46389721 unit 4 pesongan dan kecerunan rasuk menggunakan kaedah macaulay

Upload: adharina-zulkiffli

Post on 06-Apr-2018

387 views

Category:

Documents


7 download

TRANSCRIPT

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    1/37

    C3007 / unit4/ 1PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________

    PESONGAN DAN KECERUNAN RASUKMENGGUNAKAN KAEDAH MACAULAY

    OBJEKTIF AM : Pelajar dapat memahami maksudkecerunan,

    pesongan dan pesongan maksima padarasuk tetupang mudah

    OBJEKTIF KHUSUS:

    Selepas mengikuti unit 4 ini, pelajar dapat:-

    Mengira tindakbalas pada tupang bagi beban tumpu,bebanteragih dan momen

    Menulis ungkapan umum bagi momen

    Menulis dan menukarkan ungkapan umum kepada ungkapanMacaulay.

    Mengira kecerunan dan pesongan pada rasuk

    Menyelesaikan masalah pesongan maksima.

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    2/37

    C3007 / unit4/ 2PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________

    4.0 Pengenalan

    Secara amnya rasuk direka bentuk secukupnya untukmenahan kegagalan samada dalam lenturan ataupun ricihan.Pesongan rasuk yang melebihi had yang dibenarkan akanmengakibatkan kerosakan pada bahan bersebelahan rasuk.(contohnya tiang, papak dan sebagainya)

    4.1 Pesongan Rasuk

    Lengkungan yang jelas dan juga ketidakfungsian rasukdengan baik, untuk mengelakkan ini daripada berlaku, rasukdirekabentuk dalam cara di mana bila dibebankan, ianya tidakmengalami pesongan melebihi had yang dibenarkan di dalamkod.

    iaitu360

    1x rentang rasuk

    Rasuk pada umumnya menanggung berbagai beban,maka parameter seperti daya ricih, momen lentur, cerun dan

    pesongan tidak mempunyai fungsi selanjar yang tertentuuntuk keseluruhan rasuk. Walaubagaimanapun kita bolehmendapatkan ungkapan bagi parameter tersebut untukkeseluruhan rasuk tanpa membahagikan rasuk kepadabeberapa bahagian dengan menggunakan fungsi tak selanjar.Beberapa contoh bagi fungsi selanjar dan tak selanjar bolehdilihat dari gambarajah daya ricih yang dilukis bagi keadaanrasuk yang dibebankan seperti yang ditunjukkan dalam Rajah4.1

    GDR

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    3/37

    C3007 / unit4/ 3PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________

    Fungsi selanjar Fungsi tak selanjar Fungsi tak

    selanjar

    Rajah 4.1: Bentuk-bentuk rasuk selanjar dan tak selanjar

    4.2 Perhubungan Secara Matematik antara MomenLentur,

    Kecerunan dan Pesongan

    Bila beban dikenakan , rasuk akan melentur dalam satubulatan yang jejariannya tidak diketahui. Ambil sebahagiankecil lenturan tersebut dengan menganggap titik P dan Qberhampiran antara satu sama lain di atas paksi membujursuatu rasuk . Bentuk pesongannya ialah lengkok bulat yangberjejari R yang berpusat pada jejari kelengkungan di O.

    Kedudukan P ialah x dan kedudukan Q ialah x +

    x dari titikasal masing-masing

    Rajah 4.2(a) :

    s = panjang bahagian lengkuk PQR = jejari kelengkungan lengkukO = pusat lengkuk = sudut tangen di titik P dengan garis paksi ox

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    4/37

    C3007 / unit4/ 4PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________

    + = sudut tangen di titik Q dengan paksi ox

    Daripada geometri rajah 4.2(a), kita dapati

    POQ = s = R

    R =

    s

    Jika lengkuk s terlalu kecil, kita boleh menganggap s = x

    Oleh itu R =

    x

    R

    1=

    s

    Rajah 4.2 (b)

