 «Нагрузки и воздействия»;
• СП 16.13330 «Стальные конструкции»;
• СП 63.13330 «Бетонные и железобетонные конструкции»;
• и другими документами, действующими в вашей сфере.

Типичные ошибки при расчете прогиба и как их избежать

Ошибка 1. Несогласованные единицы измерения

Часто путают:

• метры и миллиметры;
• кН, Н и кгс;
• см⁴ и мм⁴.

Как избежать:

• внимательно читайте подсказки под полями калькулятора;
• не смешивайте метры и миллиметры в одном расчете;
• если сомневаетесь, приводите все величины к Н и мм.

Ошибка 2. Игнорирование собственного веса балки

Собственный вес балки может составлять:

• 10–30 % и более от полезной нагрузки.

Как избежать:

• определите массу погонного метра балки по сортаменту или плотности;
• переведите ее в нагрузку кН/м и добавьте к действующей нагрузке.

Ошибка 3. Неверный выбор модуля упругости E

У разных материалов:

• сталь примерно в 7–20 раз жестче древесины по E;
• железобетон имеет эффективный E в зависимости от трещинообразования.

Как избежать:

• используйте типовые значения из справочников и СП;
• в сомнительных случаях закладывайте более неблагоприятный (меньший) E.

Ошибка 4. Применение формулы «не под ту схему»

Формулы для консоли и просто опертой балки отличаются в разы.

Как избежать:

• перед расчетом нарисуйте схему опирания;
• в калькуляторе выберите именно ту схему, которая есть в реальности.

Ошибка 5. Оценка только прогиба без учета прочности

Конструкция может:

• проходить по прогибу;
• но не проходить по прочности или устойчивости (напряжения, потеря устойчивости).

Как избежать:

• используйте калькулятор прогиба для оценки жесткости;
• отдельно проверяйте прочность и устойчивость по действующим нормам.

Кому полезен калькулятор прогиба балки

Онлайн-калькулятор прогиба будет особенно полезен:

• инженерам-конструкторам — для быстрой прикидки вариантов сечений;
• архитекторам — для оценки реалистичности тонких и длинных элементов;
• прорабам и технадзору — для проверки решений на стройке;
• студентам строительных вузов и колледжей — для обучения и самопроверки;
• частным застройщикам — при выборе шагов и размеров деревянных балок и лаг.

Инструмент помогает:

• быстро отбрасывать заведомо неработающие решения;
• аргументированно объяснять заказчику, почему «такая тонкая балка» не подходит;
• экономить время на рутинных расчетах.

Заключение

Калькулятор прогиба — это удобный онлайн-инструмент, который:

• по нескольким исходным данным (L, нагрузка, E, I) считает максимальный прогиб балки;
• сравнивает его с допустимым по нормам;
• помогает быстро подобрать сечение и шаг балок.

Используйте его:

• для предварительных расчетов и прикидок;
• для обучения и наглядной демонстрации влияния параметров на прогиб.

Но помните: для окончательного проектирования несущих конструкций всегда необходим полный инженерный расчет в соответствии с действующими СП и, при необходимости, проверка в профессиональных расчетных программах.

Часто задаваемые вопросы

Что ещё может пригодиться после

Мы подобрали калькуляторы, которые помогут вам с разными задачами, связанными с текущей темой.