Modul 9 - Analisis Struktur

ANALISIS STRUKTUR
Gaya Internal
Hukum ketiga Newton. Persoalan yang dibahas pada modul sebelumnya adalah
mengenai kesetimbangan suatu benda tegar, dan semua gaya yang terlibat merupakan gaya
eksternal terhadap benda tegar tersebut.
Analisa struktur menyangkut pada kesetimbangan struktur yang terdiri dari beberapa
bagian batang yang bersambungan. Pada analisa seperti hal ini memerlukan penentuan
gaya eksternal yang beraksi pada struktur tetapi juga penentuan gaya yang mengikat
bersama berbagai bagian struktur. Dari sudut pandang struktur sebagai keseluruhan , gaya
ini merupakan internal.
Pondasi dibuat yang baik dan arah melawan gaya yang ditimbulkan muatan pada
konstruksi. Gaya yang ditimbulkan ini disebut REAKSI.
Reaksi ada yang berupa momen, gaya atau kombinasi antara momen dan gaya. Muatan
yang terjadi pada konstruksi bersifat non konkuren koflanar dan gaya yang mengimbangi
gaya non konkuren koflanar.
Menghitung Reaksi
Salah satu konstruksi yang lazim dibahas di dalam perhitungan perletakan biasanya
berupa balok sederhana yang dipikul oleh :
-
Sebelah kiri :
SENDI
-
Sebelah kanan : ROL
Pada umumnya konstruksi tersebut muatannya diketahui dan yang harus dihitung adalah
reaksi perletakannya.
Syarat Konstruksi Setimbang :
1. ∑X = 0, jumlah aljabar semua gaya sejajar sumbu X
2. ∑Y = 0, jumlah aljabar semua gaya sejajar sumbu Y.
3. ∑M = 0, jumlah aljabar semua gaya dikali dengan lengan masing-masing terhadap
titik yang ditinjau = 0.
Mekanika Teknik – Arief S. http://www.mercubuana.ac.id
1
Jadi Reaksi Perletakannya adalah
Ax = 10 N
Ay = 9,32 N
By = 17,98 N
STABILITAS SUATU KONSTRUKSI
Syarat Konstruksi Stabil adalah :
1. Suatu konstruksi akan stabil bila segala macam gejala gerak mengakibatkan
perlawanan terhadap gerak tersebut.
Hal ini memerlukan sekurang-kurangnya adanya 3 reaksi non konkuren dan tidak
sejajar.
2. Suatu Konstruksi statis, apabila reaksi-reaksinya dapat dihitung dengan persamaan
statis tertentu.
3. Suatu konstruksi akan statis tertentu bila reaksi-reaksinya tidak dapat dihitung
dengan persamaan static tertentu saja, tetapi perlu juga diperhitungkan perubahan
bentuknya.
Peraturan mengenai muatan diatur pada peraturan muatan tahun 1970 NI-18,
peraturan ini menetapkan besarnya muatan buat berbagai perhitungan konstruksi di negeri
kita. Muatan disini digambarkan sebagai gaya khayal yang disebut Muatan Statika. Muatan
tersebut yang bekerja atau merambat pada konstruksi dan arah dirambatkan oleh konstruksi
melalui pondasi kedalam tanah terhadap gaya rambat ini ada perlawanan tanah yang
disebut reaksi.
Analisis Truss dengan Metode Sambungan
Truss dapat dipandang sebagai kelompok pin dan bagian dua gaya, kemudian diagram
benda bebasnya diuraikan menjadi bagian-bagian. Masing-masing bagian mengalami dua
gaya, satu gaya pada masing-masing ujung; gaya ini mempunyai besar yang sama, garis
aksi yang sama dan berlawanan arah. Disamping itu hukum ketiga Newton menunjukkan
bahwa gaya aksi dan reaksi antara suatu bagian dengan pin besarnya sama dan arahnya
berlawanan. Besarnya gaya yang sama dari gaya yang ditimbulkan oleh bagian pada dua
pin yang dihubungkannya sering disebut gaya pada bagian yang ditinjau, walaupun
besaran ini sebetulnya scalar. Garis aksi semua gaya internal dalam truss diketahui,
analisis truss tereduksi menjadi perhitungan gaya pada berbagai bagian dan
penentuan apakah bagian itu dalam keadaan tekan atau tegang.
Mekanika Teknik – Arief S. http://www.mercubuana.ac.id
3
haruslah menjamin stabilitas muatan tersebut, oleh karena itu haruslah juga menjamin
keseimbangan gaya luar.
Perhitungan untuk gaya dalam diuraikan menjadi beberapa tahapan, dimana
tahapan-tahapan tersebut adalah sebagai berikut :
1. Menetapkan dan menyederhanakan menjadi suatu system yang memenuhi syarat
keseimbangan.
2. Menetapkan muatan yang bekerja pada konstruksi.
3. Menghitung keseimbangan gaya luar.
4. Menghitung keseimbangan gaya dalam.
5. Memeriksa kembali semua hitungan.
Pembahasan berikut akan dibatasi oleh suatu konstruksi sederhana ; tertentu dan koflanar
yaitu konstruksi yang memenuhi :
1. Sumbunya berimpit dengan titik berat permukaannya dan merupakan garis lengkung
atau lurus.
2. Sumbu konstruksi dan muatan terletak dalam 1 bidang.
3. Untuk perhitungan, konstruksi diasumsikan konstruksi sangat kaku.
N
X
A
Sumbu batang
B
B
P
P
Balok AB terjepit pada A dan dibebani gaya P pada titik B, yang bekerja pada garis pusat
sumbu, maka pada konstruksi tersebut terjadilah atau timbul adanya gaya dalam.
Apabila konstruksi dalam keadaan seimbang maka pada suatu titik X atau potongan X
sejauh X dari B akan timbul gaya dalam yang mengimbangi P. Gaya dalam tersebut akan
bekerja pada sumbu X yang mengimbangi gaya P yang disebut Gaya Normal (N).
Bila arah gaya atau aksi terbalik arahnya maka terbalik pula gaya normalnya, gaya dalam
searah dengan sumbu.
Mekanika Teknik – Arief S. http://www.mercubuana.ac.id
5