modul+statika+pertemuan+_10_struktur+rangka+batang

8/16/2019 Modul+statika+pertemuan+_10_Struktur+Rangka+Batang

1/8

MODUL PERKULIAHAN

Statika

Struktur Rangka Batang

FakultasProgramStudi

TatapMuka

Kode MK Disusu Ole!

Fakultas TeknikPerencanaan danDesain

Teknik Sipil

"#MK""""#$

Retna Kristiana, ST, MM

A%stra&t KompetesiMata kuliah Statika berisi tentangmateri mengenai cara-cara analisisstruktur statis tertentu untukmenghitung reaksi-reaksi perletakandan gaya-gaya dalam struktur baloksederhana, balok gerber/majemuk,portal pelengkung tiga sendi, danrangka batang

Mahasiswa dapat menganalisa strukturstatis tertentu (balok, portal, dan rangkabatang), dapat menghitung reaksiperletakan, menghitung dan membuatdiagram gaya-gaya dalam, serta garispengaruh untuk balok dan rangkabatang.


2/8


A' PEN(ERTIAN RAN(KA )ATAN(

Konstruksi rangka batang terdiri-dari batang-batang yang lurus dan yang disambung

pada titik simpul. eban-beban luar pada konstruksi rangka batang hanya boleh bekerja

pada titik simpul (engsel) ( !. "rick, #$%$).

eban-beban luar yang bekerja pada struktur rangka batang terdiri-dari beban mati

dan beban hidup. eban mati berupa berat sendiri dan meterial-material yang dipasang

permanen dan beban hidup berupa beban yang dapat bergerak atau dapat digerakan

seperti & kendaraan dan lain sebagainya.

Konstruksi rangka batang hanya menerima gaya tekan dan tarik. esarnya gaya-

gaya itu dapat dipengaruhi oleh panjang konstruksi dan besarnya beban yang bekerja pada

konstruksi rangka batang tersebut. 'engan besar beban yang sama tetapi letak beban

berbeda, maka reaksi perletakannyapun berbeda.

angka batang yang akan dibahas adalah rangka batang sederhana, yaitu rangka

batang yang memenuhi syarat berikut &

#. Sumbu batang berimpit dengan garis dengan garis penghubung antara kedua ujung

sendi. itik sambungan disebut titik simpul atau simpul . *aris yang menghubungkan

semua simpul pada konstruksi rangka disebut garis sistem.

+. Muatan yang bekerja pada rangka batang harus menangkap pada simpul.. *aris sistem dan gaya luar harus terletak dalam satu bidang datar.

angka batang merupakan rangka batang statis tertentu, baik ditinjau dari

keseimbangan gaya luar maupun dari keseimbangan gaya dalam.

'ari persyaratan tersebut di atas, jadi rangka batang sederhana adalah suatu rangka

batang yang tersusun dari segitiga-segitiga batang. Salah satu bentuk rangka batang

sederhana diperlihatkan pada gambar di bawah ini.

D 2 G 3 H 4 K 5 C

113 14 15 16 17 18 19 20 21

6

A B

12 E 11 F 10 I 9 J 8 L 7

angka atang Sederhana

atang-batang pada rangka batang di atas , dapat dibagi menjadi batang tepi dan

batang pengisi , yang dirinci sebagai berikut & (a) atang tepi atas, yaitu batang-batang #, +,

, , , 0 (b) atang tepi bawah, yaitu batang-batang %, 1, $, #2, ##, #+0 (c) atang pengisi

*"+ 2

StatikaPusat )a!a A,ar da eLearig

etna Kristiana, S, MM http&//www.mercubuana.ac.id


3/8


diagonal yang disebut batang diagonal, yaitu batang-batang #, #, #1, +20 (d) atang

pengisi tegak yang disebut batang tegak, yaitu batang-batang #, #, #%, #$, +#. Sedangkan

simpul pada rangka, yaitu 3, , 4, ', 5, ", *, !, 6, 7, K, dan 8.

)' PEN((UNAAN RAN(KA )ATAN( PADA )AN(UNAN

Salah satu sistem konstruksi ringan yang mempunyai kemampuan besar, yaitu

berupa suatu Rangka Batang . angka batang merupakan suatu konstruksi yang terdiri dari

sejumlah batang-batang yang disambung satu dengan yang lain pada kedua ujungnya,

sehingga membentuk satu kesatuan struktur yang kokoh. entuk rangka batang dapat

bermacam-macam sesuai dengan 9ungsi dan konstruksi, seperti konstruksi untuk jembatan,

rangka untuk atap, serta menara, dan sesuai pula dengan bahan yang digunakan, seperti

baja atau kayu.

:ada konstruksi berat, batang konstruksi dibuat dari bahan baja, yakni batang baja

yang disebut baja profil , seperti baja siku, baja kanal, baja 4, baja 6, dan baja pro9il lainnya.

angka konstruksi berat yang dimaksud di atas adalah jembatan, rangka bangunan pabrik,

menara yang tinggi dan sebagainya. anyak pula dijumpai konstruksi rangka batang yang

dibuat dari bahan kayu, baik berupa balok maupun papan. Konstruksi rangka kayu ini

banyak diman9aatkan untuk kuda-kuda rangka atap, atau konstruksi yang terlindung.

