Calcolatore online gratuito di travi

Calcola reazioni, forza di taglio, momento flettente, deflessione e sollecitazione per travi a sbalzo (cantilever) o appoggiate

Avvio di SkyCiv Beam...

Informazioni sul Calcolatore di Travi SkyCiv

Sommario:

Come si usa il Calcolatore di Travi SkyCiv

Benvenuti nel calcolatore del fascio, la nostra versione gratuita di SkyCiv Software di analisi del fascio! Il nostro calcolatore genera le reazioni, diagrammi delle forze di taglio (SFD), diagrammi del momento flettente (BMD), la deflessione , e la sollecitazione di una trave a sbalzo o di una trave supportata. Lo strumento di calcolo travi di SkyCiv guida gli utenti in un workflow professionale per il calcolo delle travi, culminando nella capacità di visualizzare e determinare se queste sono conformi ai codici di progettazione della tua regione specifica..

Guarda il video tutorial qui sotto per iniziare ad usare il nostro calcolatore al meglio..

Istruzioni scritte

Per utilizzare il calcolatore, è sufficiente seguire questi passaggi:

  1. Inserisci la lunghezza della trave utilizzando il menu "Trave"..
  2. Utilizza il menu "Supporti" per applicare il tipo di supporto in qualsiasi punto, lungo la trave. I tipi di supporto disponibili includono:
    • Supporto pin
    • Supporto a Rullo
    • Supporto fisso
    • Supporto a molla
  3. Utilizzare il menu "Sezione" per applicare un valore personalizzato del Momento di inerzia (lz) o Modulo di Young (E) valore. In alternativa, includiamo anche un pulsante per utilizzare lo strumento di SkyCiv per la Creazione Sezioni:
    • Questo aprirà un nuovo menu con il nostro generatore di sezioni, completamente integrato, che ti consentirà di accedere alle Forme preimpostate del Database che abbiamo incluso da tutto il mondo. Il generatore di sezioni ti consente inoltre di creare e salvare facilmente forme personalizzate utilizzando l'opzione Template di forma. Ulteriori informazioni sono consultabili su Il Generatore di Sezioni SkyCiv.
  4. Dopo aver selezionato la sezione, avrai la possibilità di aggiungere eventuali cerniere lungo la campata della trave, dal menu "Cerniera".
  5. La tua trave è ora impostata! Adesso possiamo applicare i carichi su cui vuoi valutare la resistenza della trave. Utilizza i menu "Carichi puntuali", "Momenti", o "Carichi distribuiti" per applicare uno o più di queste tipologie di carico sulla trave creata. Raccomandiamo inoltre di specificare i diversi casi di carico per ciascuo di essi. Puoi farlo utilizzando il menu a tendina "Caso di carico" prima di aggiungere ciascun rispettivo carico.
  6. Il motivo per cui aggiungere i casi di carico diventa evidente nel passaggio finale. Apri il menu 'Combinazioni di carico' per applicare fattori differenti per ciascun caso.
    • In alternativa, utilizza la nostra funzione "Importa da codice di progettazione" per assegnare automaticamente i carichi creati alle combinazioni di carico specifiche prescritte dal codice di progettazione della tua regione!
  7. Un ultimo carico da considerare è il peso proprio. Utilizza il pulsante di attivazione/disattivazione "Peso Proprio" in alto a destra del calcolatore, per attivare o disattivare la considerazione del peso proprio. Calcoliamo automaticamente il peso proprio, in base alla lunghezza della trave, al materiale, e alla forma della sezione scelti.
  8. Ora che la nostra trave e i nostri carichi sono stati assegnati, risolviamo! Clicca sul pulsante verde "Risolvi" in alto a destra del calcolatore. Verrai accolto in una pagina dei risultati, molto semplice, che include le seguenti funzionalità:
    • Visualizza:
      • Reazioni
      • Diagramma del momento flettente
      • Diagramma della forza di taglio
      • Calcolo della deflessione e della campata
      • Calcolo dello stress
      • Proprietà della sezione
      • 3D Render
    • Scarica una selezione personalizzata dei risultati di cui sopra in un report PDF.
    • Utilizza la scheda "Analisi" per visualizzare diversi parametri, tra cui:
      • Deflessione
      • Limite di stress personalizzato
      • Resa del materiale
      • Resistenza del materiale
    • Utilizza la scheda "Progettazione" per verificare immediatamente la trave rispetto ai requisiti normativi specifici della tua regione! Questo passaggio è cruciale!
    • Utilizza la scheda "Ottimizza" per modificare le dimensioni della sezione basandoti sui parametri di tua scelta. Questo sarà molto utile se hai scelto una dimensione di sezione troppo grande o troppo piccola e vorresti che ti aiutassimo a decidere.
    • Nella pagina dei risultati, sono disponibili ancora più funzionalità tra cui l'esportazione CSV e i calcoli manuali.

