Konstruksi Rangka Batang (Part 2)

Pengertian Rangka Batang
Suatu struktur portal tiga sendi, apabila dibebani muatan titik pada sendi S, sebagaimana terlihat pada gambar di bawah ini, maka reaksinya dapat dicari seperti reaksi pada perletakan, yaitu berupa reaksi vertikal saja, dan gayagaya dalamnya sesuai dengan pengertian portal tiga sendi, maka pada struktur itu hanya terdapat gaya aksial pada batang AS dan BS, sedangkan pada batang AB terdapat gaya aksial tarik. Struktur semacam ini disebut Rangka Batang,m yang gaya dalamnya hanya berupa Gaya Aksial saja.

Portal Tiga Sendi, Bila Perletakan Diganti

Rangka batang yang akan dibahas adalah rangka batang sederhana, yaitu rangka batang yang memenuhi syarat berikut:

1. Sumbu batang berimpit dengan garis dengan garis penghubung antara kedua ujung sendi. Titik sambungan disebut titik simpul atau simpul. Garis yang menghubungkan semua simpul pada konstruksi rangka disebut garis sistem.
2. Muatan yang bekerja pada rangka batang harus menangkap pada simpul.
3. Garis sistem dan gaya luar harus terletak dalam satu bidang datar.
4. Rangka batang merupakan rangka batang statis tertentu, baik ditinjau dari keseimbangan gaya luar maupun dari keseimbangan gaya dalam.

Dari 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.

Rangka Batang Sederhana

Batang-batang pada rangka batang di atas , dapat dibagi menjadi batang tepi dan batang pengisi, yang dirinci sebagai berikut : (a) Batang tepi atas, yaitu batang-batang 1, 2, 3, 4, 5, 6; (b) Batang tepi bawah, yaitu batang-batang 7, 8, 9, 10, 11, 12; (c) Batang pengisi diagonal yang disebut batang diagonal, yaitu batang-batang 14, 16, 18, 20; (d) Batang pengisi tegak yang disebut batang tegak, yaitu batang-batang 13, 15, 17, 19, 21. Sedangkan simpul pada rangka, yaitu A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, dan L.

Rangka batang terdiri dari m batang dan sejumlah r reaksi perletakan, akan mendapatkan sejumlah (m + r) besaran yang tidak diketahui. Untuk menghitung (m + r) besaran ini diperlukan (m + r) persamaan. Untuk s

simpul menghasilkan 2s persamaan. Dengan demikian suatu konstruksi rangka batang statis tertentu harus memenuhi syarat 2s = (m + r) atau 2s – m – r = 0, merupakan syarat kekakuan suatu rangka batang statis tertentu (kestabilan konstruksi).

Bila 2s – m – r < 0, rangka batang merupakan rangka tidak kaku.

Bila 2s – m – r > 0, rangka batang merupakan rangka statis tak tentu.

Analisa Struktur

Analisa rangka batang sederhana terdiri dari tiga tahap, yaitu:

1. Memeriksa kekakuan rangka atau kestabilan konstruksi
2. Menghitung keseimbangan gaya luar, atau reaksi perletakan
3. Menghitung keseimbangan gaya dalam, atau gaya-gaya batang.

Apabila konstruksi dalam keadaan seimbang, maka seluruh simpul harus dalam keadaan seimbang. Jika tiap-tiap simpul dalam keadaan seimbang dan gaya-gaya juga menangkap pada simpul, maka gaya luar dan gaya dalam pada simpul merupakan gaya-gaya yang seimbang. Hal ini hanya mungkin bila gaya dalam berupa gaya aksial yang bekerja sepanjang sumbu batang yang disebut gaya batang.

Untuk menghitung gaya batang suatu rangka dapat ditinjau dari dua pendekatan, yakni:

1. Keseimbangan titik, memperlihatkan bahwa bila konstruksi dalam keadaan seimbang, maka seluruh simpul harus dalam keadaan seimbang yang harus memenuhi syarat keseimbangan ΣV = 0 dan ΣH = 0.
2. Keseimbangan bagian, memperlihatkan bahwa bila konstruksi dalam keadaan seimbang, maka seluruh atau sebagian konstruksi harus dalam keadaan seimbang yang memenuhi syarat keseimbangan ΣV = 0, ΣH = 0, dan ΣM = 0.

Selanjutnya kedua pendekatan tersebut, gaya batang dapat dihitung dengan cara analitis dan grafis.