mekanik struktur t8

Upload: hazyema-harun

Post on 04-Apr-2018

284 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

  • 7/29/2019 mekanik struktur T8

    1/32

    TEGASAN LENTURC 2007 / UNIT 8 / 1

    OBJEKTIF AM :

    Mempelajari dan memahami sentroid, momen luas kedua dan

    modulus keratan .

    OBJEKTIF KHUSUS:

    Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat:-

    Menerangkan kesan daya sisi ke atas keratan rasuk. Mengira nilai momen luas kedua (momen sifat tekun) . Mengira nilai modulus keratan.

  • 7/29/2019 mekanik struktur T8

    2/32

    TEGASAN LENTURC 2007 / UNIT 8 / 2

    INPUT 8A SIFAT-SIFAT KERATAN

    8.0 PENGENALAN

    Cuba anda perhatikan kedua-dua rasuk pada rajah 8.1. Kedua-dua rasuk

    tersebut menerima tahap pembebanan yang sama. Pertimbangkan.

    Rasuk manakah yang anda fikir LEBIH kukuh? Sekiranya anda menjawab rasuk A; apakah rasionalnya? Sekiranya anda menjawab rasuk B; apakah rasionalnya? Adakah bentuk keratan rasuk menentukan tahap kekukuhan sesuatu rasuk?Amnya terdapat pelbagai bentuk anggota struktur yang digunakan dalam

    bidang Kejuruteraan Awam. Sebagaimana dalam rajah 8.1, rasuk Amempunyai bentuk keratan rentas segiempat sama manakala rasuk B

    mempunyai bentuk keratan rentas segiempat tepat. Selain daripada jenis

    bahan yang digunakan (i.e konkrit atau keluli), bentuk anggota struktur juga

    menentukan kekuatan dan ketegaran sesuatu struktur.

    Persoalan rasuk manakah yang lebih kukuh dapat ditentukan dengan

    menganalisis nilai momen luas kedua. Penentuan nilai momen luas kedua

    sangat berkait rapat dengan sentroid. Oleh yang demikian, unit ini akan

    membincangkan dengan lebih lanjut berhubung sentroid dan momen luas

    kedua bagi bentuk keratan yang lazim dalam bidang kejuruteraan.

    Rajah 8.1(a) : Rasuk A Rajah 8.1(b): Rasuk B

  • 7/29/2019 mekanik struktur T8

    3/32

    TEGASAN LENTURC 2007 / UNIT 8 / 3

    8.1 KESAN DAYA SISI

    Pertimbangkan dua bentuk rasuk mudah yang dibebankan seperti rajah 8.2(a)

    dan 8.2 (b). Kedua-dua jenis rasuk tersebut mengalami lenturan pada arah

    yang berbeza. Lenturan tersebut ditindakkan oleh beban momen pada

    bahagian sisi rasuk tersebut. Kesan beban momen adalah wujudnya momen

    lentur yang seterusnya menyebabkan berlaku tegasan lentur dalam rasuk.

    Perhatikan filamen pada rasuk yang melendut (rajah 8.2a), permukaan atas

    rasuk mengalami mampatan dan beransur kurang sehingga permukaan bawahrasuk pula mengalami zon tegangan. Bayangkan sekiranya rasuk tersebut

    terdiri dari ratusan lapisan filamen. Adakah terdapat filamen yang tidak

    mengalami apa-apa perubahan i.e. mampatan atau tegangan? Ya, memang

    terdapat filamen yang tidak mengalami ubahbentuk dan ia terletak pada satah

    neutral. Satah neutral bagi sesuatu jasad amnya, melalui pusat graviti,

    manakala bagi satu unsur luasan, ia melalui titik sentroid. Bahagian yang

    seterusnya akan membincangkan sentroid dengan lebih lanjut.

