AR 2121 Struktur Konstruksi dan Materia (1)

AR‐2121 Struktur, Konstruksi, dan Material 
Bangunan 
 
Minggu‐9 
 
Balok Sederhana 
 

Aswin Indraprastha, PhD 

Referensi Tambahan 
•  Pat Guthrie, The Architect’s Portable Handbook (2003) 
•  Edward Allen & Joseph Iano, The Architec’s Studio Companion 
(2002) 
•  Francis D.K. Ching, Building Construction Illustrated (2008) 
•  Heinz Frick, Mekanika Teknik 1 (Statika) 
 

Kita di sini 
RENCANA PERKULIAHAN
AR 2121 STRUKTUR, KONSTRUKSI DAN MATERIAL


1

2

3

4

5

6

7

MINGGU
8

9


10

11

12

13

14

15

16

 RANGKA BATANG
TINJAUAN 
PRINSIP‐  PENGANTAR 
STRUKTUR 
PENGANTAR 
UMUM 

PRINSIP  ANALISIS & 
SUSUNAN 
MATERIAL 
STRUKTUR
MEKANIKA
DESAIN 
BATU
KONSTRUKSI
STRUKTUR

BALOK SEDERHANA

ANALISIS & 
ANALISIS & DESAIN
DESAIN

OFF‐ Visi(ng 
Lecturer‐ UTM 
Malaysia 
Kelas digabung 

dengan kelas pak 
Suryamanto 

ANALISIS & DESAIN

OFF‐ Tokyo 
Kelas digabung 
dengan kelas 
pak Suryamanto 

KOLOM

PONDASI 
DAN 
DINDING 
PENAHAN

ANALISIS &  ANALISIS & 
DESAIN
DESAIN


OFF‐ Visi(ng 
Lecturer‐ UTM 
Malaysia 
Kelas digabung 
dengan kelas pak 
Suryamanto 

LIBUR
BALOK

ANALISIS & 
DESAIN

RANGKA KAKU

ANALISIS

EVALUASI


DESAIN

OFF‐ Visi(ng 
Lecturer‐ UTM 
Malaysia 
Kelas digabung 
dengan kelas pak 
Suryamanto 

Tujuan Perkuliahan 
•  Menyebutkan jenis‐ jenis gaya pada batang‐ batang rangka 
atap sederhana 
•  Memahami konsekuensi gaya‐ gaya yang bekerja pada 
rancangan plane truss 
•  Memahami dasar‐ dasar cara menganalisis rangka batang 
dengan Cremona dan Free Body Diagram 

Beban Dalam Bangunan 

Klasifikasi Beban 

•  Statis (relatif tetap terhadap waktu) 
•  Dinamis (relatif berubah‐ ubah terhadap waktu) 
–  Namun demikian, semua perhitungan pembebanan yang dilakukan 
adalah mengasumsikan bahwa beban yang bekerja diperlakukan 
sebagai statis, untuk mempermudah penghitungan. 
–  Hasil perhitungan ini sudah cukup akurat untuk analisis perencanaan 
struktur bangunan dan lain‐ lain selama ini. 

Beban Dalam Analisis Struktur 
•  Beban direpresentasikan sebagai vektor 
–  Punya arah dan besar : 
–  Gaya 
–  Berat 
–  Tekanan  

–  Dilain pihak, skalar, hanya memiliki besar (magnitude): waktu, massa 
–  Jadi massa (mass) berbeda dengan berat (weight) 
–  Berat adalah gaya !  F= m.g (iya kan?) dengan arah menuju ke tanah. 