Calcolatore deflessione della trave

Una delle funzioni più potenti è usare lo strumento come calcolatore di deflessione della trave (o come calcolatore di spostamento della trave). Questo può essere utilizzato per osservare la deflessione calcolata di una trave appoggiata o di una trave a sbalzo. La possibilità di aggiungere forme e materiali di sezione, lo rende molto utile come calcolatore di travi in legno o acciaio per la progettazione di travi lvl o i-beam. Al momento, questo è disponibile in Calcolatore di Travi SkyCiv che ha molte più funzionalità per la progettazione di travi in legno, cemento e acciaio.

Cos'è la deflessione della trave?

La deflessione della trave si verifica quando una trave si piega o si incurva sotto il proprio peso oppure a causa dei carichi applicati. Fondamentalmente, è la quantità di spostamento o flessione che una trave subisce quando sottoposta a un carico. Pensatelo come un trampolino. Quando ti trovi all'estremità del trampolino, questo si piega e si abbassa. Questa è essenzialmente la deflessione della trave in azione! Il trampolino è la trave e il tuo peso è il carico che ne causa il piegamento, o appunto, la deflessione.

In ingegneria, è importante comprendere e calcolare la deflessione della trave perché può influenzare la resistenza e la stabilità complessive di una struttura. Una deflessione eccessiva può provocare dei guasti, quindi gli ingegneri devono progettare travi che siano sufficientemente robuste da resistere alla deflessione sotto i carichi che dovranno subire. La deflessione della trave è uno dei criteri di funzionalità che gli ingegneri considerano quando progettano le strutture. Questo perché una deflessione eccessiva può provocare effetti estetici, e non solo, indesiderati, come cedimenti dei pavimenti, screpolature delle finiture, o disagio per gli utenti. Pertanto, gli ingegneri mirano a limitare la deflessione a livelli accettabili in modo che la struttura funzioni in modo soddisfacente e fornisca un ambiente confortevole per gli utenti.

Come calcolare la deflessione della trave

Il calcolo della deflessione di una trave può sembrare complicato all'inizio, ma in realtà non è troppo difficile una volta analizzato. Gli ingegneri possono utilizzare formule empiriche per calcolare rapidamente la deflessione di una trave, che è ciò che vedremo nell'esempio seguente:

Consideriamo una semplice trave appoggiata con una campata di un carico uniforme da w = 10 kN/m su una campata L = 10 m, con le seguenti proprietà del materiale: Modulo di Young, E = 200,000 MPa, e il momento di inerzia attorno all'asse y è l = 0.0015 m^4. La deflessione della trave può essere calcolata utilizzando l'equazione, dalla pagina di SkyCiv Formula di deflessione della trave ..

Beam Deflection Equation

È sempre importante come ingegnere verificare il risultato, quindi inseriamo gli stessi numeri nel calcolatore di deflessione del raggio gratuito di SkyCiv:

Beam Deflection Calculator

Quali materiali può calcolare questo calcolatore di carico travi?