    Kita mengetahui koordinat P ialah (x,y) ,oleh itu

    tan =dx

    dy------------------ persamaan 4.1

    kerana adalah kecil, tan = , oleh itu

    =dx

    dy

    Membezakan persamaan ini merujuk kapada x, memberi

    dx

    d=

    2

    2

    dx

    yd

    = tan =dx

    dy(masukkan dalam persamaan 4.1)

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    5/37

    C3007 / unit4/ 5PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________

    dx

    d

    R

    =

    1

    =

    dx

    dx

    dyd

    2

    21

    dx

    yd

    R= --------------------- persamaan 4.2

    Dari persamaan lenturan

    YR

    E

    I

    M == --------------------- persamaan 4.3

    R

    E

    I

    M=

    E

    M

    R

    I=

    EI

    M

    R=

    1---------------------- persamaan 4.4

    Masukkan persamaan 4.2 dalam persamaan 4.4

    Persamaan am pembezaan untuk pesongan

    2

    2

    dx

    yd

    EI

    M= ----------------- persamaan 4.5

    4.2 Tandaan lazim dan unit

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    6/37

    C3007 / unit4/ 6PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________

    Jadual 4.1 memberi tandaan lazim bagi momen lentur, kecerunandan pesongan yang akan digunakan. Sistem ini adalah selaras

    dengan tandaan bagi momen lentur dan daya ricih.

    Jadual 4.1 : Peraturan tanda untuk Momen Lentur, Kecerunandan Pesongan

    Kesan SimbolKoefisyen

    KerbedaKamilan

    Unit Peraturan Tanda

    Positif Negatif

    Momen

    lentur

    M EI2

    2

    dxyd M

    Nm

    KNm

    Kecerunan

    dx

    dyEIdx

    dydx

    EI

    M

    Radian

    Pesongan y EI y dxEI

    M.

    mm

    INPUT 1

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    7/37

    C3007 / unit4/ 7PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________

    4.3 Kecerunan dan Pesongan bagi beban titik dengan

    menggunakan Kaedah Macaulay

    Di dalam kaedah Macaulay, hanya satu keratan sahajayang perlu dibuat untuk mendapatkan ungkapan umum bagimomen iaitu pada kawasan beban yang terakhir sekali(contoh keratan s-s dalam Rajah 4.4(a) dan keratan s-sdalam Rajah 4.4(b)

    Rajah 4.4(a)

    Rajah 4.4 (b)

    Sepertimana yang kita tahu apabila rasuk dikenakanbeban ,ia akan melentur ke bawah dan akan berada padakestabilan selagimana penyokong dapat bertahan.Penyokongnya mungkin terdiri daripada tiang dan sebagainya.

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    8/37

    C3007 / unit4/ 8PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________

    Kita boleh mengira tindakbalas yang berlaku pada penyokongtersebut dengan menggunakan persamaan momen.

    Dalam kaedah Macaulay, selesaiannya perlu mengikutbeberapa syarat tertentu seperti di bawah.:-

    i. Persamaan momen yang sah bagi keseluruhan rasukhendaklah diperolehi dengan mengambil momen padatitik yang paling kanan sekali sebelum penghujungrasuk dengan jarak ukuran dibuat dari penghujung rasuksebelah kiri.(Origin dari hujung sebelah kiri rasuk). Rujukrajah 4.5

    10kN 5kN x

    RA 1m 1.5m R B

    x

    5m x

    Rajah 4.5

    Daripada Rajah 4.5,(syarat 1) akan menghasilkanpersamaan momen seperti berikut:

    Mx = RA(x) 10(x 1) 5(x 2.5)

    ii. Untuk menentukan persamaan yang telah dihasilkanboleh digunakan bagi keseluruhan rasuk, tidak kirakeratan mana sekalipun, fungsi (x 1) dan (x 2.5)yang telah dihasilkan daripada perubahan beban yangpertama(10kN) dan kedua (5kN) perlu ditukarkansupaya menjadi fungsi Macaulay seperti yangditunjukkan di bawah

    (x 1) menjadi [ x 1](x 2.5) menjadi [x 2.5]

    Kurungan [ ] ialah kurungan Macaulay dan cirriutamanya akan menjadi sifar sekiranya nilai di

    dalamnya negatif.

