Schuifspanning berekenen
Beschrijving
Bereken de schuifspanning (τ) in een constructie-element op basis van de maatgevende dwarskracht en de doorsnede-oppervlakte. Geschikt voor staal, hout, beton en aluminium, conform de Eurocode-systematiek.
Invoer velden
Resultaten
Schuifspanning (τ, uitgesproken als 'tau') is de spanning die ontstaat wanneer een kracht evenwijdig aan een oppervlak werkt en het materiaal probeert te doen verschuiven. In constructie-elementen zoals balken en gordingen treedt schuifspanning op als gevolg van de dwarskracht (V), de kracht loodrecht op de balklengte die ontstaat door belasting en oplegreacties.
De gemiddelde schuifspanning volgt uit τ = V / A, waarbij V de dwarskracht is (in N) en A de doorsnede-oppervlakte (in mm²). De werkelijke spanningsverdeling is niet uniform: in het zwaartepunt is de schuifspanning maximaal. Voor een rechthoekige doorsnede geldt τ_max = 1,5 × τ_gem en voor een cirkelvormige doorsnede τ_max = 4/3 × τ_gem. De toetsing is gebaseerd op de Eurocode-systematiek: NEN-EN 1993-1-1 voor staal, NEN-EN 1995-1-1 voor hout en NEN-EN 1992-1-1 voor beton. Raadpleeg een constructeur voor de definitieve beoordeling van uw specifieke situatie.
Formulas:
-
toelaatbaar = if(materiaal == 0, toelaatbaar_custom, materiaal)
-
oppervlak = if(doorsnede_type == 1, breedte * hoogte, if(doorsnede_type == 2, 3.14159265 * diameter * diameter / 4, oppervlak_custom))
De doorsnede-oppervlakte op basis van het gekozen doorsnedetype. Voor stalen profielen de afschuifoppervlakte Av gebruiken uit de profieltabellen. -
schuifspanning = round(dwarskracht * 1000 / oppervlak, 2)
Gemiddelde schuifspanning τ = V / A, kracht omgerekend van kN naar N. -
schuifspanning_max_rect = round(dwarskracht * 1000 / oppervlak * 1.5, 2)
Maximale schuifspanning in het zwaartepunt van een rechthoekige doorsnede: τ_max = 1,5 × τ_gem. Dit is de maatgevende waarde voor de toetsing. -
schuifspanning_max_circ = round(dwarskracht * 1000 / oppervlak * 1.3333, 2)
Maximale schuifspanning in het zwaartepunt van een cirkelvormige doorsnede: τ_max = 4/3 × τ_gem. Dit is de maatgevende waarde voor de toetsing. -
tau_maatgevend = if(doorsnede_type == 1, schuifspanning_max_rect, if(doorsnede_type == 2, schuifspanning_max_circ, schuifspanning))
-
benutting = round(tau_maatgevend / toelaatbaar * 100, 1)
Benutting op basis van de maatgevende schuifspanning ten opzichte van de toelaatbare rekenwaarde. Onder 100% voldoet het element. -
toets = if(tau_maatgevend <= toelaatbaar, 'Voldoet. De maatgevende schuifspanning blijft binnen de toelaatbare rekenwaarde conform NEN-EN 1993/1995/1992 (Eurocode).', 'Voldoet NIET. De maatgevende schuifspanning overschrijdt de toelaatbare rekenwaarde conform NEN-EN 1993/1995/1992 (Eurocode). Vergroot de doorsnede, kies een sterker materiaal of verlaag de dwarskracht.')
Toetsing op basis van de maatgevende schuifspanning (τ_max) conform de Eurocode-systematiek. Bij vrije invoer van de doorsnede-oppervlakte wordt de gemiddelde spanning gebruikt zonder vormfactor; pas zelf een vormfactor toe indien van toepassing.
Berekening informatie
Meer over constructief
Ontdek meer tools gerelateerd aan constructief