La risposta rapida è: tutti! Lo strumento di cui sopra può essere utilizzato come un calcolatore di travi in acciaio, un calcolatore di legno o anche per strutture in calcestruzzo. L'ingresso per il materiale si adatta a qualsiasi materiale che si desidera progettare. Ad esempio, l'utente può inserire un Modulo di Young di circa 200,000 MPa (o 29,000 ksi per le unità di misura imperiali). Per semplicità, la versione gratuita prende solo i materiali del Modulo di Young, tuttavia, la versione completa leggerà anche Yield/ Ultimate Strength, Density e Poisson’s Ratio.

Calcolatore di reazione della trave

Il calcolatore di reazione della trave SkyCiv è in grado di calcolare rapidamente e facilmente le forze di reazione del supporto del cantilever o delle travi supportate. Aggiungi un numero di forze e diverse condizioni di supporto e posizioni per ottenere le reazioni ai supporti. Se vuoi saperne di più sulle reazioni, continua a leggere per una guida dettagliata sulle forze di reazione.

Cosa sono le forze di reazione?

Le forze di reazione sono le forze di supporto che esistono in risposta ai carichi applicati. Sono le forze che bilanciano i carichi applicati, assicurando che la struttura rimanga in equilibrio e statica, le quali sono condizioni strutturali critiche. Le forze di reazione possono essere considerate come le "forze di supporto" che contrastano le forze esercitate dai carichi sulla struttura. Possono essere determinate utilizzando i principi della statica e della meccanica dei materiali. In termini di forze di reazione della trave, queste sono solitamente le forze risultanti dai supporti appuntiti, fissi o a rulli. Di solito sono costituite dalle seguenti forze di reazione (assumendo che le forze siano applicate in direzione verticale e orizzontale):

  • Supporti fissi - di solito hanno un Vx, Yy (orizzontale, reazioni verticali) e Mz (reazione momento)
  • Sostegni appuntiti - di solito hanno solo forze di reazione verticali e orizzontali (Vx, Vy)
  • Supporti per rulli - in genere hanno solo una forza di reazione verticale (Vy)

Il calcolatore di reazione della trave calcolerà facilmente le reazioni ai supporti. È in grado di calcolare le reazioni ai supporti per cantilever o travi semplici. Ciò include il calcolo delle reazioni per una trave a sbalzo, che ha una reazione momentanea flettente e forze di reazione x, y. Le reazioni ai supporti sono utili anche per calcolare l'intera forza nella struttura. Basta aggiungere questi valori insieme e, e puoi calcolare la quantità totale di forza applicata alla tua struttura.

Come calcolare le forze di reazione per una trave?

Le forze di reazione per una trave possono essere calcolate risolvendo le seguenti equazioni di equilibrio:

∑Fy = 0
(Tutte le forze verticali e le reazioni di supporto verticali sommano a 0)

∑Mz = 0
(Le forze del momento sommano a 0)

È spesso utile guardare un semplice esempio. Si consideri una trave semplicemente sostenuta di lunghezza L = 10m con un carico uniforme (forza per unità di lunghezza) di w = 5 kN/m che agisce su di essa. I supporti si trovano nei punti A e B. Le forze di reazione ai supporti sono indicate come R_A e R_B.

Beam Reaction Calculator

Per calcolare le forze di reazione, possiamo utilizzare i seguenti passaggi:

  • Disegnare un diagramma a corpo libero della trave, che mostra tutti i carichi e i supporti. (vedi sopra)
  • Riassumere le forze in direzione verticale. In una trave semplicemente supportata, l'unica forza verticale è la forza 5kN/m, che moltiplicata per la lunghezza dell'asta (L = 10) si ottiene 5*10 = 50 kN. Scrivi un'equazione per le forze verticali:

∑Fy = 0
= rA + RB - wL
= rA + RB - 5*10
RA + RB = 50 kN

  • Usa la somma dei momenti per calcolare una delle reazioni (di solito il lato sinistro, in questo caso R_A):