    W

    BA

    Rajah 8.2(a) : Rasuk Melendut

    Zon MampatanM M

    Zon Tegangan

    A BZon Tegangan

    M M

    Zon Mampatan

    W

    Rajah 8.2(b) : Rasuk Meleding

    A B

  • 7/29/2019 mekanik struktur T8

    4/32

    TEGASAN LENTURC 2007 / UNIT 8 / 4

    8.2 SENTROID

    Anda pasti maklum bahawa bumi berputar pada paksi yang melalui pusat di

    mana semua jisimnya terpumpun; ia dikenali sebagai pusat graviti. Sentroid

    merupakan istilah yang digunakan untuk menggambarkan pusat bagi sesuatusatah luasan (bahan yang tidak mempunyai jisim). Kedua-dua pusat graviti

    dan sentroid merupakan titik keseimbangan. Amnya sentroid boleh dianggap

    pusat graviti bagi sesuatu bentuk yang hanya mempunyai luasan dan tidak

    mempunyai berat. Penentuan kedudukan titik sentroid boleh ditentukan

    berdasarkan bentuk geometri.

    8.2.1 Sentroid Bentuk Geometri Asas

    Kedudukan titik sentroid lazimnya berpandukan kepada paksi rujukan

    iaitu paksi pugak (y) dan paksi ufuk (x). Nilai sentroid ditulis dalamsistem koordinat (x , y ). Rajah 8.3 menunjukkan kedudukan titik

    sentroid, s bagi bentuk geometri asas.

    Bentuk Luas, A x y

    bh2b

    2h

    2

    bh

    3

    b

    3

    h

    2rr 0 0

    2

    2rr

    03

    4r

    Rajah 8.3 : Sentroid Bentuk Geometri Asas

  • 7/29/2019 mekanik struktur T8

    5/32

    TEGASAN LENTURC 2007 / UNIT 8 / 5

    8.2.2 Sentroid Bentuk Yang Mempunyai Dua Paksi Simetri

    Terdapat bentuk yang mempunyai gabungan beberapa bentuk geometriasas yang mempunyai dua paksi simetri. Sentroid bagi bentuk ini

    adalah garispusat persilangan kedua-dua paksi. Ianya sangat mudah

    untuk ditentukan, hanya perlu membahagi dua nilai lebar bentuk bagi

    mendapatkan nilai x dan membahagi dua nilai tinggi bagi

    mendapatkan nilai y . (Rajah 8.4)

    S

    S

    (a) Bentuk I (b) Bentuk Bulatan Berongga

    Rajah 8.4 : Bentuk Keratan Dua Paksi Simetri

  • 7/29/2019 mekanik struktur T8

    6/32

    TEGASAN LENTURC 2007 / UNIT 8 / 6

    8.2.3 Sentroid Bagi Luas Komposit

    Terdapat bentuk geometri yang langsung tidak mempunyai paksi

    simetri. Ia mungkin terdiri dari gabungan pelbagai bentuk geometriasas dan mempunyai keluasan rencam/komposit. Sentroid bentuk

    komposit dapat ditentukan dengan kaedah momen. Pertimbangkan

    bentuk seperti rajah 8.5.

    Bentuk komposit pada rajah 8.5 mempunyai rongga/lubang bulat.

    Bagi memudahkan kiraan, bentuk di atas dibahagikan kepada tiga

    komponen bentuk geometri i.e segitiga, segiempat, bulatan danmasing-masing mempunyai keluasan A1, A2 dan A3.

    Katakan:-

    = Komponen 1 @ A1

    = Komponen 2 @ A2

    = Komponen 3 @ A3

    x1, x2, x3 = Jarak sentroid komponen dari paksi y

    y1, y2, y3 = Jarak sentroid komponen dari paksi x

    y

    y1 y2 y3

    x1 xx2

    x3

    Rajah 8.5 : Bentuk Komposit

  • 7/29/2019 mekanik struktur T8

    7/32

    TEGASAN LENTURC 2007 / UNIT 8 / 7

    Sambungan.......

    Momen terhadap paksi y :

    Ax = A1X1 + A2X2 - A3X3

    x =321

    332211

    AAA

    XAXAXA

    x =A

    Ax

    Momen terhadap x:A y = A1Y1 + A2Y2 - A3Y3

    y =321

    332211

    AAA

    YAYAYA

    y =A

    Ay

    Bagi memperkukuhkan

    pengetahuan anda dalam

    menentukan kedudukan titik

    sentroid, marilah ikuti siri

    penyelesaian masalah

    berikutnya.