atang-batang pada konstruksi rangka baja biasanya disambung satu dengan yang

lain dengan menggunakan las, paku keling atau baut. Sedangkan pada konstruksi rangka

kayu la;imnya sambungan itu dilakukan dengan baut atau paku. Sambungan-sambungan ini

disebut simpul . erdasarkan anggapan tersebut, maka batang-batang pada rangka batang

bersi9at seperti tumpuan pendel, sehingga padanya hanya timbul gaya aksial saja. !al itu

akan terjadi apabila gaya-gaya itu menangkap pada simpul. 'engan demikian suatu

konstruksi rangka batang jika dibebani gaya pada simpul akan hanya mengalami Gaya

Normal , yang selanjutnya disebut Gaya Batang . *aya batang ini bersi9at tarik atau desak.

erbagai bentuk rangka batang dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

*ambar a. angka Sederhana

*"+ 3




4/8


*ambar b. angka :elengkung

*ambar c. angka :elengkung

*ambar c. angka atang


5/8


Sedikit sekali bentuk rangka batang jembatan yang saat ini digunakan untuk rentang-

rentang tunggal seperti yang ditunjukkan pada . Khususnya rangka batang yang berbentuk

=Pratt >, =Howe>, dan =Warren> secara normal digunakan untuk rentang yang panjangnya

berada diatas #12 9t ( m) sampai +22 9t (# m). bentuk paling umum adalah rangka batang

bentuk =warren> dengan arah ?ertikal.

entuk kon9igurasi rangka batang jembatan dipengaruhi oleh 9aktor eksternal, tinjauan

struktural maupun konstruksi. Masing-masing kon9igurasi mempunyai tujuan yang berbeda.

eberapa hal yang menjadi bahasan penting dalam kon9igurasi rangka batang adalah &

#. Faktor eksternal

"aktor-9aktor eksternal memang bukanlah hal yang utama dalam menentukan kon9igurasi

rangka batang. @amun 9aktor eksternal juga dapat mempengaruhi bentuk-bentuk yang

terjadi. Seperti pada di bawah ini bentuk-bentuk rangka sangat dipengaruhi oleh 9aktor

eksternal yaitu dengan berbagai tujuan bentuk atap cenderung mempunyai puncak disisi

atas.

"aktor eksternal pada rangka batang (Sumber & Schodek, #$$$)

+. Bentuk-bentuk dasar 'itinjau dari segi struktural maupun konstruksi, bentukAbentuk dasar yang digunakan

dalam rangka batang merupakan respon terhadap pembebanan yang ada. *aya-gaya

internal akan timbul sebagai respon terhadap momen dan gaya geser eksternal. Momen

lentur terbesar pada umumnya terjadi di tengah rangka batang yang ditumpu sederhana

yang dibebani merata, dan semakin mengecil ke ujung. *aya geser eksternal terbesar

terjadi di kedua ujung, dan semakin mengecil ke tengah. Sehingga akan diperoleh tipikal

bentuk rangka pada gambar di bawah ini berdasarkan gaya dalam yang ada.

*"+ 5




6/8


bentuk daa! !an"ka batan" #$u%be! & $'()dek* 1999+

. Rangka batang sejajar :ada rangka batang dengan batang tepi sejajar berdasarkan gambar di bawah

ini, momen eksternal ditahan terutama oleh batang-batang tepi atas dan bawah. *aya

geser eksternal akan dipikul oleh batang diagonal karena batang-batang tepi berarah

horisontal dan tidak mempunyai kontribusi dalam menahan gaya arah ?ertikal. *aya-

gaya pada diagonal umumnya ber?ariasi mengikuti ?ariasi gaya geser dan pada akhirnya

menentukan desain batang.

angka batang tepi sejajar (Sumber & Schodek, #$$$)

4. Rangka batang funicular angka batang yang dibentuk secara funicular berdasarkan gambar di bawah ini,

menunjukan bahwa secara konsep batang nol dapat dihilangkan hingga terbentuk

kon9igurasi bukan segitiga, namun tanpa mengubah kemampuan struktur dalam memikul

beban rencana. atang-batang tertentu yang tersusun di sepanjang garis bentuk

9unicular untuk pembebanan yang ada merupakan trans9er beban eksternal ke tumpuan.

atang-batang lain adalah batang nol yang terutama ber9ungsi sebagai bracing . inggi

relati9 pada struktur ini merupakan 9ungsi dari beban dan lokasinya.


*"+ 6




7/8

angka batang 9unicular (Sumber & Schodek, #$$$)

*ambar e. angka


8/8

bentuk-bentuk segitiga. Sebuah rangka segitiga, meskipun ujung-ujungnya terhubung

dengan sendi, merupakan struktur yang stabil. Struktur ini tetap stabil jika dibebani pada

jointnya dengan gaya yang terletak pada bidang segitiga tersebut.

Keuntungan rangka batang dibandingkan dengan struktur masi9 (balok penampang penuh)

adalah &

#. 5lemen/batang-batang yang diperlukan dapat disesuaikan (jenis bahannya maupun

besar penampangnya) dengan si9at dan besar gaya yang harus didukung.

+. :ada umumnya diperoleh struktur yang lebih ringan, lebih kuat dan lebih kaku.

@amun demikian, struktur rangka biasanya memerlukan ruang yang lebih besar dan

proses pembuatannya lebih mahal.

Datar Pustaka

# hamrin @asution, +2#+, Modul ulia! "tatika #$ 'epartemen eknik Sipil, "S:, 6M6,

Medan

+ Besli, +2#2, Mekanika Rekayasa$ *raha 6lmu, Cogyakarta. imoshenko, Coung, '.!., #$$+, Mekanika %eknik &disi ke'(, 5rlangga, 7akarta.

*"+ !



modul+statika+pertemuan+_10_struktur+rangka+batang

Documents