Beban‐ Beban Struktur 

•  Beban mati (DL): tidak berubah seiring waktu 
–  Berat sendiri struktur (berat bahan, sambungan) 
–  Perangkat dan jaringan MEP (Mechanical, Electrical, Plumbing) 
–  Furnitur yang built‐in dalam bangunan 

Beban‐ Beban Struktur 
•  Beban Hidup (LL): Berubah seiring waktu  
•  Umumnya vertikal : 
–  Orang yang tinggal dalam bangunan 
–  Furnitur bergerak 
–  Salju 

•  Umumnya lateral: 
–  Angin (sebetulnya tipenya dinamik) 
–  Gempa (sebetulnya sangat dinamik) 
–  Tekanan air tanah dan tekanan tanah 
 

Aplikasi Pada Bangunan 


(Mengulang) Gaya Dalam Konteks Kita 
•  Adalah energi yang terjadi di dalam struktur gedung (misal, 
batang, rangka atap, balok, dinding, pelat lantai, kolom, dll) 
yang terjadi akibat pembebanan 
•  Kadangkala, istila beban dan gaya (loads – forces) punya 
makna yang sama. Semuanya berupa vektor. 

CREMONA 
 
Cara grafis untuk menentukan besar dan jenis gaya 
pada batang 

Ulangan Tentang Gaya‐ Gaya Batang 
•  Gaya menyebabkan deformasi 



‐ 

‐ 




Pemahaman : apa yang anda peroleh dari ilustrasi tersebut ?  

Kemampuan Menahan Gaya 
Batang tekan 

Gaya reaksi 

Gaya reaksi 

Batang tarik 
Kabel hanya 
mampu menerima 
gaya tarik 

Batang mampu 
menerima gaya tarik dan 
tekan 


Pengaruh Bentuk dan Sudut Pada Gaya 

10 kgf 

10 kgf 
10 kgf 

5 kgf 

7 kgf 

15 kgf 

Pemahaman : Apakah besar beban berpengaruh pada besar 
gaya ? 

Gaya‐ Gaya Pada Batang 
•  Sebutkan gaya‐ gaya yang terjadi pada batang! 

Vektor 
•  Representasi atau mewakili gaya‐ gaya yang terjadi pada 
batang 

Reaksi Perletakan 

Mengulang Metode Titik Hubung:  
Mengetahui Besar Reaksi Pada Tumpuan 
1. 
• 
• 
• 

Cek Stabilitas: 
B=7 
N=5 
B=2n‐3; =7  Sta(s Tentu 

2.  Gaya‐ gaya reaksi tumpuan 
akibat beban P 
•  Berapa RAY dan RCY? 
•  RAY  ΣMC=0 
•  RAY*L‐P*L/2=0 
•  RAY=0.5P 
•  RCY ΣMA=0 
•  RCY*L‐P*L/2=0 
•  RCY=0.5P 

Contoh Lain 
1. 
• 
• 
• 

Cek Stabilitas: 
B=9 
N=6 
B=2n‐3; =9  Sta(s Tentu 

 
2.  Gaya‐ gaya reaksi tumpuan akibat beban di E dan Delta 
•  Berapa RAY dan RBY? 
•  RBY  ΣMA=0 
•  4*a‐1*a‐B*3a=0  hitung semua gaya pada proyeksi X dan Y dikali jaraknya 
terhadap tumpuan A. Ini adalah analisis terhadap jumlah momen. 
•  3a=B3a 
•  RBY=1kN 
•  ΣY+A=0 ‐ hitung reaksi pada tumpuan setelah salah satu gaya tumpuan diketahui. 
•  Ay‐4+1=0 
•  Ay=3kN 
•  ΣX+A=0 
•  ‐Ax+1=0 
•  Ax=1kN 

Simpulan Perhitungan Titik Sumbu Untuk Penentuan 
Gaya Reaksi Pada Tumpuan/ Perletakan 
•  Hitung persamaan jumlah M=0 pada salah satu titik tumpu 
dengan mengalikan beban‐beban dengan jaraknya ke titik 
tumpu. Hitungan ini dilakukan pada proyeksi beban dan 
reaksi terhadap X dan Y. 
•  Setelah salah satu gaya reaksi diketahui,… 
•  Hitung masing‐ masing  jumlah gaya pada sumbu X dan 
sumbu Y pada tumpuan sendinya melalui persamaan. 
–  Sumbu Y : ke atas positif, ke bawah negatif 
–  Sumbu X : ke kanan positif, ke kiri negatif 

