Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

download Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

of 63

Transcript of Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    1/63

    ii

    KATA PENGANTAR

    Modul dengan judul Menghitung Reaksi Gaya Pada Statika

    Bangunan merupakan bahan ajar yang digunakan sebagai panduan

    praktikum peserta diklat (siswa) Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) untuk

    membentuk salah satu bagian dari kompetensi Menghitung Statika

    Bangunan.

    Modul ini mengetengahkan metode-metode perhitungan mekanika

    statis tertentu untuk menghitung momen gaya. Modul ini terkait dengan

    modul lain yang membahas tentang : Menghitung Reaksi Gaya pada

    Konstruksi Statika, Menghitung Momen Statis dan Momen Inersia,

    Menghitung Tegangan Momen Statis Tertentu, Menentukan Gaya Luar dan

    Dalam Konstruksi Statis Tertentu.

    Dengan modul ini, peserta diklat dapat melaksanakan praktek tanpa

    harus banyak dibantuk oleh instruktur.

    Tim Penyusun,

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    2/63

    iii

    DISKRIPSI JUDUL

    Modul ini terdiri dari 4 (empat) kegiatan belajar yang mencakup :

    Kegiatan Belajar 1 Konstruksi Balok dengan Beban Terpusat dan Merata,

    Kegiatan Belajar 2 : Konstruksi Balok Terjepit Satu Tumpuan dan Konstruksi

    Balok Overstek (emperan), Kegiatan Belajar 3 : Konstruksi Balok dengan

    Beban Tidak Langsung dan Konstruksi Balok yang Miring, Kegiatan Belajar 4

    : Balok Gerber.

    Kegiatan Belajar 1 membahas tentang : metode perhitungan dan

    penggambaran bidang M dan bidang D konstruksi balok yang menerima

    beban terpusat dan merata. Kegiatan Belajar 2 membahas tentang :

    perhitungan dan penggambaran bidan M, D, dan N konstruksi balok terjepit

    satu tumpuan dan konstruksi balok overstek. Kegiatan Belajar 3 membahas

    tentang perhitungan dan penggambaran bidan M, D, dan N konstruksi balok

    yang menerima beban tidak langsung, dan konstruksi balok yang miring.

    Kegiatan Belajar 4 membahas tentang menghitung dan menggambar bidang

    D dan M pada balok gerber, serta menentukan jarak sendi tambahan.

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    3/63

    iv

    PETA KEDUDUKAN MODUL

    MENGHITUNG REAKSI GAYA PADA KONSTRUKSI STATIKA

    JUDUL MODUL INI MERUPAKAN BAGIAN KE DUA DARILIMA MODUL UNIT KOMPETENSI YANG BERJUDUL

    MENGHITUNG STATIKA BANGUNAN

    MENYUSUN GAYA PADA STATIKA

    BANGUNAN

    MENGHITUNG REAKSI GAYA PADAKONSTRUKSI STATIKA

    M ENGHITUNG MOMEN STATIS DAN MOMENINERSIA

    MENGHITUNG TEGANGAN MOMEN STATIS

    TERTENTU

    MENENTUKAN GAYA LUAR DAN DALAMKONSTRUKSI STATIS TERTENTU

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    4/63

    v

    PRASYARAT MODUL

    Untuk dapat mempelajari modul ini dengan baik, siswa seharusnya

    sudah belajar Gambar Teknik (seperti : menarik garis sejajar), Matematika

    (seperti : Persamaan Aljabar), dan Fisika (seperti : pemahaman tentang

    vektor gaya).

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    5/63

    vi

    DAFTAR ISI

    HalJudul ... i

    Kata Pengantar . ii

    Deskripsi Judul ..... iii

    Peta Kedudukan Modul ... iv

    Prasyarat v

    Daftar Isi . vi

    Peristilahan (Glossary) vii

    Petunjuk Penggunaan Modul . viii

    Tujuan .... ix

    Kegiatan Belajar 1 1

    Kegiatan Belajar 2 25

    Kegiatan Belajar 3 33

    Kegiatan Belajar 4 42

    Lembar Evaluasi ... 51

    Kunci Jawaban ..... 52

    Daftar Pustaka .. 54

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    6/63

    vii

    PERISTILAHAN / GLOSSARY

    1. Av adalah reaksi vertikal pada titik tumpu A.

    2. Bv adalah reaksi vertikal pada titik tumpu B.

    3. Cv adalah reaksi vertikal pada titik tumpu C.

    4. Ph adalah gaya harisontal dari gaya P yang miring.

    5. Pv adalah gaya vertikal dari gaya P yang miring.

    6. AH adalah reaksi harisontal pada titik tumpu A.

    7. SFD adalah singkatan dari shearing force diagram (gambar bidang

    gaya melintang).

