Calcolatore di travature reticolari (metodo dei nodi)

Inserisci i tuoi valori. La risposta e la soluzione completa si aggiornano mentre scrivi.

Risultato

Ax0 kN
Ay20 kN
Cy20 kN
Trazione massima13,33 kN
Compressione massima24,04 kN
AstaLunghezza (m)Forza (kN)Tipo
AB413,33trazione
BC413,33trazione
CD3,60624,04compressione
DE420compressione
EA3,60624,04compressione
BE3,60612,02trazione
BD3,60612,02trazione

Le forze nelle aste positive sono di trazione, quelle negative di compressione. Le aste sono assunte incernierate e caricate solo nei nodi.

Risolvi una travatura reticolare piana isostatica. Inserisci i nodi con le loro coordinate, le aste, i vincoli (cerniere e carrelli) e i carichi. Il calcolatore verifica la determinatezza con m + r = 2j, trova le reazioni vincolari, risolve ogni forza nelle aste e mostra le equazioni dei nodi del metodo dei nodi nell’ordine in cui le risolveresti a mano. Il diagramma segna le aste tese e compresse e la forza in ciascuna.

Travatura reticolare e forze nelle aste

Ay​ = 20Cy​ = 2020 kN10 kN10 kNABCDE13,33 T13,33 T24,04 C20 C24,04 C12,02 T12,02 TT = trazione, C = compressione (linea tratteggiata)

Soluzione passo passo

Determinatezza statica

m + r = 7 + 3 = 10, 2j = 2·5 = 10
m + r = 2j: la travatura è isostatica (se è anche stabile).

Reazioni vincolari dall’equilibrio dell’intera travatura

ΣFx = 0: Ax = 0
ΣFy = 0: Ay + Cy + (−20) + (−10) + (−10) = 0
ΣMA = 0 (positivo in senso antiorario): Cy·8 + (−80) + (−60) + (−20) = 0
Ax = 0 kN, Ay = 20 kN, Cy = 20 kN

Metodo dei nodi (trazione positiva)

In ogni nodo, le forze delle aste (assunte di trazione, cioè che tirano il nodo), le reazioni e i carichi devono essere in equilibrio. Parti da un nodo con al più due forze incognite.
Nodo A: ΣFx = 0: FAB·1 + FEA·0,5547 = 0; ΣFy = 0: FEA·0,8321 + 20 = 0 → FAB = 13,33 kN, FEA = −24,04 kN
Nodo C: ΣFx = 0: FBC·(−1) + FCD·(−0,5547) = 0; ΣFy = 0: FCD·0,8321 + 20 = 0 → FBC = 13,33 kN, FCD = −24,04 kN
Nodo 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
Nodo E: ΣFx = 0: FDE·1 + 20 = 0; ΣFy = 0: 0 = 0 → FDE = −20 kN

Formule chiave

Metodo dei nodi
ΣFx = 0, ΣFy = 0 at each joint
Metodo delle sezioni
ΣM = 0 about a cut point
Sforzo nell’asta
positivo = trazione, negativo = compressione

Come analizzare una travatura reticolare con il metodo dei nodi

  1. Verifica la determinatezza: con m aste, r componenti di reazione e j nodi, una travatura risolvibile richiede m + r = 2j e una geometria stabile.
  2. Trova le reazioni dall’equilibrio dell’intera travatura: ΣFx = 0, ΣFy = 0 e ΣM = 0 rispetto a un vincolo.
  3. Parti da un nodo con al più due forze incognite nelle aste. Assumi che ogni asta sia tesa, cioè che tiri il nodo allontanandosi da esso.
  4. Scrivi ΣFx = 0 e ΣFy = 0 per quel nodo, usando i coseni direttori delle aste, e risolvi per le due incognite.
  5. Passa al nodo successivo con al più due incognite. Una risposta negativa significa che l’asta è compressa.

Domande e risposte

Come inserisco la travatura?

I nodi come nome x y, separati da punti e virgola, ad esempio A 0 0; B 4 0; C 2 3. Le aste come coppie di nomi di nodi, AB o A-B, separate da virgole. I vincoli come A pin, B roller (reazione verticale) o B xroller (reazione orizzontale). I carichi come nodo Fx Fy, con i carichi verso il basso negativi.

Cosa sono le aste scariche?

Aste che non portano alcuna forza sotto i carichi dati. In un nodo scarico con due aste non allineate, entrambe sono aste scariche; in un nodo scarico con tre aste di cui due allineate, la terza è scarica.

Cosa significa “iperstatica”?

Ci sono più forze incognite che equazioni di equilibrio (m + r > 2j), quindi le forze dipendono anche dalla rigidezza delle aste. Tali travature richiedono metodi come il metodo delle forze o un’analisi di rigidezza.

Perché una travatura con m + r = 2j può comunque essere instabile?

Il conteggio è necessario ma non sufficiente. Se le aste o le reazioni sono disposte male, ad esempio tutte le reazioni parallele o un pannello senza diagonale, la travatura può muoversi e le equazioni non hanno una soluzione unica. Il calcolatore lo segnala.

Quando dovrei usare invece il metodo delle sezioni?

Quando servono solo le forze in poche aste al centro di una grande travatura. Taglia al massimo tre aste con forze incognite e prendi i momenti rispetto al punto in cui due di esse si incontrano.

Esercitati da solo

Esercitati su Travatura: metodo dei nodi

Una calcolatrice ti dà la risposta. All’esame ti serve il metodo: esercitati con nuovi esercizi, suggerimenti e soluzioni svolte.

</> Incorpora

Gratis per docenti e scuole: incolla questo codice nella pagina del tuo corso, nel tuo LMS o sul tuo sito. Gli studenti possono usare la calcolatrice e la sua soluzione passo passo senza account.

Altre calcolatrici