MEKANIKA TEKNIK KONSTRUKSI RANGKA BATANG

KONSTRUKSI RANGKA BATANG (TRUSS)

Rangka batang (Truss)

1.      Konstruksi yang dirancang untuk menumpu beban dan biasanya berupa struktur

yang dikekang/disambung jepit penuh dan stasioner.

2.      Rangka batang terdiri dari batang-batang lurus yang berhubungan pada titik-titik

kumpul (SIMPUL) yang terletak di setiap ujung batang.

3.      Oleh karena itu batang-batang ini merupakan BATANG DENGAN DUA GAYA :

yaitu batang yang mengalami dua gaya sama besar dan berlawanan arah.

4.      Dua gaya tersebut merupakan gaya aksial  berupa gaya tarik atau gaya tekan.

Berlaku Hukum III Newton : AKSI = REAKSI

5.      Pembahasan dibatasi pada : statis tertentu atau rangka batang sederhana.

Syarat rangka batang sederhana :

1. Sumbu batang berimpit dengan garis penghubung antara kedua ujung sendi /

simpul. Titik pertemuan disebut : titik simpul. Garis yang menghubungkan

semua simpul pada rangka batang disebut : Garis Sistem.

2. Muatan/beban yang bekerja pada rangka batang harus ditangkap / diteruskan

pada simpul.

3. Garis sistem dan gaya luar harus terletak pada satu bidang datar.

4. Rangka batang ini harus merupakan rangka batang statis tertentu, baik ditinjau

dari keseimbangan luar dan keseimbangan dalam.

40

Bagian Rangka Batang :

• Batang Tepi : tepi atas dan tepi bawah.

• Batang Pengisi Diagonal

• Batang Pengisi Tegak

• Simpul

• Tumpuan

Kekakuan Rangka Batang

Jika jumlah simpul : S

jumlah batang : B

jumlah reaksi : R

maka :

• 2S – B – R = 0 rangka batang kaku

• 2S – B – R < 0 rangka batang tidak kaku

• 2S – B – R > 0 rangka batang statis tak tertentu.

Untuk rangka batang yang diletakkan pada tumpuan sendi dan roll, maka jumlah

reaksi (R) yang diberikan berjumlah 3 reaksi (1 dari roll dan 2 dari sendi).

Analisis Struktur Rangka Batang

Untuk menganalisi struktur rangka batang, dilakukan 2 langkah :

1. Memeriksa kekakuan rangka, untuk statis tertentu harus memenuhi :

2S – B – R = 0.

2. Menghitung keseimbangan gaya dalam.

Σ FX = 0 , Σ Fy = 0 , Σ M = 0

39

Metode Sambungan

(Metode Kesimbangan Titik Simpul)

• Analisi dilakukan di sambungan / simpul / pin

• Batang merupakan batang dan gaya, dimana satu gaya pada setiap ujung batang.

• Berlaku hukum III Newton : Aksi = reaksi (gaya besar sama tetapi arah berlawanan).

• Digunakan untuk menghitung gaya pada semua.

41

Kasus 1.

Cari reaksi di tumpunan dari konstruksi rangka batang sederhana berikut dan hitung

gaya masing-masing batang serta tentukan gaya tarik atau tekan.

Jawab :

• Pengecekan stabilitas :

Jumlah simpul (S) = 4

Jumlah batang (B) = 5

Jumlah reaksi (R) = 3

2S – B – R = 2(4) – 5 – 3 = 0 Rangka batang stabil

• Σ MB = 0

RVC (3,5) – 70 (1,2) – 24 (7) = 0

RVC = 72 kN (↑)

• Σ MC = 0

RVB (3,5) + 70 (1,2) + 24 (3,5) = 0

RVB = - 48 kN (↓)

• Pengecekan :

Σ FV = 0 = 72 – 24 – 48 = 0 perhitungan benar

• Σ FHB = 0

RHB - 70 = 0

RHB = 70 kN (←)

• Untuk menghitung besar gaya pada tiap simpul, maka digunakan prinsip poligon

gaya tertutup.

• Analisis tiap simpul dapat dibuat dalam bentuk diagram yang dikenal dengan

Diagram Maxwell

42

Panjang batang miring :

AB = AD = (3,5)2 + (1,2)2 = 3,7 m

• Simpul B

a. Σ FHB = 0

70 - FHBC = 0

FHBC = 70 kN (simpul B tarik, batang BC tekan)

b. Σ FVB = 0

48 - 0

3,7

1,2 = CA F maka FCA = 148 kN (tarik)

• Simpul C

a. Σ FHC = 0

70 - FHCB = 0

FHBC = 70 kN (simpul C tarik, batang CB tekan)

b. Σ FHC = 0

70 - FHCD = 0

FHBC = 70 kN (simpul C tarik, batang CD tekan)

c. Σ FVC = 0

72 - FVCA = 0

FVCA = 72 kN (tekan)

• Simpul D

Σ FVD = 0

24 - 0

3,7

1,2 = DA F = 0

FDA = 74 kN (tarik)

= 0 terbukti

24 kN

70 kN

70 kN

48 kN 72 kN

43

Hasil Akhir

44