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    9/37

    C3007 / unit4/ 9PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________

    Oleh yang demikian, persamaan momen yang dihasilkandalam syarat 1 perlu diubahsuai supaya berbentuk

    seperti yang berikut,

    Mx = RA[ x ] 10[ x 1 ] 5 [x 2.5] --------persamaan 4.6

    Sebagai semakan, sekiranya nilai x ialah x1 , dengan

    x1

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    10/37

    C3007 / unit4/ 10PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________

    10 kNA C B

    1m 2m 2m

    Rajah 4.6

    Dapatkan tindakbalas pada penyokong dengan menggunakanpersamaan momen. Untuk rasuk tetupang mudah hanyatindakbalas pada penyokong A sahaja yang diperlukan.

    Penyelesaian

    Bagi penyelesaian menggunakan kaedah Macaulay, perlu dapatkantindakbalas pada penyokong.

    = BB MM

    10(4) = RA (5)

    RA =5

    410 x

    = 8kN

    10kN

    8kN x

    Persamaan momen

    Mx = 8x 10 [x 1] ----------------------------------- persamaan 4.7

    Daripada persamaan EI2

    2

    dx

    yd= M --------------- persamaan 4.8

    Masukkan persamaan 4.7 dalam persamaan 4.8 , menjadi

    EI2

    2

    dx

    yd= 8x 10 [x 1]

    Kamirkan persamaan momen untuk mendapatkan persamaankecerunan

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    11/37

    C3007 / unit4/ 11PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________

    EIdx

    dy=

    2

    8 2x-

    2

    ]1[10 2x+ C1

    Kamirkan sekali lagi untuk mendapatkan persamaan pesongan

    EI y = =6

    8 3x-

    6

    ]1[10 3x+ C1x + C2

    Bagi mendapatkan nilai-nilai C1 dan C2keadaan sempadan perludigunakan, iaitu untuk rasuk bina dalam pesongan maksima bilakecerunan adalah 0.Manakala pesonngan adalah kosong padakedua-dua penyokong.

    Y = 0 1 Y=0

    Pada A, x = 0 , y = 0

    EI (0) =6

    ]0[83

    -6

    ]10[10 3+C1 (0) + C2

    C2 = 0

    Pada B, x = 5m, y = 0

    EI (5) =6

    ]5[8 3-

    6

    ]15[10 3+C1 (5) + 0

    C1 = - 12

    Persamaan lengkap

    i. Kecerunan,

    EIdx

    dy=

    2

    8 2x-

    2

    ]1[102

    x- 12

    ii. Pesongan

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    12/37

    C3007 / unit4/ 12PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________

    EI y = =6

    8 3x-

    6

    ]1[103

    x- 12x

    Kecerunan pada titik C, x = 3mGantikan x = 3m dalam persamaan kecerunan

    EIdx

    dy=

    2

    )3(8 2-

    2

    ]13[10 2- 12

    dx

    dy=EI

    4

    Pesongan pada titik C, x = 3

    EI y =6

    ]3[8 3-

    6

    ]13[103

    - 12 (3)

    Y = -EI

    33.13

    ** Jika nilai EI diberikan dapatkan kecerunan dalam radian danpesongan dalam mm.

    _________________________________________

    AKTIVITI

    _____________________________________________________

    4.1 Uji kefahaman sebelum meneruskan dengan beban teragih Jika diberi satu rasuk mempunyai beban tumpu lebihdaripada satu seperti Rajah 4.7. Dapatkan kecerunan danpesongan pada titik B dalam sebutan EI