P= 1000 Kg 

VA = 500 Kg 

VB = 500 Kg 

Free 
Body 

VA = 500 Kg 
Pemahaman :  
1.  Kesetimbangan titik simpul 
2.  Free Body 
3.  Statis tertentu 

P= 1000 Kg 

VB = 500 Kg 

Kesetimbangan titik simpul 

•  Sistem yang stabil / statis, didefinisikan memiliki bagian‐
bagian yang statis pula 
•  Sistem plane truss (misal kuda‐kuda sederhana) yang stabil, 
pasti memiliki titik‐titik simpul yang stabil pula 
•  Tiap titik simpul yang dianalisis kestabiannya disebut Free 
Body 

Free body 

Garis sejajar batang 
kaki kuda‐kuda 
Ukur 
panjangnya 
Skalakan P 
(1000 kg = 10 
cm) 

Ukur 
panjangnya 
Garis sejajar batang 
kaki kuda‐kuda 

P= 1000 Kg 






VA = 500 Kg 

VB = 500 Kg 

Siapkan dua penggaris segitiga   

•  Buatlah Free body 1 dan 3 pada buku anda…
masing‐masing 

Gambarkan gaya‐gaya batang  yang 
diperoleh pada  
plane truss anda 

Definisikan Jenis Batangnya 
P= 1000 Kg 

Batang tekan 

Batang tekan 

VB = 500 Kg 

VA = 500 Kg 

Batang tarik 
Pemahaman : Definisikan gaya‐gaya yang bekerja pada masing‐masing 
batang 

Gaya‐gaya pada titik simpul 

 Adalah gaya‐gaya yang diperlukan untuk mempertahankan 
setiap titik simpul statis 

Batang Tarik 

 menarik masing‐masing titik simpul agar tidak bergerak ke 
䇺luar䇻 

Batang Tekan 

 menahan masing‐masing titik simpul agar tidak bergerak 
ke䇻dalam䇻 

Gambar Diagram Gaya Batang 

P= 1000 Kg 

VA = 500 Kg 

Ada Pertanyaan? 

Kuda‐kuda sederhana (kayu) 






P/2 

P/2 

2.00 

P = 1000 Kg 
ά = 30° 

2.00 

2.00 

2.00 

Sistematika Perhitungan Dengan Metode Cremona 

1.  Definisikan semua gaya reaksi di tumpuan (reaksi 
perletakan) 
2.  Penomoran titik simpul 
3.  Penomoran batang 
4.  Penggambaran free body 
5.  Penentuan besar gaya batang yang terjadi 
6.  Penentuan jenis batang berdasarkan gaya yang 
bekerja 
7.  Tabulasi jenis dan besar gaya batang 
8.  Penggambaran diagram gaya batang 

1. Reaksi Perletakan 

Va 

 = Vb  
   = 4P/2 
   = 2P  
   = 2000 Kg. 

P = 1000 Kg 
ά = 30° 






P/2 

P/2 

2.00 

2.00 

2.00 

2.00 

1. Reasi Perletakan‐
Kesetimbangan 






P/2 

P/2 

2.00 

2.00 

2.00 





2.00 





P/2 

2P 

P/2 






P/2 

2P 

2P 

P/2 

2P 

1. Reaksi Perletakan 



P = 1000 Kg 



ά = 30° 



P/2 

P/2 
2.00 

2.00 

2.00 

2.00 

4P = 4000 Kg 

VA 

VB 

1. Reaksi Perletakan 
Sta=s Tertentu 
Syarat kese=mbangan bila 
semua tumpuannya sta=s / 
se=mbang 

4P = 4000 Kg 
HA 

HB 

 
Σ MA =0   atau Σ MB =0

VB 

VA 
l

ΣVA = 0 atau ΣVB = 0 
ΣHA = 0 atau ΣHB = 0 

x

 
l -x

P = 1000 Kg 
ά = 30° 

  

