KONFIGURASI RANGKA SEDERHANA

7.2 KONFIGURASI RANGKA SEDERHANA

Tadi telah dikatakan bahwa dalam sistem rangka sederhana, batang-batang disambungkan pada titik buhul yang bersifat sendi. Dengan demikian, pada kedua ujung suatu batang, hanya

102 MEKANIKA TEKNIK: ST A TIKA DALAM ANALISIS STRUKTUR BERBENTUK RANGKA ada 2 komponen gaya, seperti dalam Gambar 701. Pada ujung 1, ada gaya horizontal H1, dan

vertikal V1, dan pada ujung 2, gaya H2 serta V2o Dalam gambar, intensitas keempat gaya ini diambil sembarang; namun kita akan segera melihat bahwa terdapat hubungan khusus antar

sesamanyao Dengan mengingat bahwa berat sendiri atau beban luar lainnya dapat dianggap atau diatur sehingga bekerja pada titik buhul, maka tidak ada gaya lateral yang bekerja pada batango

Sebagai suatu badan bebas, keseimbangan batang tunggal ini mensyaratkan bahwa

IFH = 0 � H1

+ H2 = 0

IFv = o � V1 + v2

V1

GAMBAR 7 0 1 Hubungan Antar Komponen Gaya Ujung

yang memberikan hubungan

- V 1 T = - = tan a

Ini berarti bahwa garis kerja R1, sebagai resultanta H1 dan V1, serta garis kerja R2 sebagai resultanta H2 dan V2, berimpit dengan sumbu aksial batango

Selanjutnya, hubungan dalam Persamaan (7o1a) dan (7o1b) memberikan petunjuk bahwa H1, dan H2 harus sama besar tetapi berbalikan araho Juga hal yang sama dapat dinyatakan

untuk V 1 dan V2 0 Akibatnya, R1 dan R2 harus mempunyai besar sama, serta berbalikan araho Untuk batang lurus dengan kedua ujung sendi, gaya yang bekerja pada kedua ujung bemilai sama, serta bekerja pada garis aksial batang (sebagai garis penghubung antara dua titik ujung), dengan arah yang saling berbalikano Batang semacam ini dinamakan batang pendelo Lihat Gambar

702 untuk beberapa kasus, termasuk batang yang tidak luruso

BAB 7 ANALISIS STRUKTUR RANGKA SEDERHANA

(a) batang lurus

(b) batang tidak lurus

GAMBAR 7.2 Batang Pendel

Selanjutnya, arnbillah ernpat batang yang dihubungkan secara sendi dan diletakkan secara

sederhana, serta dibebani gaya horizontal seperti dalarn Garnbar 7.3. Terlihat bahwa akibat

gaya horizontal tersebut, sistern akan rnengalarni perpindahan tidak terbatas. Kita dapat rnenerangkan hal ini sesuai dengan sifat batang pendel yang hanya dapat rnengerahkan gaya­

gaya aksial searah surnbu aksial batang. Batang CA tidak rnerniliki kornponen dari reaksi aksial yang berpartisipasi rnenahan gaya luar horisontal pada titik C. Artinya, gaya horisontal ini hanya ditahan oleh gaya aksial batang CD. Seterusnya, gaya aksial batang CD tidak dapat ditahan oleh gaya apapun, karena batang BD hanya rnerniliki kornponen reaksi di arah vertikal. Dengan dernikian, batang CD akan bergeser secara tidak terbatas ke arah kanan akibat tidak

tertahannya gaya luar horisontal H di titik C. Dengan perkataan lain, struktur rnerupakan

sistern yang labil. Penarnbahan satu batang diagonal BC (ataupun AD) seperti dalarn Garnbar

7.3b kelihatannya secara efektif rnernbuat sistern rnenjadi stabil, karena rnunculnya gaya aksial batang BC yang rnerniliki kornponen horisontal dan dapat rnengirnbangi gaya horisontal H.

Urnurnnya, konstruksi rangka sederhana yang diatur sedernikian hingga batang rnernbagi bidang struktur rnenjadi berbentuk segi ernpat, tidak stabil. Bangunan seperti ini hanya akan stabil untuk beban yang sangat khusus; dalarn contoh ini, rnisalnya gaya pada C dan D yang bekerja vertikal dan langsung diterirna oleh batang CA dan DB yang kernudian rneneruskannya ke perletakan. Pengaturan batang yang rnernbagi bidang struktur dalarn bentuk-bentuk segitiga, rnernbentuk sistern yang stabil.

batang tambahan

GAMBAR 7.3 Stabilitas Rangka Sederhana

104 MEKANIKA TEKNIK: STATIKA DALAM ANAUSIS STRUKTUR BERBENTUK RANGKA