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    13/37

    C3007 / unit4/ 13PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________

    30N 15N

    A B C D

    2m 3m 3m

    Rajah 4.7

    4.2 Dengan menggunakan Kaedah Macaulay dapatkan kecerunandan pesongan pada rasuk tersokong mudah Rajah 4.8 padatitik B . Diberi keratan adalah seperti Rajah 4.9. Nilai E = 11GN/m2

    30N 20N 15N

    A B C D E

    2m 1.5m 1m 3m

    Rajah 4.8

    240mm

    Rajah 4.9

    100mm

    ____________________________________________________________________

    MAKLUM BALAS____________________________________________________________________

    4.1 Kecerunan

    dx

    dy= -

    EI

    31.100

    Pesongan

    Y = -EI

    62.275

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    14/37

    C3007 / unit4/ 14PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________

    4.2 Ixx = 1.152 x 10-4

    m4

    EI = 1.2672 MNm2

    Kecerunan pada titik B =EI

    31.100

    Pesongan di titik B =EI

    62.275

    (Jika tidak mendapat jawapan sila berjumpa dengan Pensyarah)

    INPUT 2

    4.5 Mendapatkan kecerunan dan pesongan bagi bebanteragih dengan menggunakan Kaedah Macaulay

    Bagi beban teragih yang meliputi sebahagian daripada rasukdan tidak meliputi sehingga hujung kanan rasuk, beban

    tersebut mestilah diteruskan sehingga kepada hujung kanan

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    15/37

    C3007 / unit4/ 15PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________

    rasuk dan kemudian mesti ditolak dengan beban yang samamagnitud tetapi bertentang arah (arah ke atas) yang

    dikenakan pada bahagian bawah rasuk untuk bahagian rasukyang ditambah bebannya. Hal ini dijelaskan dengan merujukkepada Rajah 4.10 (a)

    Rajah 4.10(a)

    Beban w yang dikenakan pada kawasan CD hendaklahditeruskan hingga ke titik E. Kemudian beban yang

    mempunyai magnitud yang sama dan arah ke atas- w, harulahdikenakan untuk kawasan DE pada bahagian bawah rasuk.Dengan ini rasuk tersebut akan mengalami jumlah bebanyang sama seperti keadaan asal .Rujuk rajah 4.10(b).

    Rajah 4.10(b)_____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    16/37

    C3007 / unit4/ 16PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________

    Ungkapan momen bagi beban teragih adalah Mx = R(x) -

    2)(2

    axw

    Lihat rajah 4.10(c)

    Rajah 4.10( c )

    Contoh 4.2

    Dapatkan kecerunan dan pesongan pada titik C untuk rasuk

    (Rajah 4.11) dengan mengambil nilai E = 200kN/mm2

    dan I =108 mm4

    A

    12 kN/m 25kN 10kN

    B C D

    3m 2m 3m

    Rajah 4.11

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    17/37

    C3007 / unit4/ 17PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________

    Penyelesaian

    Tindakbalas pada penyokong A , ambil keseimbangan momen

    = DD MM

    RA(8) = 12 (3)(6.5) + 25 (5) + 10(3)RA = 48.63 kN

    Persamaan momen

    Mx = EI2

    2

    dx

    yd= 48.63(x) -

    2

    12 2x+

    2

    ]3[122

    x- 25[ x 3] 10 [x 5]

    (jika beban teragih perlu ditambah sehingga kekeratan y-ydan perlu diseimbangkan)Kamirkan persamaan momen bagi mendapatkan persamaankecerunan,

    EIdx

    dy=

    2

    63.48 2x-

    6

    123x

    +6

    ]3[123

    x-

    2

    ]3[25 2x-

    2

    ]5[102

    x+ C1

    Kamirkan persamaan kecerunan untuk mendapatkan persamaanpesongan

    EI y =6

    63.483

    x-

    24

    12 4x+

    24

    ]3[12 4x-

    6

    ]3[25 3x-

    6

    ]5[10 3x+

    C1x + C2

    Keadaan sempadan

    Pesongan adalah kosong pada penyokongPada A, x = 0, y = 0 dan C2 = 0

    Pada D, x = 8, y = 0 dan C1 = ?

