Die Balkenspannung ist ein auf einen Balken ausgeübter Druck, der Zug, Druck und Knicken verursachen kann. Diese Strukturelemente sind mit einer gewissen Elastizität ausgelegt, sodass sie unter Belastung nachgeben, anstatt zu schnappen. Bei der Planung und Konstruktion eines Gebäudes ist es wichtig, Balken mit ausreichender Festigkeit auszuwählen, um Kompromisse bei der strukturellen Integrität zu vermeiden. Wenn ein Balken nicht stark genug ist, kann er versagen, was eine Schwachstelle in einem Gebäude darstellen könnte. Genügend Schwachstellen oder eine schlecht positionierte können dazu führen, dass die gesamte Struktur herunterfällt.
Ingenieure können eine Reihe verschiedener Formeln verwenden, um die Balkenspannung zu berechnen. Die Eigenschaften des Balkens sind ein wichtiger Teil der Gleichung, einschließlich der Länge, Höhe und des Profils im Querschnitt. Ein weiterer Aspekt ist das Material. Metallbalken sind beispielsweise stärker als Holzbalken und einige Metalle sind elastischer als andere. Diese Eigenschaften können sich alle auf die Leistung eines Balkens auswirken, wenn er Druck ausgesetzt ist.
Strukturen fügen einem Träger ein Ladegewicht hinzu. Balkenspannungsberechnungen müssen bestimmen, was mit dem Balken in der fertigen Struktur passiert. Andere Bauteile sollten einen Teil des Gewichts tragen, um die Belastung eines Trägers zu verringern, und die Konfiguration innerhalb des Gebäudes kann seine Leistung bestimmen. Balken werden in Böden, Dächern und anderen Komponenten einer Struktur verwendet und müssen in hohen Gebäuden aufgrund des unglaublichen Gewichts der fertigen Struktur sehr stark sein.
Neben dem Eigengewicht müssen Ingenieure auch an das Lebendgewicht denken. Dazu gehört die Belastung des Balkens, wenn ein Gebäude mit Personal gefüllt ist, das möglicherweise schwere Gegenstände bewegt und umsetzt, von Aufzügen bis hin zu Produktionsanlagen. Wind und anderer Druck von außen können ebenfalls zum Lebendgewicht beitragen. Balkenspannungsberechnungen können zeigen, dass ein Balken unter bestimmten Bedingungen nicht funktionieren kann, in diesem Fall ist er für die Anforderungen des Gebäudes nicht ausreichend.
Für jeden beliebigen Träger in einem Gebäude kann ein Ingenieur die Belastung bestimmen, die darauf aufgebracht wird und ob der Träger dieser standhält. Wenn eine technische Prüfung zeigt, dass einige Träger für den Bedarf nicht ausreichen, muss der Ingenieur möglicherweise einige Konstruktionsänderungen vornehmen. Diese können vom Austausch eines Trägers gegen ein stärkeres Strukturelement reichen, das der Belastung standhält, bis hin zur Neukonfiguration eines Raums, um die Belastung der Träger zu reduzieren. Diese Änderungen müssen mit Vorsicht vorgenommen werden, da sie wiederum das Gewicht auf andere Balken verteilen und an anderer Stelle ein Problem verursachen können. Eine computergestützte Konstruktionssoftware kann bei dieser Aufgabe helfen.