2. Contoh 9-1
Tentukan persamaan kurva defleksi untuk balok sederhana
AB yang memikul beban terbagi rata dengan intensitas q
yang bekerja di seluruh bentang balok (Gambar 9-8a).
Juga, tentukan defleksi maksimum ∂maks, di titik tengah
balok dan sudut rotasi θA dan θB di tumpuan (Gambar 9-
8b).
(Catatan: Balok ini mempunyai panjang L dan rigiditas
lentur El konstan.)
5. Perjanjian Tanda
(1) sumbu x dan y adalah positif masing-masing ke kanan dan ke atas;
(2) defleksi v adalah positif ke atas;
(3) kemiringan (dv/dx) dan sudut rotasi θ adalah positif apabila berlawanan jarum
jam terhadap sumbu x positif;
(4) kelengkungan κ (Kappa) adalah positif apabila balok melentur cekung ke atas;
(5) momen lentur M adalah positif jika menghasilkan tekan di bagian atas balok.
6. Persaman Diferensial Dasar Untuk Kurva Defleksi
Dengan memindahkan ruas persamaan diatas didapatkan :
Turunan pertama dari momen adalah gaya geser (V),sehingga :
Dan turunan kedua dari momen adalah beban merata (-q),sehingga :
7. Atau juga bisa dituliskan menggunakan aksen sepertii ini :
Dengan menggunakan notasi ini, kita dapat menyatakan persamaan
diferensial untuk balok prismatis dalam bentuk berikut:
8. Persamaan Elv" = M dapat diintegrasikan untuk mendapatkan
kemiringan dan defleksi balok. Dengan cara berikut :
9. Lalu kita cari nilai C1 dengan mengamati dari simetri balok dan
bebannya bahwa kemiringan dari kurva defleksi di tengah bentang
sama dengan nol, didapat v' = 0 apabila X= L/2
11. Persamaan Kemiringan Balok dapat diintegrasikan untuk
mendapatkan persamaan defleksi balok. Yaitu dengan
cara berikut :
12. Konstanta integrasi C2 dapat dievaluasi dari kondisi bahwa defleksi
balok di tumpuan kiri sama dengan nol;
artinya, v = 0 apabila x = 0, atau v(0) = 0
Maka C2 = 0
Persamaan Kurva Defleksi
13. Defleksi maksimum
Defleksi maksimum ∂ maks terjadi di titik tengah bentang (Gambar 9-8b) dan
diperoleh dengan menetapkan x sama dengan L/2 dalam Persamaan
14. Sudut Rotasi θA dan θB di Tumpuan
Sudut rotasi maksimum terjadi di tumpuan balok. Di ujung kiri balok, sudut θA yang
searah jarum jam sama dengan negatif dari kemiringan v’
Tumpuan Sendi (A): x = 0 ; v = 0
15. Dengan cara sama, kita dapat memperoleh sudut rotasi θB di ujung kanan balok.
Karena θB adalah sudut yang berlawanan jarum jam, maka sudut ini sama dengan
kemiringan di ujung
Tumpuan Roll (B): x = L ; v = 0
Assalamualaikum wr. Wb
Baik perkenalkan nama saya Abiyyu Haidar musthofa program studi s1 Teknik sipil offering 13aa
Disini saya akan mempresentasikan Latihan soal defleksi 9.1 pada buku mekanika bahan jilid 2 di halaman 121
Demikian adalah soal 9.1 yaitu (baca soal)
Pertama-tama kita menghitung nilai reaksi yang terjadi pada setiap tumpuan
Menggunakan persamaan sigma ma dan sigma mb diperoleh nilai reaksi pada tumpuan ql/2
Dengan rincian penghitungan tertera pada gambar
Selanjutnya mwncari Momen lentur di balok.
Momen lentur di potongan melintang pada jarak x dari tumpuan kiri diperoleh dari diagram benda bebas dalam Gambar
Reaksi di tumpuan tersebut adalah qL/2, sehingga rumus untuk momen lentur adalah qlx/2 – qx^2/2
Perjanjian tanda yang digunakan untuk menyelesaikan soal ini adalah
Dalam kasus balok nonprismatis, rigiditas lentur El adalah variabel, sehingga kita menulis Persamaan d2v/dx2 = m/ei dengan memindah ruas ei menjadi : ei d2v/dx2 = M
di mana subskrip x dimasukkan sebagai pengingat bahwa rigiditas lentur dapat bervariasi terhadap x. Dengan mendiferensiasikan kedua sisi persamaan ini diperoleh turunan pertama dari momen
Untuk memudahkan penulisan persamaan, tanda aksen seringkali digunakan untuk menandakan arti diferensiasi:
Dari persamaan diatas kita dapat mengetahui bahwa :
- turunan pertama dari defleksi(v) menghasilkan rotasi atau kemiringan(θ) atau (v’),
turunan kedua dari defleksi(v) menghasilkan momen(M) atau (v’’),
- turunan ketiga dari defleksi(v) menghasilkan gaya geser(V) atau (v’’’),
- turunan keempat dari defleksi(v) menghasilkan beban merata (-q) atau (v’’’’)
Dari penjelasan sebelumnya kita telah mendapatkan persamaan Eiv’’ = M
Persamaan ini dapat diintegrasikan untuk mendapatkan kemiringan dan defleksi balok.
Penghitungan lebih rinci tertera pada gambar, didapat hasil EIv’ =
Baca tulisan---- lalu kita subtitukan x = L/2 kedalam penghitungan
Didapat nilai c1 =
Kita subtitusikan nilai c1 kedalam persamaan,
Didapat persamaan akhir dari kemiringan balok adalah =
Lalu persamaan kemiringan balok tadi masih dapat diintegrasikan untuk mendapat persamaan defleksi balok. Detail Penghitungan tertera pada gambar dan didapat hasil
Baca aja. Lalu didapat persamaan akhir dari kurva defleksi
. Selanjutnya adalah mencari defleksi maks ..Defleksi maksimum terjadi di titik tengah bentang seperti yang tertera pada gambar dan diperoleh dengan menetapkan x sarna dengan L/2 dalam Persarnaan . Namun, karena defleksi maksimum rnenunjukkan besar defleksi rnaksirnum dan karena defleksi v negatif apabila arahnya ke bawah, maka kita harus rnemasukkan tanda minus ke dalam persarnaan tersebut, sehingga diperoleh hasil akhir v 5/384 wl^4/ EI
Sudut rotasi maksimum terjadi di tumpuan balok. Di ujung kiri balok, sudut θA , yang searah jarum jam sama dengan negatif dari kemiringan v' . Jadi, dengan rnensubstitusikan x = 0 ke dalam Persamaan, kita peroleh nilai θA adalah ql3/24EI
Dengan cara sama, kita dapat memperoleh sudut rotasi θB di ujung kanan balok. Karena θB adalah sudut yang berlawanan jarum jam, maka sudut ini sama dengan kemiringan di ujung
Sehingga kita subtitusi L kedalam persamaan dan didapat nilai Teta B = qL3/24EI
Sekian presentasi dari saya, apabila ada kesalahan dalam penyampaian kata saya mohon maaf
Terima kasih, wassalamualaikum wr wb