    EI (0) =6

    )8(63.48 3-

    24

    )8(12 4+

    24

    ]38[124

    -

    6

    ]38[253

    -

    6

    ]58[103

    + C1 (8)+ 0

    C1 = - 231.05

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    18/37

    C3007 / unit4/ 18PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________

    Persamaan lengkap

    i. Persamaan kecerunan

    EIdx

    dy=

    2

    63.48 2x-

    6

    123x

    +6

    ]3[123

    x-

    2

    ]3[25 2x-

    2

    ]5[102

    x-

    231.05

    ii. Persamaan pesongan

    EI y =6

    63.48 3x-

    24

    12 4x+

    24

    ]3[124

    x-

    6

    ]3[25 3x-

    6

    ]5[103

    x-

    231.05 x

    Kecerunan pada titik C, x = 5m

    EIdx

    dy=

    2

    )5(63.48 2-

    6

    )5(12 3+

    6

    ]35[123

    -

    2

    ]35[25 2-

    2

    ]55[10 2-

    231.05

    dx

    dy

    = 8

    6

    10200

    10825.94

    x

    x

    = 4.74 x 10-3 rad

    Pesongan pada titik C, x = 5m

    EI y =6

    )5(63.48 3-

    24

    )5(12 4+

    24

    ]35[12 4-

    6

    ]35[25 3-

    6

    ]55[103

    -

    231.05(5)

    Y =8

    9

    10200

    1096.479

    x

    x

    Y = -24 mm

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    19/37

    C3007 / unit4/ 19PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________

    _________________________________________________________

    AKTIVITI

    ________________________________________________________

    Uji kefahaman sebelum meneruskan dengan Input 3

    4.3 Diberi satu rasuk tetupang mudah dengan beban teragih danbeban tumpu, Dapatkan pesongan dan kecerunan pada titik Cbagi rasuk tersebut dalam sebutan EI.

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    20/37

    C3007 / unit4/ 20PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________

    40kN 15N/m

    A B C D

    6m 4m 8m

    Rajah 4.12

    4.4 Dapatkan kecerunan dan pesongan pada rasuk tersokongmudah seperti Rajah 4.13 pada titik B dalam sebutan EI

    16N 15N/m

    A B C

    2m 1m 7m

    Rajah 4.13

    4.5 Sebatang rasuk kayu disokong secara mudah dan membawabeban teragih seragam 3.75 kN/m seperti Rajah 4.14(a).Tentukan nilai b jika pesongan yang dibenarkan ialah 20mm.Diberi nilai E = 10GN/m2

    3.75 kN/m

    A C

    4m

    Rajah 4.14 (a)

    3b

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    21/37

    C3007 / unit4/ 21PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________

    b

    Rajah 4.14(b)

    Maklumbalas

    4.3 RA = 53.33kN

    EIdx

    dy 903.248

    =

    y = -EI

    303.12514

    4.4 RA = 59.35N

    EIdx

    dy 85.543=

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    22/37

    C3007 / unit4/ 22PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________

    y = -EI

    967.1245`

    4.5 b = 36.30mm

    INPUT 3

    4.6 Mendapatkan kecerunan dan pesongan bagi momendengan menggunakan kaedah Macaulay

    Momen titik yang berlaku pada rasuk seperti yang ditunjukkandalam rajah 4.6(a) hendaklah diselesaikan seperti berikut,

