Kalkulator rangka batang (metode titik hubung)

Masukkan nilai Anda. Jawaban dan penyelesaian lengkapnya diperbarui saat Anda mengetik.

Hasil

Ax0 kN
Ay20 kN
Cy20 kN
Gaya tarik terbesar13,33 kN
Gaya tekan terbesar24,04 kN
BatangPanjang (m)Gaya (kN)Jenis
AB413,33tarik
BC413,33tarik
CD3,60624,04tekan
DE420tekan
EA3,60624,04tekan
BE3,60612,02tarik
BD3,60612,02tarik

Gaya batang positif adalah tarik, yang negatif tekan. Batang diasumsikan bersambungan sendi dan dibebani hanya pada titik hubung.

Selesaikan rangka batang bidang statis tertentu. Masukkan titik hubung beserta koordinatnya, batang, tumpuan (sendi dan rol), dan beban. Kalkulator memeriksa kedeterminan dengan m + r = 2j, mencari reaksi tumpuan, menyelesaikan setiap gaya batang, dan menampilkan persamaan titik hubung metode titik hubung dalam urutan yang akan Anda selesaikan dengan tangan. Diagram menandai batang tarik dan tekan serta gaya pada masing-masing.

Rangka batang dan gaya batang

Ay​ = 20Cy​ = 2020 kN10 kN10 kNABCDE13,33 T13,33 T24,04 C20 C24,04 C12,02 T12,02 TT = tarik, C = tekan (garis putus-putus)

Penyelesaian langkah demi langkah

Kedeterminan

m + r = 7 + 3 = 10, 2j = 2·5 = 10
m + r = 2j: rangka batang statis tertentu (bila juga stabil).

Reaksi tumpuan dari kesetimbangan seluruh rangka batang

ΣFx = 0: Ax = 0
ΣFy = 0: Ay + Cy + (−20) + (−10) + (−10) = 0
ΣMA = 0 (berlawanan arah jarum jam positif): Cy·8 + (−80) + (−60) + (−20) = 0
Ax = 0 kN, Ay = 20 kN, Cy = 20 kN

Metode titik hubung (tarik positif)

Pada setiap titik hubung, gaya batang (diasumsikan tarik, menarik menjauhi titik hubung), reaksi, dan beban harus seimbang. Mulailah dari titik hubung dengan paling banyak dua gaya tak diketahui.
Titik hubung A: ΣFx = 0: FAB·1 + FEA·0,5547 = 0; ΣFy = 0: FEA·0,8321 + 20 = 0 → FAB = 13,33 kN, FEA = −24,04 kN
Titik hubung C: ΣFx = 0: FBC·(−1) + FCD·(−0,5547) = 0; ΣFy = 0: FCD·0,8321 + 20 = 0 → FBC = 13,33 kN, FCD = −24,04 kN
Titik hubung B: ΣFx = 0: FBE·(−0,5547) + FBD·0,5547 = 0; ΣFy = 0: FBE·0,8321 + FBD·0,8321 + (−20) = 0 → FBE = 12,02 kN, FBD = 12,02 kN
Titik hubung E: ΣFx = 0: FDE·1 + 20 = 0; ΣFy = 0: 0 = 0 → FDE = −20 kN

Rumus utama

Metode titik simpul
ΣFx = 0, ΣFy = 0 at each joint
Metode potongan
ΣM = 0 about a cut point
Gaya batang
positif = tarik, negatif = tekan

Cara menganalisis rangka batang dengan metode titik hubung

  1. Periksa kedeterminan: dengan m batang, r komponen reaksi, dan j titik hubung, rangka batang yang dapat diselesaikan memerlukan m + r = 2j dan geometri yang stabil.
  2. Cari reaksi dari kesetimbangan seluruh rangka batang: ΣFx = 0, ΣFy = 0, dan ΣM = 0 terhadap suatu tumpuan.
  3. Mulailah dari titik hubung dengan paling banyak dua gaya batang tak diketahui. Asumsikan setiap batang tarik, menarik menjauhi titik hubung.
  4. Tulis ΣFx = 0 dan ΣFy = 0 untuk titik hubung itu, dengan kosinus arah batang, lalu selesaikan untuk kedua besaran yang tidak diketahui.
  5. Pindah ke titik hubung berikutnya dengan paling banyak dua besaran yang tidak diketahui. Jawaban negatif berarti batang tersebut tekan.

Tanya jawab

Bagaimana cara memasukkan rangka batangnya?

Titik hubung sebagai nama x y, dipisahkan titik koma, misalnya A 0 0; B 4 0; C 2 3. Batang sebagai pasangan nama titik hubung, AB atau A-B, dipisahkan koma. Tumpuan sebagai A pin, B roller (reaksi vertikal) atau B xroller (reaksi horizontal). Beban sebagai titik hubung Fx Fy, dengan beban ke bawah negatif.

Apa itu batang gaya nol?

Batang yang tidak menanggung gaya pada beban yang diberikan. Pada titik hubung tanpa beban dengan dua batang yang tidak segaris, keduanya adalah batang gaya nol; pada titik hubung tanpa beban dengan tiga batang yang dua di antaranya segaris, batang ketiga adalah batang gaya nol.

Apa arti “statis tak tentu”?

Ada lebih banyak gaya tak diketahui daripada persamaan kesetimbangan (m + r > 2j), sehingga gaya-gayanya juga bergantung pada kekakuan batang. Rangka batang seperti itu memerlukan metode seperti metode gaya atau analisis kekakuan.

Mengapa rangka batang dengan m + r = 2j masih bisa tidak stabil?

Penghitungan perlu tetapi belum cukup. Jika batang atau reaksi tersusun buruk, misalnya semua reaksi sejajar atau satu panel tanpa diagonal, rangka batang dapat bergerak, dan persamaannya tidak memiliki solusi tunggal. Kalkulator melaporkan hal ini.

Kapan saya sebaiknya memakai metode potongan?

Bila Anda hanya memerlukan gaya pada beberapa batang di tengah rangka batang besar. Potong melalui paling banyak tiga batang dengan gaya tak diketahui dan ambil momen terhadap titik tempat dua di antaranya bertemu.

Berlatihlah sendiri

Latih Rangka batang: metode titik buhul

Kalkulator memberi jawabannya. Dalam ujian Anda perlu metodenya: latihlah dengan soal baru, petunjuk, dan pembahasan.

</> Sematkan

Gratis untuk guru dan sekolah: tempel kode ini di halaman kursus, LMS, atau situs Anda. Mahasiswa bisa memakai kalkulator dan penyelesaian langkah demi langkahnya tanpa akun.

Kalkulator lainnya