    8. BMD adalah singkatan dari bending moment diagram (gambar bidang

    momen lentur).

    9. ND adalah singkatan dari normal diagram (gambar bidang normal)

    10. Gaya melintang adalah gaya yang bekerja tegak lurus dengan sumbu

    batang.

    11. Gaya normal adalah gaya yang bekerja sejajar dengan sumbu batang.

    12. Momen lentur adalah momen yang bekerja pada batang yang

    mengakibatkan batang melengkung.

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    7/63

    viii

    PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL

    1. Pelajarilah kegiatan belajar dalam modul ini secara berurutan karena

    kegiatan belajar disusun berdasarkan urutan yang perlu dilalui.

    2. Bila anda sudah mendapat nilai minimum 60 dalam latihan pada akhir

    kegiatan belajar anda boleh meneruskan pada kegiatan berikutnya.

    3. Usahakan kegiatan belajar dan latihan sesuai dengan waktu yang

    telah ditentukan.

    4. Bertanyalah kepada Guru/Pembimbing anda bila mengalami kesulitan

    dalam memahami materi belajar maupun kegiatan latihan.

    5. Anda dapat menggunakan buku lain yang sejenis bila dalam modul ini

    kurang jelas.

    6. Dalam mengerjakan secara grafis anda harus betul-betul menggambar

    dengan sekala yang tepat, baik sekala jarak maupun sekala jarak.

    7. Sekala jarak tidak harus sama dengan sekala gaya.

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    8/63

    ix

    TUJUAN MODULMENGHITUNG REAKSI GAYA PADA

    KONSTRUKSI STATIKA

    Setelah selesai mempelajari dan latihan soal dalam modul ini

    diharapkan siswa SMK memiliki pemahaman tentang reaksi-reaksi yang

    timbul pada konstruksi balok statis tertentu yang dibebani oleh berbagai

    macam pembebanan. Reaksi yang dimaksud disini adalah gayaa normal,

    gaya melintang , dan momen lengkung.

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    9/63

    1

    Kegiatan Belajar 1

    Konstruksi Balok dengan Beban Terpusat dan Merata

    I. Lembar Informasi ( waktu 9 jam )

    A. Tujuan Program

    Setelah selesai mengikuti kegiatan belajar ini diharapkan peserta diklat

    dapat :

    1. Menghitung reaksi, gaya melintang, gaya normal, dan momen

    lentur pada beban terpusat..

    2. Menggambar bidang gaya melintang,bidang gaya normal,dan

    bidang momen lentur pada beban terpusat.

    3. Menghitung reaksi,gaya melintang,gaya normal,dan momen

    lentur pada kombinasi beban terpusat dan terbagi merata.

    4. Menggambar bidang gaya melintang,bidang gaya normal,dan

    bidang momen lentur pada kombinasi beban terpusat dan

    merata.

    B. Materi Belajar

    Pengertian Istilah

    1. Tumpuan

    Tumpuan adalah tempat bersandarnya konstruksi dan tempat

    bekerjanya reaksi. Jenis tumpuan berpengaruh terhadap jenis

    konstruksi, sebab setiap jenis tumpuan mempunyai karakteristik

    sendiri. Jenis tumpuan tersebut adalah :

    a. Tumpuan Sendi / Engsel e. Tumpuan Rol

    b. Tumpuan Jepit f. Tumpuan Gesek

    c. Tumpuan Bidang g. DatarTumpuan Tali

    d. Pendel h. Tumpuan Titik

    Dari jenis jenis tumpuan tersebut yang banyak dijumpai dalam

    bangunan adalah tumpuan Sendi, Rol, dan Jepit. Oleh karena itu

    yang akan diuraikan karakteristiknya hanya tumpuan Sendi, Rol,

    Dan Jepit.

