Inhoud
Cantilevers zijn balken die uit een structuur steken zonder een ondersteuning aan het vrije uiteinde, net als een duikplank. Cantilevers dragen vaak lasten wanneer ze worden gebruikt in gebouwen - zoals voor balkons - of bruggen of torens. Zelfs de vleugels van een vliegtuig kunnen worden gezien als vrijdragende balken. Wanneer een lading op een vrijdragende balk zit, treden er twee reacties op bij zijn ondersteuning. Er is de verticale afschuifkracht, die het gewicht van de objecten tegengaat, maar de grotere kracht is vaak het buigmoment, waardoor de balk niet kan roteren. U kunt deze belastingen berekenen met behulp van een paar vergelijkingen.
Bepaal het gewicht van de balk zelf. Als dit onbekend is, kunt u de dichtheid van de bundelmaterialen opzoeken en dat getal vervolgens vermenigvuldigen met het bundelvolume.
Bereken de afschuifkracht op de balkensteun. Dit is de verticale opwaartse kracht die het gewicht van de balk en het object tegengaat. Zoals je zou verwachten, is de afschuifkracht gewoon de som van het gewicht van de balken en de belasting die het draagt.
Bereken het buigmoment vanwege het gewicht van de balk zelf. Het buigmoment langs een dwarsdoorsnede is gelijk aan de afstand tot een loodrechte kracht maal de grootte van die kracht. Als bijvoorbeeld een kracht van 10 Newton inwerkt op een balk op 20 m van de vrijdragende steun, is het moment bij de steun 200 Newton-meter. Omdat het massamiddelpunt van een balk zich in het midden van zijn lengte bevindt, is het moment dat door de balk wordt veroorzaakt zijn gewicht vermenigvuldigd met de helft van zijn zwevende lengte.
Bereken het buigmoment vanwege het gewicht van de lading. Dit is gelijk aan het lastmidden van het gewicht maal de afstand tot de balkensteun. Als bijvoorbeeld een rechthoekig bloembed van 10 kg op een balk tussen 15 en 20 m van de steun zit, zou het geïnduceerde buigingsmoment zijn:
17,5 m * 10 kg = 175 kg-m.
Voeg de buigmomenten die door de belasting worden geïnduceerd en de balk zelf toe om het totale buigmoment te verkrijgen.