∑Mz = 0
0 = -50 kN (-5m) + RB(-10m) + RA(0)
RB = 25 kN

Pertanto, RA = 25 kN

Ovviamente, questo è solo un semplice esempio e strutture più complesse richiederanno ulteriori calcoli per determinare le forze di reazione - per questo abbiamo un tutorial più dettagliato su come calcolare le forze di reazione per una trave. Inoltre, in scenari reali, la trave può anche sperimentare altri carichi e forze come taglio, momento flettente, e deformazione, che devono essere considerati nell'analisi e nella progettazione. Il calcolatore del carico SkyCiv può essere utilizzato per calcolare le forze di reazione per travi con semplici supporti o supporti a sbalzo. Così possiamo verificare i risultati utilizzando il calcolatore di cui sopra:

Beam Reaction Calculator

Calcolatore del momento flettente

Cos'è un diagramma del momento flettente?

Un diagramma del momento flettente è una rappresentazione grafica delle forze del momento flettente lungo un elemento strutturale, come una trave. Il diagramma mostra i valori del momento flettente lungo la lunghezza della trave.

Il momento flettente è una misura della forza di flessione in una trave e viene calcolato moltiplicando il carico per la distanza dall'asse neutro. L'asse neutro è una linea immaginaria che taglia il baricentro della sezione trasversale - tecnicamente dove non c'è cambiamento nella lunghezza delle fibre. Il momento flettente può essere positivo, negativo, o zero a seconda della direzione e dell'entità del carico. La direzione della forza di flessione dipende dalle convenzioni dei segni, ma per impostazione predefinita ma per impostazione predefinita, il software SkyCiv mostrerà un diagramma del momento di flessione positivo quando le fibre superiori del fascio sono compresse.

Un diagramma del momento flettente è uno strumento importante per gli ingegneri perché consente loro di comprendere il comportamento della trave sotto carico e di progettare la trave per resistere ai carichi in modo sicuro ed efficiente. Il diagramma può essere utilizzato per determinare i momenti flettenti massimi e minimi e la loro posizione.

Come calcolare un diagramma del momento flettente utilizzando lo strumento sopra menzionato

I diagrammi del momento flettente possono essere generati rapidamente e facilmente usando il calcolatore di cui sopra. In pochi minuti, avrete diagrammi puliti e chiari, non importa quanto sia complessa la trave. Per calcolare un diagramma del momento flettente utilizzando il calcolatore di carico della trave di cui sopra ,, semplicemente:

  • Inserisci lunghezza della trave
  • Aggiungi supporti (due supporti semplici, singolo supporto fisso per cantilever)
  • Applica le forze (o alternare su Self Weight)
  • Esegui il calcolo che genererà il diagramma del momento flettente della trave:

Per maggiori informazioni, visita la nostra documentazione su come trovare il momento flettente.

Bending Moment Calculator

Formule del momento flettente

Ci sono una serie di formule del momento flettente che possono essere utilizzate per calcolare rapidamente e facilmente le forze massime del momento flettente in diverse configurazioni della trave. Sono disponibili su un'altra pagina del nostro sito web chiamata Bending Moment Formula.

Calcolatore di forza di taglio

Cos'è una forza di taglio e un diagramma della forza di taglio?

Un diagramma di forza di taglio è un prezioso strumento utilizzato nell'ingegneria strutturale per rappresentare la distribuzione della forza di taglio lungo una trave o qualsiasi altro elemento strutturale. È una rappresentazione grafica della posizione della trave tracciata lungo l'asse orizzontale e dell'entità della forza di taglio tracciata lungo l'asse verticale. Questo diagramma aiuta gli ingegneri a determinare la forza massima di taglio e la sua posizione, che sono cruciali per determinare i requisiti di progettazione per l'elemento. Comprendere e costruire diagrammi di forza di taglio è una parte essenziale del processo di analisi strutturale.