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    23/37

    C3007 / unit4/ 23PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________

    Rajah 4.15

    Mx = RA x M1 [ x a]0

    Dalam persamaan rangkap [ x a]0 sebenarnya bernilai 1, danini tidak akan menjejaskan persamaan bagi momen rasuksebenar, iaitu

    Mx = RA x M1Walau bagaimanapun syarat-syarat di bawah harus dipatuhiiaitu:

    Jika x a 0 maka (x a ) = 0

    Jika x a 0 maka (x a ) = (x a)a: ialah jarak hujung kiri rasuk ke daya atau momen yangdipertimbangkan

    Contoh 4.3

    Dapatkan pesongan dan kecerunan pada titik di atas rasukyang berjarak 5m dari sokong kiri dibebankan seperti dalamRajah 4.16(a) .Jika nilai E = 5 x 106 N/mm2 , I = 9 x 106 mm4

    10 kNm 2kN/m 5kN

    A C D E F B

    2m 2m 2m 2m 2m

    Rajah 4.16(a)

    Penyelesaian

    0= AM +ve_____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    24/37

    C3007 / unit4/ 24PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________

    RB =10

    )8(5)5)(2(210 ++

    = 7kN

    yF = 0 +ve

    RA = 2 kN

    Keratan hendaklah dilakukan antara F dan B seperti dalam Rajah4.15

    10 kNm 2kN/m 5 kN y

    A C E

    F G

    2m 2m 2m 2m

    x y

    Rajah 4.16 (B )

    =0M

    M = EI2

    2

    dx

    yd= 2[x] + 10[x 2]0 -

    2

    ]4[2 2x+

    2

    ]6[2 2x- 5[x 8]

    Kamirkan untuk mendapatkan persamaan kecerunan

    EIdx

    dy=

    2

    22x

    + 10[x 2] -6

    ]4[2 3x+

    6

    ]6[2 3x-

    2

    ]8[5 2x+ C1

    Kamirkan sekali lagi untuk mendapatkan persamaan pesongan

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    25/37

    C3007 / unit4/ 25PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________

    EI y =6

    23x

    +2

    ]2[10 2x-

    24

    ]4[2 4x+

    24

    ]6[2 4x-

    6

    ]8[5 3x+ C1x

    + C2Keadaan sempadan

    x = 0, y = 0, C2 = 0

    x = 10, y = 0

    0 =6

    )0(23

    +2

    ]210[10 2-

    24

    ]410[24

    +

    24

    ]610[24

    -6

    ]810[5 3+

    C1(10) + 0C1 = -56

    Persamaan lengkap

    Persamaan kecerunan

    EI

    dx

    dy=

    2

    22x

    + 10[x 2] -

    6

    ]4[2 3x+

    6

    ]6[23x

    -

    2

    ]8[5 2x-56

    Persamaan pesongan

    EI y =6

    23x

    +2

    ]2[10 2x-

    24

    ]4[2 4x+

    24

    ]6[24

    x-

    6

    ]8[53

    x- 56x

    Pesongan pada jarak x = 5m

    EI y =6

    )5(23

    +2

    ]25[10 2-

    24

    ]45[24

    +24

    ]65[2 4-

    6

    ]85[5 3-

    56(5)

    = - 193.4 kNm3

    y = -)109)(105(

    )1000)(1000(4.19366

    3

    = -4.3mm

    Tanda negatif menunjukkan pesongan arah ke bawah.

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    26/37

    C3007 / unit4/ 26PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________

    _____________________________________________________

    AKTIVITI

    ________________________________________________________4.6 Dapatkan kecerunan dan pesongan yang berjarak 11m

    dari kiri rasuk seperti dalam Rajah 4.6(d) dalam sebutanEI

    40Nm 70N 80Nm

    A B C D E

    4m 5m 2m 4m

    Rajah 4.17

    4.7 Satu rasuk keluli tersokong mudah dikenakan bebanseperti rajah dengan keratan berbentuk L. Diberi nilai E= 205kN/mm2

    40Nm 20N/m 70N 80N

    A B C D E

    4m 5m 2m 4m

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    27/37

    C3007 / unit4/ 27PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________

    Rajah 4.18(a)