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    10/63

    2

    Tumpuan sendi dapat menerima gaya dari segala arah tetapi tidak

    mampu menahan momen. Dengan demikian tumpuan sendi

    mempunyai dua gaya reaksi.

    Tumpuan Rol hanya dapat menerima gaya dalam arah tegak lurus

    Rol dan tidak mampu menahan momen. Jadi tumpuan Rol hanya

    mempunyai satu gaya reaksi yang tegak lurus dengan Rol.

    atau

    Tumpuan Jepit dapat menahan gaya dalam segala arah dan dapat

    menahan momen. Dengan demikian tumpuan jepit mempunyai tiga

    gaya reaksi.

    Simbolnya Tumpuan Jepit

    V

    H

    M

    Gambar 3

    Gambar 1

    H

    V

    Simbol sendi

    Simbol Tumpuan Rol

    Gambar 2

    V

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    11/63

    3

    2. Jenis Konstruksi

    Ada dua jenis konstruksi, yaitu konstruksi statis tertentu dan

    konstruksi statis tak tentu. Pada konstruksi statis tak tentu,

    besarnya reaksi dan momen dapat ditentukan dengan persamaan

    keseimbangan, sedang pada konstruksi statis tak tertentu tidak

    cukup diselesaikan dengan syarat keseimbangan. Untuk

    memermudah dan mempercepat dalam menentukan jenis

    konstruksi dapat digunakan persamaan R = B + 2, dimana R =

    Jumlah reaksi yang akan ditentukan dan B = jumlah batang. Bila

    terdapat R > B + 2, berarti konstruksi statis tak tertentu.

    Contoh : Konstruksi Sendi dan Rol seperti gambar 4, diminta

    menentukan jenis konstruksinya.

    Pada konstruksi Sendi dan

    Rol terdapat tiga buah gaya

    yang harus ditentukan,

    sedang jumlah batang = 1.

    Menurut persamaan diatas,

    R = B + 2 = 1 + 2 = 3

    R = 3 cocok

    Jadi konstruksi sendi dan rol ststis tertentu.

    3. Gaya Normal dan Bidang Gaya Normal ( Normal Diagram= ND )

    Gaya normal adalah gaya yang garis kerjanya berimpit atau sejajar

    dengan sumbu batang.

    V2V1

    H

    P

    Gambar 4

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    12/63

    4

    Bidang gaya normal adalah bidang yang menggambarkan

    besarnya gaya normal pada setiap titik. ( lihat gambar 6 ).

    Bidang gaya normal diberi tanda positif, bila gaya normal yang

    bekerja adalah tarik dan diarsir tegak lurus dengan batang yang

    mengalami gaya normal. Sebaliknya, bidang gaya normal diberi

    tanda negatif, bila gaya normal yang bekerja tekan dan diarsir

    sejajar dengan sumbu batang yang mengalami gaya normal.

    4. Gaya Melintang dan Bidang Gaya Melintang ( Shear Force

    Diagram=SFD )

    Gaya melintang adalah gaya yang bekerja tegak lurus dengan

    sumbu batang ( gambar 7 )

    +

    A

    PP

    A

    B

    B

    ?

    A

    PP

    A

    B

    B

    Gambar 6

    P P

    P

    P

    PP

    P

    P

    Gambar 5

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    13/63

    5

    Gambar 7

    Bidang gaya melintang adalah bidang yang menggambarkan

    besarnya gaya melintang pada setiap titik.

    Bidang gaya melintang diberi tanda positif, bila perputaran gaya

    yang bekerja searah dengan putaran jarum jam dan diarsir tegak

    lurus dengan sumbu batang yang menerima gaya melintang.

    Sebaliknya, bila perputaran gaya yang bekerja berlawanan arah

    dengan putaran jarum jam diberi tanda negatif dan diarsir sejajar

    dengan sumbu batang.

    Putar kanan, berarti positif

    Putar kiri, berarti negatif

    5. Momen dan Bidang Momen ( Bending Moment Diagram = BMD )

    Momen adalah hasil kali antara gaya dengan jaraknya. Jarak disini

    adalah jarak yang tegak lurus dengan garis kerja gayanya. Dalam

    gambar 10 dibawah ini berarti

    MB = - P1 . a dan MC = DV . c

    Gambar 9

    P

    P

    R

    R

    P

    R1 R2

    +

    ?P R2

    R1 Gambar 8

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    14/63

    6

    Bidang momen adalah bidang yang menggambarkan besarnya

    momen pada setiap titik.