Ecco un esempio di forza di taglio causata da un carico puntuale a 7.5m, preso dal calcolatore di forza di taglio sopra riportato:

shear force diagram example using skyciv beam calculator software tool

Come calcolare la forza di taglio in una trave

SkyCiv ha un ampio articolo su come calcolare il diagramma di forza di taglio in una trave. In breve, si dovrebbe semplicemente muovere lungo la trave che traccia la forza verticale e come cambia lungo l'elemento. In genere è necessario iniziare calcolando le forze di reazione (mostrate nel segmento precedente) prima di tracciare il diagramma della forza di taglio. Utilizzare la convenzione dei segni per determinare la direzione della forza di taglio, dove si presume che la forza di taglio positiva ruoti la sezione della trave in senso antiorario mentre si presume che la forza di taglio negativa ruoti la sezione del fascio in senso orario. La formula o equazione principale che usiamo nel calcolo della forza di taglio è la seguente:

∑Fy = 0

La versione completa del calcolatore del diagramma di momento e di taglio sopra ti mostrerà il processo passo dopo passo, con un modulo di calcolo interattivo. Ecco un esempio di un taglio effettuato subito dopo il primo supporto (che ha una forza verso l'alto di 0.25 kip):

Prendendo la somma delle forze in Y, possiamo vedere che ci sarebbe una forza di taglio positiva nella trave. Questo rimarrebbe costante, fino al punto di carico che agisce a 7,5 m lungo la trave. Dopo quel punto di carico, vedrai che sommando le forze, la forza di taglio finisce per essere negativa:

Tracciando questo, possiamo ottenere il diagramma completo della forza di taglio:

shear force diagram example using skyciv beam calculator software tool

Calcolatore della forza di taglio del momento flettente

Il calcolatore della campata in acciaio di cui sopra è uno strumento di ingegneria strutturale versatile utilizzato per calcolare il momento flettente in una trave di alluminio, legno o acciaio. Può anche essere utilizzato come calcolatore della capacità di carico della trave usandolo come calcolatore della tensione di flessione o della tensione di taglio. È in grado di ospitare fino a 2 diversi carichi concentrati, 2 carichi distribuiti e 2 momenti. I carichi distribuiti possono essere disposti in modo da essere carichi distribuiti uniformemente (CDU), carichi distribuiti triangolari o carichi distribuiti trapezoidali. Tutti i carichi e i momenti possono essere di entrambe le direzioni verso l'alto o verso il basso, in grado di tenere conto delle situazioni più comuni di analisi della trave. I calcoli del momento flettente e della forza di taglio possono richiedere fino a 10 secondi per apparire e si prega di notare che si verrà indirizzati a una nuova pagina con le reazioni, il diagramma della forza di taglio e il diagramma del momento flettente della trave.

Calcolatore di travi

Il calcolatore di cui sopra è in grado di analizzare diversi tipi di travi - compresi scanalature, cavi, rettangolari e anche forme personalizzate. Quindi, anche se molti si riferiscono ad esso come una calcolatrice i-beam, è molto di più!

Costruisci forme personalizzate nel nostro costruttore di sezioni, o carica da librerie comuni come AISC, AISI, australiane, europee e canadesi per citarne alcune. Il caricamento di una sezione è immediato, e gli utenti possono anche sfruttare al meglio le potenti funzionalità di ricerca per aiutarti a trovare ciò che stai cercando.

SkyCiv

SkyCiv offre un'ampia gamma di software di analisi strutturale e progettazione cloud per ingegneri. Come azienda tecnologica in continua evoluzione, ci impegniamo a innovare e a sfidare i flussi di lavoro esistenti per risparmiare tempo agli ingegneri nei loro processi di lavoro e nei loro progetti.

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Se sei un ingegnere professionista, potresti trarne maggiori benefici utilizzando il nostro software di analisi strutturale 3D basato su cloud oltre a questo calcolatore. Questo software include moduli di progettazione integrati come AISC, ACI, COME, Eurocodice e CSA.
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