  • 7/29/2019 mekanik struktur T8

    8/32

    TEGASAN LENTURC 2007 / UNIT 8 / 8

    Menentukan sentroid keratan dengan dua paksi simetri

    Tentukan kedudukan sentroid bagi keratan pembentung kekotak pada rajah

    8.6. Pembentung tersebut mempunyai keratan 1000mm x 800mm dengan

    ketebalan 300mm.

    Rajah 8.6 : Keratan Pembentung Kekotak

    Penyelesaian

    Kedudukan sentroid ke paksi y, x =2

    b

    =2

    800

    = 400mm

    Kedudukan sentroid ke paksi x, y =2

    h

    =2

    1000

    = 500mm

    PENYELESAIAN

    MASALAH 8 a

    1000mm

    800mm

    Tips..

    Keratan di atas mempunyai dua paksi

    simetri, maka sentroid bagi keratan ini

    terletak pada persilangan kedua-dua

    paksi.

    y

    x

  • 7/29/2019 mekanik struktur T8

    9/32

    TEGASAN LENTURC 2007 / UNIT 8 / 9

    Menentukan sentroid keratan dengan satu paksi simetri

    Tentukan kedudukan sentroid bagi keratan rasuk T seperti rajah 8.7.

    Rajah 8.7: Keratan T

    Penyelesaian

    A1 = 150 x 30 ; A2 = 120 x 30 ; 1y = (30 2) + 120 ; 2y = 120 2

    = 4500mm2

    = 3600mm2

    = 135mm = 60mm

    x =2

    b=

    2

    150= 75mm#

    y =21

    2211

    AA

    YAYA

    = 36004500

    )603600()1354500(

    xx

    PENYELESAIAN

    MASALAH 8 b

    150mm

    30mm

    30mm

    120mm

    Tips.

    Bentuk T mempunyai satu paksi simetri, yy. Dengan

    itu kedudukan sentroid merujuk kepada paksi y, x boleh ditentukan dengan membahagi dua lebar keratan

    T tersebut i.e 75mm. Hanya kedudukan y sahaja

    yangperlu dikira.

    y

    x

    1

    2

    Tips.

    Bagi memudahkan kiraan,

    keratan T dibahagikan

    kepada dua bentuk geametri

    asas i.e segiempat tepat

  • 7/29/2019 mekanik struktur T8

    10/32

    TEGASAN LENTURC 2007 / UNIT 8 / 10

    = 101.67mm #

  • 7/29/2019 mekanik struktur T8

    11/32

    TEGASAN LENTURC 2007 / UNIT 8 / 11

    Menentukan sentroid keratan komposit

    Tentukan kedudukan sentroid bagi bentuk seperti pada rajah 8.8.

    y 120mm

    2 40mm

    140mm 1

    x

    40mm

    Rajah 8.8: Keratan Tidak Simetri

    Penyelesaian

    A1 = 140 x 40= 5600mm2

    A2 = 80 x 40

    = 3200mm2

    Kedudukan sentroid bentuk 1 ke paksi x, y 1 = 140 2

    = 70mm

    Kedudukan sentroid bentuk 2 ke paksi x, 2y

    =100

    2

    40

    = 120mm

    Kedudukan sentroid bentuk 1 ke paksi y, 1x = 40 2

    = 20mm

    Kedudukan sentroid bentuk 2 ke paksi y, 2x = 40280

    = 80mm

    Tips..

    Bagi memudahkan kiraan, bahagikanbentuk tersebut kepada bentuk geometri

    asas i.e dua komponen segiempat tepat.

    PENYELESAIAN

    MASALAH 8 c

  • 7/29/2019 mekanik struktur T8

    12/32

    TEGASAN LENTURC 2007 / UNIT 8 / 12

    sambungan ........

    Dengan menggunakan formula sentroid untuk bentuk komposit;

    x =21

    2211

    AAXAXA

    =32005600

    )803200()205600(

    xx

    = 41.82mm #

    y =21

    2211

    AA

    YAYA

    =32005600

    )1203200()705600(

    xx

    = 88.18mm #

    Masalah 8b dan 8c juga

    boleh diselesaikan dalam

    bentuk jadual, mari ikuti

    penyelesaian masalah 8d.

    Anda bebas memilih teknik

    yang anda sukai.