    20mm

    240mm Rajah 4.18(b)

    20mm

    280mm

    MAKLUM BALAS_________________________________________________________________

    4.6EIdx

    dy 17.488=

    y =EI

    1.2327

    4.7 Ixx = 3.928 X 107 mm4

    radxdx

    dy 41004.1

    =

    y = 1.78 mm

    Jika terdapat sebarang perbezaan dengan jawapan anda silaberbincang dengan pensyarah

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    28/37

    C3007 / unit4/ 28PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________

    _________________________________________________________

    PENILAIAN KENDIRI

    ______________________________________________________________

    Anda telah menghampiri kejayaan.Sebelum anda menjawab soalanBahagian B cuba dahulu soalan Bahagian A (Uji kefahaman). Jikaanda boleh menjawab semua soalan yang dikemukan anda seorangyang bijak.Soalan ini terbahagi kepada dua bahagian iaitu bahagianA dan bahagian B

    Bahagian A(I)

    1. Apakah yang dimaksudkan dengan pesongan rasuk?2. Berikan sebab-sebab mengapa pesongan rasuk penting

    dalam merekabentuk rasuk?3. Nyatakan persamaan pembezaan bagi menentukan

    pesongan rasuk?4. Terangkan bagaimana pesongan rasuk boleh didapati

    dengan kaedah kamiran berganda?

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    29/37

    C3007 / unit4/ 29PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________

    Bahagian A(II)

    Nyatakan kenyataan ini benar atau salah. Jika benar tandakan dansalah tandakan x dalam kotak yang disediakan.

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    30/37

    C3007 / unit4/ 30PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________

    1. Pesongan rasuk hanya boleh ditentukan denganmenggunakan kaedah kamiran berganda

    2. Lengkungan satah neutral disebut sebagai lengkungananjal

    3. Pesongan rasuk ialah jarak jauh s

    4. atah neutral dari kedudukan asal ke kedudukan satahneutral selepas beban dikenakan.

    5. Pesongan maksima Ym boleh didapati dari persamaanlengkung anjal.

    6. Kamilan pertama persamaan pembezaan pesonganmemberikan persamaan perssamaan pesongan

    7. Kamiran kedua pembezaan pesongan memberikancerun pada jarak x

    8. Nilai cerun di titik pertengahan bagi semua rasukadalah sifar

    9. Bagi rasuk yang disokong secara mudah dan dikenakanbeban titik di tengah, nilai cerun di kedua-duapenyokong adalah sama

    Setelah anda berjaya menjawab soalan Bahagian A, sila cuba soalandalam Bahagian B. Semak jawapan anda pada maklumbalas yangdisediakan. Setiap soalan Bahagian B mesti disiapkan dalamjangkamasa 30 minit.

    Bahagian B

    Jika ada masalah yang timbul, sila berbincang dengan pensyarahanda.

    4.1 Dapatkan kecerunan dan pesongan pada titik D bagi rasuk

    tetupang Mudah dalam Rajah 4.19(a). Di beri nilai E =

    10kN/mm2 dan Bentuk rasuk seperti Rajah 4.19(b)

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    31/37

    C3007 / unit4/ 31PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________

    10 kN 5kN

    2kN/m 10kNm

    A B C D E

    B C

    1m 2m 2m 3m

    Rajah 4.19(a)

    10mm

    250mm

    10mm

    250mm

    Rajah 4.19(b)

    4.2 Dapatkan kecerunan dan pesongan pada titik B dan D bagirasuk dalam Rajah 4.20(a). Nilai E diberikan sebagai 206kN/mm2 dan bentuk rasuk seperti Rajah 4.20(b)

