Cantilevers zijn balken die uitsteken uit een structuur zonder 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 last op een vrijdragende balk zit, treden twee reacties op bij de ondersteuning. Er is de verticale afschuifkracht die het gewicht van het object tegenwerkt, maar de grotere kracht is vaak het buigmoment, waardoor de straal niet draait. U kunt deze belastingen berekenen met behulp van een paarvergelijkingen.

Bepaal het gewicht van de staaf zelf. Als dit onbekend is, kunt u de dichtheid van het balkmateriaal opzoeken en vervolgens dat aantal vermenigvuldigen met het volume van de staaf.

Bereken de dwarskracht op de steun van de staaf. Dit is de verticale, opwaartse kracht die het gewicht van de straal en het object tegenwerkt. Zoals je zou verwachten, is de schuifkracht gewoon de som van het gewicht van de balk en de belasting die het draagt.

Bereken het buigmoment vanwege het gewicht van de balk zelf. Het buigend moment langs een doorsnede is gelijk aan de afstand tot een loodrechte kracht maal de grootte van die kracht. Als een 10 Newton-kracht bijvoorbeeld werkt op een balk op 20 m van zijn vrijdragende steun, is het moment op de steun 200 Newton-meter. Omdat het zwaartepunt van een balk zich op het middelpunt van zijn lengte bevindt, is het moment dat door de straal wordt veroorzaakt zijn gewicht vermenigvuldigd met de helft van de lengte ervan.

Bereken het buigmoment vanwege het gewicht van de balk laden. Dit is gelijk aan het gewichtsgewicht van de belasting maal de afstand tot de steun van de balk. Als een rechthoekig bloembed van 10 kg bijvoorbeeld op een balk op 15 tot 20 m van de steun staat, zou het geïnduceerde buigmoment zijn:

17,5 m * 10 kg = 175 kg-m.

Voeg de buigmomenten toe die door de belasting en de straal zelf worden veroorzaakt om het totale buigmoment te verkrijgen.

Waarschuwing

Vergeet niet om direct de schuifkracht en het buigmoment toe te voegen. Afschuifkracht is een verticale kracht evenwijdig aan de doorsnede van de balk, terwijl het buigmoment bestaat uit kleine horizontale krachten die zowel loodrecht op de dwarsdoorsnede van de balk drukken en trekken.