  • 7/29/2019 mekanik struktur T8

    13/32

    TEGASAN LENTURC 2007 / UNIT 8 / 13

    Menentukan sentroid luas komposit

    Tentukan kedudukan sentroid bagi luas yang berwarna pada rajah 8.9.

    Rajah 8.9 : Keratan Simetri Pada Satu Paksi

    Penyelesaian

    (i) Jarak sentroid dari paksi y, x = 30mm#(keratan simetri pada paksi y)

    (ii) Jarak sentroid dari paksi x, y , diselesaikan dalam jadual.

    Komponen A (mm ) y (mm) A y (mm3)

    Segitiga, 1 0.5 x 15 x 30 = 225 (+) 30/3 = 10 2250

    Segiempat, 2 30x30 = 900 (+) 30/2 = 15 13 500

    Semibulatan, 3 ( x 152 ) 2 = 353.4 (-) (4 x 15)/3 = 6.37

    2251.2

    Segitiga, 4 0.5 x 15 x 30 = 225 (+) 30/2 = 15 2250

    996.6 15 748.8

    y =A

    yA

    =6.996

    8.15748

    = 15.8mm#

    PENYELESAIAN

    MASALAH 8 d

    30mm 30mm

    30mm

    15mm

    Y

    X

    1

    2

    34

    Tips.

    Keratan di bahagikan

    kepada empat bentuk

    asas geometri

  • 7/29/2019 mekanik struktur T8

    14/32

    TEGASAN LENTURC 2007 / UNIT 8 / 14

    SEBELUM MENERUSKAN KE INPUT YANG BERIKUTNYA,SILA UJI KEFAHAMAN ANDA.

    SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DIHALAMAN BERIKUTNYA.

    8.1 BenarPalsu [ Tandakan pada kotak yang berkenaan ]

    (a) Sentroid adalah titik di mana semua jisim sesuatu jasad terpumpun.

    Benar Palsu

    (b) Sentroid bagi bentuk yang mempunyai dua paksi simetri adalah titik

    persilangan paksi-paksi tersebut.

    Benar Palsu

    (c) Sentroid merupakan satu kriteria penting dalam penentuan sifat keratan.

    Benar Palsu

    (d) Sekiranya keratan mempunyai paksi simetri y-y, hanya jarak y perlu dikira.

    Benar Palsu

    8.2 Nyatakan jarak y ke sentroid suatu keratan semi bulatan dengan jejari r.

    _____________

    8.3 Lakarkan kedudukan sentroid bagi bentuk keratan pada rajah 8.10.

    Rajah 8.10: Keratan Simetri

    8.4 Tentukan kedudukan sentroid bagi keratan segiempat tepat yang mempunyai

    ukuran 50mm lebar dan 100mm dalam.

    AKTIVITI 8A

  • 7/29/2019 mekanik struktur T8

    15/32

    TEGASAN LENTURC 2007 / UNIT 8 / 15

    8.1 (a) Palsu

    (b) Benar

    (c) Benar

    (d) Palsu

    8.2 y =3

    4r

    8.3

    8.4 y =2

    b

    =2

    50= 25mm#

    x =2

    h

    =2

    100= 50mm#

    MAKLUMBALAS AKTIVITI 8A

  • 7/29/2019 mekanik struktur T8

    16/32

    TEGASAN LENTURC 2007 / UNIT 8 / 16

    SIFAT-SIFAT KERATAN

    8.3 MOMEN LUAS KEDUA

    Momen luas kedua juga di kenali sebagai momen sifat tekun. Momen luas

    kedua melambangkan kekukuhan sesuatu bentuk luasan. Ianya ditakrifkan

    sebagai momen dari momen luas pertama. Antara lain, momen luas kedua

    merupakan luasan didarab dengan kuasa dua lengan momen terhadap sesuatu

    paksi. Nilainya tidak sama bagi paksi yang berlainan.