    Gambar 10

    Bidang momen diberi tanda positif bila bagian bawah atau bagian

    dalam yang mengalami tarikan. Bidang momen positif diarsir tegak

    lurus sumbu batang yang mengalami momen ( gambar 11 ).

    Sebaliknya , bila yang mengalami tarikan pada bagian atas atau

    luar bidang momen diberi tanda negatif. Bidang momen negatif

    diarsir sejajar dengan sumbu batang ( gambar 10 ). Perlu

    diketahui bahwa momen yang berputar ke kanan belum tentu

    positif dan momen yang berputar ke kiri belum tentu negatif.

    Oleh karena itu perhatikan betul betul perjanjian tanda di atas.

    A. Konstruksi Balok Sederhana ( KBS )

    Yang dimaksud dengan konstruksi balok sederhana adalah konstruksi

    balok yang ditumpu pada dua titik tumpu yang masing masing berupa

    sendi dan rol. Jenis konstruksi ini adalah statis tertentu yang dapat

    diselesaikan dengan persamaan keseimbangan.

    P2P1

    a b c

    +

    Gambar 11

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    15/63

    7

    1. KBS dengan sebuah beban terpusat.

    Untuk dapat menggambar bidang D, N, dan M terlebih dahulu harrus

    dihitung besarnya reaksi, baik reaksi horisontal maupun reaksi vertikal.

    Sedang untuk menghitung besarnya reaksi dapat dilakukan secara

    grafis maupun secara analitis.

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    16/63

    8

    A

    B M D

    S F D

    Poligon Batang

    N D

    S

    H = 1,6cm

    s

    I II

    2

    1

    30

    P = 7 kN

    Gambar 12

    f

    Av

    Bv

    t

    hYc

    x

    w

    b=4m

    L=6m

    a= 2m

    BC

    Lukisan Kutub

    o

    PhAh

    Mc=H. Yc. sekala

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    17/63

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    18/63

    10

    07,46

    41,6?

    ??VA kN ( ke atas )

    5,300 ???????? HHHHH PAPAG kN

    Momen,

    MA = 0 ( karena A adalah sendi, dan dapat dibuktikan dengan

    perhitungan )

    MB = 0 ( karena B adalah rol, dan dapat dibuktikan dengan

    perhitungan )

    MC = Av . 2 = 4,07 . 2 = 8,14 kNm

    Penggambaran Bidang D ( Gaya melintang )

    Bidang D adalah bidang yang menggambarkan gaya melintang

    yang diterima konstruksi balok sepanjang bentangnya pada beban

    tetap ( beban tak bergerak ). Sedang gaya melintang adalah gaya

    yang bekerja tegak lurus sumbu batang.

    Sebelum menggambar bidang D, terlebih dahulu buatlah garis

    referensi yaitu garis mendatar sejajar sumbu balok. Pada titik A

    bekerja gaya melintang sebesar Av ke atas maka lukislah garis

    sebesar Av ke atas dimulai dari garis referensi. Diantara titik A dan C

    tidak ada gaya melintang ( tidak ada perubahan gaya melintang ),

    maka garis gaya melintangnya sejajar dengan garis referensi (

    mendatar ). Pada titik C bekerja gaya melintang sebesar P v ke bawah,

    maka lukislah garis ke bawah sebesar Pv. Kemudian antara titik C dan

    titik B tidak ada perubahan gaya melintang, maka garis gaya

    melintangnya sejajar garis referensi yang berjarak ( Pv Bv ) dibawah

    garis referensi. Pada titik B bekerja gaya melintang sebesar Bv ke atas.

    Bila konstruksi balok seimbang, maka lukisan garis sebesar Bv ini akan

    tepat pada garis referensi.

    Setelah selesai melukis garis gaya melintang, selanjutnya

    memberi tanda bidang yang dilukis tersebut. Diberi tanda positif bila

    bidang D terletak diatas garis referensi dan sebaliknya diberi tanda

    negatif bila berada dibawah garis referensi. Atau dapat dilihat arah

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    19/63

    11

    putaran kopelnya, bila putaran kopelnya ke kanan diberi tanda positif

    dan bila putaran kopelnya ke kiri diberi tanda negatif ( gambar 42 ).