1. Reaksi Perletakan 
Σ MA =0 
Terdapat 2 gaya di sebelah 
kanan A. 

4P = 4000 Kg 

M A = − P × x + VB × l
0 = − P × x + VB × l
P × x = VB × l

VB 

VA 
l

P× x
l
V A = P − VB
  

VB =

Coba hitung reaksi 
perletakan  bila : 

x
l -x

l = 8m
x=2

P = 1000 Kg 

x=4

ά = 30° 

x=6

1. Reaksi Perletakan 




3P 

P/2 

P/2 

2.00 

2.00 

2.00 

2.00 

P = 1000 Kg 
ά = 30° 

Par=sipasi kelas : 
 

 

 Hitung reaksi perletakannya 
 Pergunakan prosedur yang benar 

1. Reaksi Perletakan 

•  Cara Grafis : Lihat Buku Mekanika Teknik I (Statika) karangan 
Heinz Frick 

2. Penomoran Titik Simpul 











P/2 

P/2 






2.00 

P = 1000 Kg 
ά = 30° 

2.00 




2.00 

2.00 

Urutan penomoran 

3. Penomoran Batang 



P/2 






2.00 

P = 1000 Kg 
ά = 30° 




2.00 



10 




11 


2.00 

13 

P/2 

12 
2.00 

Urutan penomoran 

Digabung 











2.00 



10 




P/2 






2.00 






13 

11 
8  6 
12 
2.00 
2.00 

P = 1000 Kg 
ά = 30° 
Urutan penomoran 

P/2 


4. Penggambaran Free Body 













2.00 



10 




P/2 







2.00 



P = 1000 Kg 
ά = 30° 

Par=sipasi Kelas : 
Hitunglah Reaksi Perletakan  



13 

11 
8  6 
12 
2.00 
2.00 

P/2 


4. Free body 1 


P/2 







2.00 




10 




2.00 



VA=2000 Kg 



F1 =3000 Kg 






13 
11 
8  6 
12 
2.00 
2.00 


P/2 


4. Free Body 2 








P/2 



2.00 








2.00 



10 




13 
11 
8  6 
12 
2.00 
2.00 







F1 =3000 Kg 
F3 = 0 Kg 

F1= 3000 Kg 

F4 = 3000 Kg 

P/2 


4. Free Body 3 
P = 1000 Kg 

F5 =1000 Kg  




F3 =0 Kg 

P = 1000 Kg 











2.00 






10 




P/2 

F3 =0 Kg 



2.00 






13 

11 
8  6 
12 
2.00 
2.00 

P/2 


4. Free Body 4 









F4 = 3000 Kg 

F8 = 3000 Kg 

F5 =1000 Kg  
F7 =1000 Kg  
F9 =1000 Kg  

4. Free Body 5 


10 


P =1000 Kg  

F7 =1000 Kg  

5. Penentuan besar gaya batang yang 
terjadi 




P/2 





F7 =1000 Kg   







F1 =3000 Kg 

2.00 




F4 =3000 Kg 

2.00 

13 








10 



P/2 

11 
8  6 

F8 =3000 Kg 

2.00 

12 
F12 =3000 Kg 

2.00 



6. Penentuan jenis batang 
berdasarkan gaya yang bekerja 





(‐) 

(+) 


P/2 



(‐) 







(+) 
2.00 

(0) 



10 



(‐) 




(‐) 

(‐) 







(+) 
2.00 

P/2 

13 

(‐) 

11  (0) 
8  6 



12 

(+) 

(+) 

2.00 

2.00 

7. Tabulasi jenis dan besar gaya batang  
yang bekerja 
Nomor Batang

Jenis Gaya

Besar Gaya (Kg)

1

+
Netral
+
+
+
Netral
+
-

3000

2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

3354
0
3000
1000
2354
1000
3000
1000
2354
0
3000
3354

8. Pengambaran diagram  
gaya batang 

2.00 

2.00 

2.00 

2.00 

Nomor
Batang
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

Jenis
Gaya

+
Netral
+
+
+
Netral
+
-

Besar
Gaya
3000
3354
0
3000
1000
2354
1000
3000
1000
2354
0
3000
3354

Tabel Jenis dan Besar 
Gaya Batang 

P = 1000 Kg 
ά = 30° 

Ada Pertanyaan? 

Sampai jumpa pada minggu ke‐7 
 
alamat web: www.ar.itb.ac.id/aswin