    Rajah 8.11 : Unsur Luas A

    Momen luas kedua terhadap paksi x;

    Ix = dAA

    y2

    Momen luas kedua terhadap paksi y;

    Iy = dAA

    x2

    dAx

    y

    x

    y

    INPUT 8B

  • 7/29/2019 mekanik struktur T8

    17/32

    TEGASAN LENTURC 2007 / UNIT 8 / 17

    Bentuk A (mm2) Ipg Ixx

    bh12

    3bh

    3

    3bh

    2

    bh

    36

    3bh

    12

    3bh

    r2

    64

    4d

    32

    4d

    2

    2rr

    0.11r4

    8

    4r

    Rajah 8.12 : Momen Luas Kedua Bentuk Lazim

    Nota :

    Ipg = Asalan paksi-paksiterletak di sentroid

    Ixx = Asalan paksi-paksi terletak di penjuru

  • 7/29/2019 mekanik struktur T8

    18/32

    TEGASAN LENTURC 2007 / UNIT 8 / 18

    Di dalam merekabentuk sesuatu anggota struktur, keupayaan sesuatu anggota

    menanggung beban merupakan faktor yang penting. Nilai momen luas kedua

    merupakan antara faktor yang utama bagi memastikan kemampuan anggotastruktur menanggung beban kenaan. Pertimbangkan dua keratan rasuk

    segiempat tepat berikut;

    Kedua-dua rasuk mempunyai luas keratan yang sama, namun nilai momen

    luas kedua, Ipg yang berbeza. Keratan yang pertama memberi nilai momen

    luas kedua yang lebih besar, dengan itu ianya lebih kukuh dari bentuk yang

    kedua. Bagi tujuan perbandingan, pertimbangkan keratan bagi bentuk pada

    rajah 8.14.

    (i) (ii)

    Ix =12

    3bh

    Ix =12

    3hb

    Rajah 8.13 : Keratan Segiempat Tepat

    b

    h x xx xb

    h

  • 7/29/2019 mekanik struktur T8

    19/32

    TEGASAN LENTURC 2007 / UNIT 8 / 19

    Bentuk rasuk Luas keratan

    rentas

    Momen luas kedua

    100 mm

    200 mm A = 20 x 103 mm2 I = 66.7 x 106 mm

    4

    A = 20 x 103 mm2 I = 172.2 x 106 mm

    4

    A = 20 x 103 mm2 I = 228.4 x 106 mm

    4

    50 mm

    200mm

    A = 20 x 103 mm2 I = 191.7 x 106 mm

    4

    Rajah 8.14 : Bentuk Keratan Sama Luas

    40 mm

    240 mm

    300 mm

    40 mm

    100 mm

    300 mm

    50 mm

    50 mm

    100 mm

    50 mm

    Daripada rajah 8.14 kita dapati luas keratan

    rasuk yang sama tetapi memberi nilai momen

    luas kedua yang berbeza. Jelas, bentuk

    keratan mempengaruhi nilai momen luas

    kedua dan seterusnya keupayaan rasuk

    menanggung beban.

    ??? Keratan manakah merupakankeratan yang paling kukuh????

  • 7/29/2019 mekanik struktur T8

    20/32

    TEGASAN LENTURC 2007 / UNIT 8 / 20

    xy

    d

    Paksi sentroid

    8.3.1 Teorem Paksi Selari

    Teorem paksi selari menyatakan bahawa momen luas kedua terhadap

    sesuatu paksi mempunyai kaitan dengan momen luas kedua pada paksi

    sentroid sesuatu luas keratan. Momen luas kedua terhadap sebarangpaksi andaian dalam arah x di berikan oleh;

    Ix = dAA

    y2 --------- (i)

    Pertimbangkan satu luasan seperti berikut

    Rajah 8.15 : Unsur Luasan A

    Kedudukan paksi sentroid x yang melalui titik sentroid, s adalahselari dengan paksi x.

    d, merupakan jarak antara dua paksi i.e paksi x dan paksi sentroid. Jarak luas satu unsur kecil dA dari paksi x ialah y = y + d Dari persamaan (i), jika y di ganti dengan y + d , maka;

    Ix = dAdyA

    2)'(

    = AAA

    dAddAyddAy22

    '2' --------(ii)

    Dari persamaan (ii):-

    Kamiran pertama :- Momen luas kedua melalui paksi sentroid Kamiran kedua :- Memberi nilai sifar kerana jumlah momen pada

    paksi yang melalui sentroid adalah sifar.

