Perhitungan balok adalah pengukuran tegangan dan defleksi balok struktural ketika beban tertentu diterapkan padanya. Banyak faktor yang mempengaruhi kapasitas balok untuk menahan lentur, seperti karakteristik balok, beban dan tumpuan. Menghitung perpindahan beban balok tunggal menggunakan persamaan balok Euler-Bernoulli sangat mudah, tetapi dalam sebagian besar aplikasi praktis, perangkat lunak balok digunakan. Perhitungan balok digunakan untuk memastikan keamanan dan menghindari overbuilding dalam berbagai disiplin ilmu seperti konstruksi dan aeronautika.
Kapasitas beban balok perlu diperhitungkan untuk membangun struktur dengan bahan yang paling ringan dan paling murah dengan tetap memenuhi persyaratan keselamatan dan menjaga kualitas estetika struktur. Seluruh disiplin teknik struktural dikhususkan untuk analisis dan desain ini, memastikan bahwa atap tidak runtuh di bawah beban salju, bahwa garasi parkir bawah tanah aman ketika lalu lintas melintas di atas kepala dan bahwa gedung pencakar langit yang dibangun di sepanjang garis patahan memenuhi persyaratan keselamatan gempa. Perhitungan balok juga memiliki aplikasinya dalam teknik mesin, ketika menguji ketahanan beban dari bagian-bagian individual mesin, seperti beban yang dapat ditahan oleh sayap pesawat sebelum mengembangkan tekanan yang berpotensi berbahaya. Terakhir, arsitek harus mempertimbangkan deformasi balok ketika membangun dan merenovasi rumah dengan konstruksi tiang dan balok dan ketika mempertimbangkan dampak visual dari penurunan lantai, atap dan balkon.
Salah satu faktor terpenting saat menghitung daya dukung beban balok adalah pilihan bahan. Biasanya, balok terbuat dari kayu, baja, beton bertulang atau aluminium. Setiap bahan memiliki kecenderungan yang berbeda untuk berubah bentuk secara elastis, yang disebut modulus elastisitas, yang mengacu pada kemampuan bahan untuk kembali ke tempatnya. Pada titik luluhnya, material akan berubah bentuk secara plastis, mempertahankan deformasi setelah gaya yang diberikan dihilangkan.
Bentuk penampang balok adalah karakteristik kedua yang dipertimbangkan dalam perhitungan balok. Balok dapat berbentuk persegi panjang, bulat atau berongga, serta memiliki banyak jenis sisi, seperti balok-I, balok-Z atau balok-T. Setiap bentuk memiliki momen inersia yang berbeda, atau dikenal sebagai momen luas kedua, yang memprediksi kekakuan balok.
Gaya per satuan panjang adalah parameter lain yang digunakan dalam perhitungan balok, dan tergantung pada jenis beban. Beban mati secara sederhana adalah berat struktur, dan beban paksa atau beban hidup adalah gaya-gaya yang akan dihadapi struktur secara terputus-putus, seperti salju, lalu lintas atau angin. Sebagian besar beban bersifat statis, tetapi perhatian khusus harus diberikan pada beban dinamis, gempa bumi, gelombang, dan angin topan, yang secara berulang menerapkan gaya untuk durasi yang diperpanjang. Sebuah beban mungkin didistribusikan, biasanya seragam atau asimetris, seperti hujan salju atau tumpukan kotoran. Itu juga mungkin terkonsentrasi pada suatu titik, terpusat atau pada berbagai interval.
Kondisi batas untuk perhitungan balok tergantung pada jenis penyangga balok. Balok mungkin hanya didukung di kedua ujungnya, seperti balok lantai di antara dua dinding bantalan beban. Itu mungkin kantilever, atau didukung di satu ujung, seperti balkon atau sayap pesawat. Kondisi batas berlaku untuk semua titik sepanjang balok.
Hubungan antara defleksi balok dan beban statis dijelaskan oleh persamaan balok Euler-Bernoulli. Persamaan lain, persamaan balok Euler-Lagrange, menjelaskan hubungan ini untuk beban dinamis, tetapi karena kerumitan penerapannya, pendekatan statis biasanya digunakan. Lendutan, momen lentur, dan gaya geser balok yang diberi beban dapat diturunkan. Dalam pengaturan praktis, bagan beban digunakan untuk meringkas informasi ini, dan mereka mencantumkan bahan umum yang memenuhi persyaratan keselamatan untuk beban yang diketahui. Untuk aplikasi yang lebih rumit, kalkulator balok sudah tersedia di situs web perusahaan dan sebagai tambahan untuk perangkat lunak Computer Aided Design (CAD).