    20N/m 15N 20Nm 15N 30N/m

    A B C D E

    2m 2m 2m 3m

    Rajah 4.20(a)_____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    32/37

    C3007 / unit4/ 32PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________

    150mm

    25mm

    150 150mm

    25mm

    25mm 100mm 25mm

    Rajah 4.20(b)

    4.3 Dapatkan kecerunan dan pesongan jika x berjarak 5m daripenyokong A Rajah 4.21(a).Bentuk adalah seperti Rajah4.21(b) Diberi nilai E = 205 kN/mm2

    15kN20kN/m 20kNm

    A B C D E

    3m 1m 1m 2m

    Rajah 4.21(a)

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    33/37

    C3007 / unit4/ 33PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________

    500mm

    100mm

    100mm750mm

    100mm

    Rajah 4.21(b)

    4.4 Satu rasuk disokong mudah dikenakan beban seperti Rajah4.22(a). Dapatkan kecerunan dan pesongan pada titik C jikadiberi nilai E = 206 kN/mm2 dalam bentuk seperti Rajah4.22(b)

    20kN 15kN 10kNm10kN/m

    A B C D E

    2m 2m 4m 4m

    Rajah 4.22(a)

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    34/37

    C3007 / unit4/ 34PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________

    450mm

    150 mm

    100mm 450 mm

    150 mm

    Rajah 4.22(b)

    MAKLUM BALAS PENILAIAN KENDIRI

    Bahagian A (I) dan (II)

    Bagi soalan Bahagian A, jika anda tidak memperolehi jawapan silarujuk unit 4 sekali lagi. Jika masih tidak memperolehi jawapan juga,berjumpalah dengan pensyarah anda

    Bahagian BSoalan 4.1

    C1 = 47.56C2 = 0Ixx = 2.92 x 107 mm4

    EIxx = 5.986 x 109 kNmm2

    dx

    dy= 0.0198 rad

    y = 67.9 mm

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    35/37

    C3007 / unit4/ 35PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________

    Soalan 4.2

    C1 = 386.02C2 = 0Ixx = 7.188 x 107 mm4

    EIxx = 1.48 x 1010 kNmm2

    dx

    dy(B)= 3.28 x 10-5 rad

    dx

    dy(D) = 5.806 x 10-5 rad

    y (B) = 0.056mm

    y D) = 0.24 mm

    Soalan 4.3

    C1 = - 231.11C2 = 0Ixx = 1.81 x 1010 mm4

    EIxx = 3.711 x 1012 kNmm2

    dx

    dy= 3.93 x 10-5 rad

    y = 0.094 mm

    Soalan 4.4C1 = - 717.75C2 = 0Ixx = 9.71 x 109 mm4

    EIxx = 2.00 x 1012 kNmm2

    dx

    dy= 1.755 x 10-4 rad

    y = 0.118 mm

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    36/37

    C3007 / unit4/ 36PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________

    BAHAN RUJUKAN___________________________________________________________

    1. Kajidaya Bahan 1989

    Mohamad Rashid b Nabi BaxU.T.M2. Mekanik Bahan 1997

    Penterjemah Ahmad Zafri b ZainudinMuhammad Her b JantanYahaya b Ramli

    U.T.M

    3. Pengenalan Makanik Bahan 1992Mohd Zamin b Jumaat

    Dewan Bahasa & Pustaka

    4. Mechanics of Materials 1984H.J HearnRobert Maxwell, M.C

    5. Theory and Problems of Strength Materials 1990William A NashSchaums Outline Series, Mc Graw-Hill

    _____________________________________________________________________C3007- Mekanik StrukturModul ini disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

  • 8/3/2019 46389721 Unit 4 Pesongan Dan Kecerunan Rasuk Menggunakan Kaedah Macaulay

    37/37

    C3007 / unit4/ 37PESONGAN DAN KECERUNANKAEDAH MACAULAY(Rasuk disokong mudah)

    ____________________________________________________________________