    Kamiran ketiga :- Jumlah luas AOleh itu:-

    *Nota : Teorem paksi selari hanya boleh digunapakai sekiranya salah

    satu daripada paksi adalah paksi sentroid.

    dA

    y

    x

    y

    *S

    Ix = Ipg + Ad2

  • 7/29/2019 mekanik struktur T8

    21/32

    TEGASAN LENTURC 2007 / UNIT 8 / 21

    d

    b

    8.4 MODULUS KERATAN

    Takrifan: Nisbah di antara nilai momen luas kedua sekitar paksi sentroid

    bagi sesuatu keratan dengan jarak terjauh diantara paksi sentroiddengan bahagian bawah/atas keratan.

    Lazimnya simbol yang digunakan adalah Z.

    Pertimbangkan keratan segiempat tepat dengan lebar, b dan tinggi, d seperti

    pada rajah 8.16.

    Rajah 8.16 : Keratan Rasuk

    Anggap Ix sebagai momen luas kedua sekitar paksi xx.

    Zx =

    =

    2b

    Ixx ( di mana b/2 merupakan jarak sentroid terjauh ke hujung keratan @ ymak)

    @

    y

    xx

    y

    Momen luas kedua terhadap paksi sentroid

    Jarak terjauh keratan dengan paksi sentroid

    Z=max

    y

    I

    Marilah mencuba penyelesaian

    masalah berhubung momen luas

    kedua.

  • 7/29/2019 mekanik struktur T8

    22/32

    TEGASAN LENTURC 2007 / UNIT 8 / 22

    50mm

    50mm

    Mengira momen luas kedua bentuk geometri asas

    Kirakan momen luas kedua bagi segiempat tepat melalui paksi x.(Rajah 8.17)

    Rajah 8.17

    x

    Penyelesaian

    Bagi segiempat tepat, momen luas kedua sekitar paksi sentroid;

    Ipg =12

    3

    bh

    =12

    100253x

    = 2.08 x 106

    mm4

    Dengan teorem paksi selari;

    Ix = Ipg + Ad2

    = (2.08 x 106

    ) + (100 x 25 x 502

    )

    = 8.33 x 106

    mm4#

    ______________________________________________________

    Mengira momen luas kedua bentuk geometri asas

    Kirakan momen luas kedua bagi bentuk keratan segitiga kakisama melalui

    paksi x.

    Rajah 8.18

    x

    Penyelesaian

    Bagi segitiga kakisama,

    Ipg =36

    3bh

    =36

    50503x

    = 1.74 x 105

    mm4

    Dengan teorem paksi selari;

    Ix = Ipg + Ad2

    = 1.74 x 105

    + ( )50502

    1 xx

    2

    3

    50

    = 5.21 x 105

    mm4#

    PENYELESAIAN

    MASALAH 8e

    25mm

    100mm

    PENYELESAIAN

    MASALAH 8f

  • 7/29/2019 mekanik struktur T8

    23/32

    TEGASAN LENTURC 2007 / UNIT 8 / 23

    Menentukan momen luas kedua bentuk T

    Kirakan momen luas kedua bagi keratan T, sekitar paksi sentroid (rajah

    8.19)

    xRajah 8.19: Keratan T

    Penyelesaian

    (i) Bahagikan keratan T kepada dua komponen segiempat tepat.

    (ii) Tentukan kedudukan sentroid.

    Komponen A (mm2) y (mm) Ay

    1

    100 x 10

    = 1000

    100 + 10/2

    = 105

    1000 x 105

    = 105 000

    2

    100 x 10

    = 1000100 2

    = 50

    1000 x 50

    = 50 000

    2000 155 000

    y =A

    Ay

    =2000

    155000

    = 77.5 mm

    PENYELESAIAN

    MASALAH 8g

    100mm

    10mm

    10mm

    100mm

    Tips

    Bagi memudahkan kiraan sentroid,

    penyelesaian boleh dibuat dengan

    menggunakan jadual

    1

    2

    y1

    y2

    x

    TipsKeratan T menpunyai paksi simetri pada

    paksi y, dengan itu x tidak perlu dicari.

  • 7/29/2019 mekanik struktur T8

    24/32

    TEGASAN LENTURC 2007 / UNIT 8 / 24

    (iii) Menentukan momen luas kedua untuk dua komponen keratan T.

