370 likes | 1.55k Views
MEKANIKA BAHAN. DEFLEKSI PADA BATANG STATIS TERTENTU. 2. Metode Unit Load. Oleh :. Ir. Made Dharma Astawa, MT, IP-Mad. Jurusan Teknik Sipil – FTSP UPN “Veteran” Jawa Timur Surabaya. METODE UNIT LOAD. M. N. S. S. C. . 3. 1. 2. . A. B. P 3. (b). d L. P 1. P 2. L.
E N D
MEKANIKA BAHAN DEFLEKSI PADA BATANG STATIS TERTENTU 2. Metode Unit Load Oleh : Ir. Made Dharma Astawa, MT, IP-Mad Jurusan Teknik Sipil – FTSP UPN “Veteran” Jawa Timur Surabaya
METODE UNIT LOAD M N S S C 3 1 2 A B P3 (b) dL P1 P2 L C 3+3 1+1 2+2 A B + dL (c) P3 P1 P2 L 1 1 1 2 2 2 3 3 3 dX M N U U C 3 1 2 A B dL 1t L (a) dX
Mencari defleksi dititik C • Beban P1, P2, P3 pada balok, maka timbul tegangan dari • dalam balok • Serat MN mengalami perpendekan dL • Kerja virtual beban luar : 1/2P1.1+1/2P2.2+1/2P3.3 • Energi dalam yang dikerahkan balok : ½.S.dL • Kerja luar = kerja dalam : 1/2P1.1+1/2P2.2+1/2P3.3 = ½.S.dL ….(1) • Misal tekanan total sebesar S disembarang serat (MN), luas penampangnya = dA • Beban P1, P2, P3, juga menyebabkan defleksi disepan- jang batang : 1 di P1, 2di P2, 3di P3
Perhatikan gambar ( a ) : • Balok A-B diberi beban satuan 1 ton di C, maka akan timbul defleksi sebesar : di C, 1 di 1, 2 di 2, 3 di 3 • Bila beban satuan dikerjakan bersama-sama dengan P, • maka defleksi menjadi (di super posisi) : • (+) di C, (1+1) di 1, (2+2) di 2, (3+3) di 3 • Bila beban satuan di C lebih dulu dikerjakan, maka • hubungan antara energi dalam dan kerja luar : • ½.1. = ½. U.dL… ( 2 ) dimana U = tekanan total dalam satuan berat pada setiap serat MN dengan luas dA yang disebabkan oleh beban satuan
Apabila P1, P2, P3, dikerjakan secara bertahap, maka • kerja luar tambahan menjadi : • 1/2P1.1+1/2P2.2+1/2P3.3+1. • karena beban satuan sudah ikut bekerja • Sehingga energi tambahan (gaya dalam) pada balok : • 1/2S.dL+ U.dL • Kerja luar total pada balok : • ½.1. +1/2P1.1+1/2P2.2+1/2P3.3+1., dan energi • dalam total : • 1/2U.dL1/2S.dL+U.dL • Kembali pada Hukum kekalan Energi : • Kerja luar = kerja dalam : • ½.1. +1/2P1.1+1/2P2.2+1/2P3.3+1. = • 1/2U.dL1/2S.dL+U.dL … ( 3 )
Substitusi ( 1 ), ( 2 ), ( 3 ), maka didapat : = U.dL… ( 4 ) dL dapat disebabkan oleh : - beban kerja - perubahan suhu - kesalahan pembuatan (pabrikasi) - kesalahan penempatan tumpuan • Perhatikan Elemen MN : • Bila momen akibat beban P = M, dan momen akibat • beban satuan = m, dan panjang MN semula = dx • maka : ……………… ( 5 ) …… ( 6 )
Masukkan : maka, … ( 7 ) • Masukkan pers. (5) dan (7) ke persamaan (4) : • Persamaan ( 8 ) berfungsi untuk menghitung defleksi dari suatu balok statis tertentu, dapat juga untuk meng- hitung defleksi rangka batang.
1t (UL) P B A B (a) X L A-B BAGIAN BALOK A B Titik asal Batas-batas M m B X=0 s/d X=L -P. x -(1).x (b) • Contoh Aplikasi : 1. Hitung : deleksi B dengan metode Unit Load Penyelesaian : Untuk memudahkan, kasusnya ditabelkan
2. Diketahui : konsol A-B dengan beban merata q t/m’ Hitung : defleksi B dengan cara Unit Load 1t (UL) q=t/m’ Penyelesaian : B A BAGIAN BALOK A-B B (a) X Titik asal Batas-batas M m • B • X=0 s/d x=L • q.x2/2 • - (1).x L A B (b)
3. Diketahui : Batang A-B statis tertentu dengan tumpuan A dan B Hitung : defleksi di C (c) dengan metode Unit Load P Penyelesaian : A B C C VB=1/2P Bagian Balok A-C B-C VA= 1/2P Titik asal Batas-batas M m A x=0s/dx=L/2 1/2P.x ½.x B x=0s/dx=L/2 1/2P.x ½.x 1(UL) A B C C 1/2 1/2 L/2 L/2 L
A B C C VB= 1/2q.L Bagian Balok A-C B-C VA= 1/2q.L Titik asal Batas-batas M m A x=0s/dx=L/2 1/2qL.x-1/2q.x2 ½.x B x=0s/dx=L/2 1/2q.L.x-1/2q.x2 ½x 1(UL) A B C C 1/2 1/2 L/2 L/2 L 4. Diketahui : Batang A-B statis tertentu beban merata ditum- pu pada A dan B Hitung : defleksi di C (c) dengan metode Unit Load Penyelesaian :