1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan
170
sifat stabil. Persyaratan yang harus dipenuhi untuk kestabilan rangka batang dapat dituliskan sebagai berikut.
n = 2 J - R
3.4 Dimana:
J = Jumlah simpul n = Jumlah batang
R = Jumlah komponen reaksi, RA
V,
RA
H,
RB
V,
Gambar 3.42. Tipikal bentuk struktur rangka batang sederhana
Sumber: Hasil penggambaran
Rangka batang tersebut terdiri dari 9 batang struktur member dan 6 titik sambung atau simpul A-F. Sebagaimana dikemukakan pada bagian balok,
bahwa dudukan sendi A dapat menerima 2 arah komponen reaksi, RV dan RH. Sedangkan dudukan gelinding B dapat menerima komponen reaksi RV.
Sehingga terdapat 3 komponen reaksi dudukan. Berdasarkan persyaratan tersebut kestabilan rangka batang dapat ditulis :
n = 2 J - R 9 = 26 – 3
9 = 12 - 3 ok
Untuk dapat menentukan gaya dengan prinsip perhitungan gaya sesuai hukum Newton, persyaratan kestabilan tersebut harus dipenuhi lebih
dahulu. Jika suatu struktur rangka tidak memenuhi persyaratan kestabilan tersebut, struktur rangka tersebut disebut sebagai struktur rangka statis tak
tentu. Struktur statis tak tentu ini memerlukan persamaan dan asumsi cukup rumit dan merupakan materi untuk pendidikan tinggi.
Metoda yang banyak digunakan dalam perhitungan rangka sederhana adalah metoda kesetimbangan titik simpul dan metoda potongan
Ritter.
3.6.1. Metoda Kesetimbangan Titik Simpul Buhul.
Metoda ini menggunakan prinsip bahwa jika stabilitas dalam titik simpul terpenuhi, berlaku hukum bahwa jumlah komponen reaksi
Ȉ R harus sama dengan nol,
Ȉ Rh = 0, Ȉ RV = 0, Ȉ RM = 0. Dengan begitu gaya F
5 4
E 9
D 6
7 8
3 A
B 1
C 2
Di unduh dari : Bukupaket.com
1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan
171
batang pada titik simpul tersebut dapat ditentukan besarnya. Metoda ini meliputi dua cara yakni secara analitis dan grafis.
Tahapan yang perlu dilakukan untuk menentukan gaya batang pada struktur rangka batang adalah sebagai berikut.
− Memeriksa syarat kestabilan struktur rangka batang − Menentukan besar gaya reaksi dudukan
− Menentukan gaya batang di tiap simpul dimulai dari simpul pada
salah satu dudukan. − Membuat daftar gaya batang
Secara grafis, skala lukisan gaya harus ditentukan lebih dahulu baru kemudian melukis gaya yang bersesuaian secara berurutan. Urutan melukis
dimaksud dapat searah dengan jarum jam atau berlawanan arah jarum jam. Contoh soal 3.6.1:
Tentukanlah besar seluruh gaya batang dari struktur rangka pada gambar 2.25 jika P1 = P6 = 250 kg, P2 = P3 = P4 = 500 kg, L FAB =
35
o
,
bentang A- B = 8 meter.
Gambar 3.43. Sketsa contoh soal struktur rangka batang
Sumber: Hasil analisis
Penyelesaian: 1. Memeriksa kestabilan struktur: 9 = 26 – 3 ok
2. Menentukan komponen reaksi
Ȉ MA = 0 - RB8+P58+P46+P34+P22 = 0
RB = 2508+5006+5004+50028 RB = 1000 kg
Ȉ MB = 0 -RA8-P18-P26-P34-P42 = 0
RA= 2508+5006+5004+50028 RA = 1000 kg
Ȉ P = Ȉ R P1+P2+P3+P4+P5 = RA + RB
2000 = 2000 ok
Di unduh dari : Bukupaket.com
1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan
172 3. Menentukan besarnya gaya batang
Simpul A : Cara
analitis: Ȉ V= 0
RA-P1+S6Sin 35
o
= 0 1000-250+S60.57 =0
S6 = -7500.57 = -1315 kg tekan Ȉ H = 0
S6Cos 35
o
+S1 = 0 -13150.82+S1 = 0
S1 = --13150.82 = 1078 kg tarik
Cara Grafis: Dengan mengambil skala 2 cm = 1000 kg. Gambarlah secara berurutan
searah jarum jam gaya yang berada pada simpul A, RA ʊ P1 ʊ S6 ʊ S1.
Untuk menentukan gaya tekan atau tarik ditentukan dari searah atau kebalikan arah gaya pada grafis dengan anggapan seperti pada skema
batang. Simpul E
Cara analitis:
Ȉ V = 0 -S6Sin 35
o
-P2+S5 Sin 35
o
-S7Sin 35
o
= 0 --13150.57-500+S50.57-S70.57 = 0
750-500+S50.57-S70.57 = 0 250+0.57S5-0.57S7 = 0
Ȉ H = 0 -S6Cos 35
o
+S5Cos 35
o
+S7Cos 35
o
= 0 --13150.82+S50.82+S70.82=0
1078+0.82S5+0.82S7= 0 Dari substitusi persamaan didapat : S5 = -877 Kg tekan
S7 =
-439 kg
tekan
Cara Grafis: Gambarlah secara berurutan searah jarum jam gaya yang berada pada
simpul E, S6 ʊ P2ʊ S5ʊ S7.
Di unduh dari : Bukupaket.com
1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan
173 Simpul F
Cara analitis:
Sepanjang struktur tersebut simetris, gaya batang S4 = S5 = -877 kg. Dengan begitu gaya batang S9 dapat kita tentukan sebagai berikut.
Ȉ V = 0 -S5Sin 35
o
-P3-S4 Sin 35
o
-S9 = 0 --8770.57-500--8770.57-S9=0
500-500+500-S9=0 S9 = 500 kg tarik
Cara Grafis: Gambarlah secara berurutan searah jarum jam gaya yang berada pada
simpul F, S5 ʊ P3ʊ S4ʊ S9.
Membuat daftar gaya batang
Contoh persoalan struktur di atas merupakan bentuk rangka batang simetris dengan yang simetris pula. Gaya batang yang bersesuaian akan
memiliki besaran yang sama. Daftar gaya batang dapat ditunjukkan seperti pada tabel berikut.
Batang Gaya
Batang Tarik
Tekan
Batang Gaya
Batang Tarik
Tekan S1 1078
Tarik S6 -1315 Tekan
S2 1078 Tarik S7 -439
Tekan S3 -1315
Tekan S8 -439
Tekan S4 -877
Tekan S9 500
Tarik S5 -877
Tekan
3.6.2. Metoda Ritter