    Komponen 1

    Ipg =12

    3

    bh

    =12

    10100 3x

    = 8.33 x 103

    mm4

    Dari teorem paksi selari ;

    Ipg1 = Ipg + Ad

    2

    = 8.33 x 103

    + [1000 x (10577.5)2]

    = 7.65 x 105

    mm4

    Komponen 2

    Ipg =12

    3bh

    =12

    10010 3x

    = 8.33 x 105

    mm4

    Dari teorem paksi selari ;

    Ipg2 = Ipg + Ad2

    = 8.33 x 105

    + [1000 (77.550)2]

    = 1.59 x 106

    mm4

    Momen luas kedua sekitar paksi sentroid;

    Ipg = Ipg1 + Ipg2

    = 7.65 x 105

    + 1.59 x 106

    = 23.55 x 105

    mm4 #

  • 7/29/2019 mekanik struktur T8

    25/32

    TEGASAN LENTURC 2007 / UNIT 8 / 25

    Menentukan momen luas kedua keratan I

    __________________________________________________________________

    Kirakan momen luas kedua sekitar paksi sentroid bagi satu rasuk keratan I

    seperti rajah 8.20.

    Rajah 8.20 : Keratan -I

    Penyelesaian

    (i) Bahagikan keratan-I kepada tiga komponen segiempat.

    (ii) Tentukan kedudukan sentroid.

    x

    - Anggapy, sebagai jarak sentroid bagi setiap komponen dengan bahagian

    tapak keratan, paksi x.

    - Anggap y sebagai jarak sentroid keratan-I dengan tapak keratan, paksi x

    Komponen 1

    A1 = 60 x 20

    = 1200 mm2

    y1 = 20 + 100 + 220

    = 130 mm

    PENYELESAIAN

    MASALAH 8h

    100mm

    60mm

    20mm

    20mm

    100mm20mm

    1

    3

    2

  • 7/29/2019 mekanik struktur T8

    26/32

    TEGASAN LENTURC 2007 / UNIT 8 / 26

    sambungan

    Komponen 2

    A2 = 100 x 20= 2000 mm2

    y2 = 20 + 2100

    = 70 mm

    Komponen 3

    A3 = 100 x 20

    = 2000 mm2

    y3 = 220

    = 10 mm

    Dengan itu;

    y =321

    332211

    AAA

    YAYAYA

    =200020001200

    )102000()702000()1301200(

    xxx

    = 60.77 mm

    (iii) Momen luas kedua

    Komponen 1

    Ipg1 =

    12

    3bd

    =12

    20603x

    = 40 x 103

    mm4

    Dari teorem paksi selari;

    Ix1 = Ipg + Ad2

    = 40 x 103 + [1200 x (13060.77)2]

    = 5.79 x 106

    mm4

    Komponen 2

    Ipg2 =1210020

    3

    x

    = 1.67 x 106mm

    4

    Dari teorem paksi selari;

    Ix2 = Ipg + Ad2

    = 1.67 x 106

    +[2000 (70-60.77)2]

    = 1.84 x 106

    mm4

    Komponen 3

    Ipg3 =12

    201003x

    = 6.67 x 104mm

    4

    Dari teorem paksi selari;

    Ix3 = Ipg + Ad2

    = 6.67 x 104

    +[2000(60.77-10)2

    ]= 5.22 x 10

    6mm

    4

    Momen luas kedua keratan-I sekitar

    paksi sentroid;

    Ix = Ix1 + Ix2 + Ix3

    = (5.79 x 106) +(1.84 x 106) + (5.22 x 106)

    = 1.285 x 107 mm4#

    SEKIRANYA TELAH BERSEDIA, ANDA

    BOLEH MENCUBA SOALAN-SOALAN

    AKTIVITI YANG DISEDIAKAN

    BERIKUTNYA.* Unit 8 mempunyai perkaitan rapat dengan unit 9, pastikan

    anda dapat menguasai kiraan momen luas kedua.

  • 7/29/2019 mekanik struktur T8

    27/32

    TEGASAN LENTURC 2007 / UNIT 8 / 27

    SEBELUM MENERUSKAN KE INPUT YANG BERIKUTNYA,SILA UJI KEFAHAMAN ANDA.

    SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DIHALAMAN BERIKUTNYA.

    8.5 BenarPalsu [ Tandakan pada kotak yang berkenaan ]

    (a) Momen luas kedua menunjukkan kekukuhan sesuatu keratan.

    Benar Palsu

    (b) Teorem paksi selari hanya boleh digunapakai sekiranya salah satu paksi

    keratan adalah paksi sentroid.

    Benar Palsu

    (c) Momen luas kedua adalah salah satu kriteria untuk menentukan ketahanan

    sesuatu bentuk keratan menahan lenturan

    Benar Palsu

    (d) Keratan segiempat tepat lebih kukuh dari keratanT.

    Benar Palsu

    8.6 Bandingkan dua keratan rasuk berikut dan nyatakan keratan manakah yang

    lebih kukuh.

    (a) (b)

    8.7 Kirakan momen luas kedua bagi keratan segiempat tepat sekitar paksi

    sentroid. Keratan tersebut mempunyai ukuran 60mm lebar dan 40mm dalam.

    8.8 Tentukan modulus keratan bagi keratan pada (8.3).

    8.9 Kirakan momen luas kedua bagi keratan bulat bergarispusat 40mm terhadap

    paksi sentroid.

    AKTIVITI 8B

    b

    h x x

    b

    h

    x x

  • 7/29/2019 mekanik struktur T8

    28/32

    TEGASAN LENTURC 2007 / UNIT 8 / 28

    8.5 (a) Benar

    (b) Benar

    (c) Benar

    (d) Palsu

    8.6 Keratan (a)

    8.7 Ix = 7.2 x 105

    mm4

    Iy = 3.2 x 105

    mm4

    8.8 Zx = 3.6 x 104

    mm3

    Zy = 1.6 x 104 mm3

    8.9 125.7 x 103

    mm4

    _______________________________________________________________________________________________________

    SEKIRANYA ANDA TELAH YAKIN , ANDA BOLEH

    MENCUBA PENILAIAN KENDIRI BERIKUTNYA.

    MAKLUMBALAS AKTIVITI 8B

  • 7/29/2019 mekanik struktur T8

    29/32

    TEGASAN LENTURC 2007 / UNIT 8 / 29

    30mm

    40mm

    20mm

    20mm

    ANDA DIGALAKKAN MEMBUAT RUJUKAN TAMBAHAN

    1. Satu per empat daripada keratan rasuk 50mm x 50mm seperti rajah di bawah

    telah di potong. Tentukan kedudukan sentroid dan nilai momen luas kedua

    sekitar paksi sentroid.

    2. Kirakan momen luas kedua bagi keratan T di sekitar paksi sentroid. Tentukan

    juga modulus keratan bagi keratan tersebut.

    3. Tentukan momen luas kedua sekitar paksi sentroid bagi keratan yang

    ditunjukkan di bawah. Keratan tersebut mempunyai lubang bergarispusat

    15mm.

    PENILAIAN KENDIRI

    90mm

    15mm

    15mm120mm

  • 7/29/2019 mekanik struktur T8

    30/32

    TEGASAN LENTURC 2007 / UNIT 8 / 30

    4. Kirakan momen luas kedua sekitar paksi sentroid bagi keratan rasuk H dibawah.

    5. Kirakan momen luas kedua sekitar paksi sentroid bagi keratan pembentung

    kekotak di bawah.

    40mm

    70mm

    10mm 10mm

    5mm

    15mm

    15mm75mm

    50mm

  • 7/29/2019 mekanik struktur T8

    31/32

    TEGASAN LENTURC 2007 / UNIT 8 / 31

    -SELAMAT MENCUBA

    Anda digalakkan membuat rujukan tambahan dan menyemakjawapan dengan pensyarah.

    MAKLUMBALAS PENILAIAN KENDIRI

  • 7/29/2019 mekanik struktur T8

    32/32

    TEGASAN LENTURC 2007 / UNIT 8 / 32

    ___________________________________________________________

    SEKIRANYA ANDA TELAH BERJAYA MENJAWAB DENGAN

    BETUL, MARILAH BERPINDAH KE UNIT 9