    Dapat dibuktikan, bila konstruksi seimbang, bahwa luas bidang

    D positif sama dengan luas bidang D negatif. Dalam persoalan diatas,

    luas bidang D positif = Av . a dan luas bidang D negatif = Bv . b

    Jadi : Av . a = Bv . b

    4,07 . 2 = 2,03 . 4

    8,14 = 8,12

    Adanya sedikit perbadaan itu disebabkan oleh adanya pembulatan Av

    dan Bv. Bila tidak ada pembulatan, maka harga luas D positif tepat

    sama dengan harga luas D negatif.

    Penggambaran Bidang Momen ( M )

    Bidang momen adalah suatu bidang yang menggambarkan besarnya

    momen yang diterima konstruksi balok sepanjang bentangnya pada

    beben tetap ( beben tak bergerak ).

    Untuk mengetahui bentuk garis momennya, kita tinjau titik X sejauh x

    dari titik A, 0 = x = a ( gambar 14 )

    Gambar 13

    +

    ?

    AV

    PY

    BY

    2 m 4 m

    Garis Referensi

    X

    Gambar 14

    x

    P=7 kN

    A

    B

    BvAv

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    20/63

    12

    Ternyata persamaan momen dari titik A sampai titik C merupakan

    persamaan garis lurus. Bila ditinjau titik X' sejauh x' dari titik B, maka

    akan diperoleh persamaan : MX' = Bv . x', juga merupakan garis lurus (

    0 = x' = b ). Dari tinjauan ini dapat disimpulkan bahwa pada konstruksi

    balok yang dibebani beben terpusat garis momennya merupakan garis

    lurus.

    Dalam persoalan diatas, besarnya MA = 0 ; MB = 0 ; dan MC = 8,14

    tm, maka garis momennya adalah hubungan titik titik tersebut secara

    berurutan ( menurut letaknya bukan menurut nomernya ), lihat gambar

    15.

    Momen dibari tanda positif karena lenturan balok menyebabkan serat

    bagian bawah tertarik

    Penggambaran Bidang Gaya Normal ( Bidang N )

    Untuk menggambar bidang N, perlu diperhatikan letak tumpuan sendi

    dan tumpuan rolnya. Tumpuan rol tidak dapat menahan gaya sejajar

    dengan rolnya ( dalam hal ini rol tidak dapat menahan gaya horizontal

    2 m 4 m

    Mc

    Gambar 15

    B

    P

    AC

    Gambar 16

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    21/63

    13

    ). Jadi gaya normal hanya terjadi pada bagian balok antara tumpuan

    sendi dan tempat gaya horizontal bekerja, bagian antara tumpuan dan

    titik pegang gaya horizontal tidak mengalami gaya normal. Dalam

    persoalan diatas gaya normal yang terjadi adalah sebesar Ah pada titik

    A dan sebesar Ph pada titik C, sedang antara A dan C besarnya gaya

    normal sama di A atau di C. Gaya normal tersebut adalah gaya tekan,

    karena arah gaya Ah menuju pada titik tumpu ( gambar 17).

    2. KBS dengan Beben Merata

    Untuk menghitung dan kemudian menggambar bidang M dan bidang D

    pada pembebanan merata dapat dilakukan secara grafis dan analitis.

    Pada cara grafis, beben merata di transfer menjadi beban terpusat.

    Dengan adanya transfer pembebanan ini, gambar bidang M dan

    bidang N akan sedikit berbeda apabila dihitung tanpa transfer beban.

    Perbedaan ini tergantung pada transfernya, semakin kecil elemen

    beban yang di transfer menjadi beban merata semakin teliti (

    mendekati sebenarnya ) gambar bidang M dan bidang D nya. Dengan

    kata lain cara grafis kurang teliti bila disbanding dengan cara analitis.

    Oleh karena itu dalam pembahasan ini tidak dijelaskan cara

    menghitung dan menggambar secara grafis.

    Cara analitis,

    o Mencari Reaksi,

    ?MB = 0 Av . L ( q . L ) . 0,5L = 0

    Av = 0,5 . q . L

    Av = 0,5 . 2 . 8 = 8 ton ( ke atas )

    Karena simetri dan beban merata maka B v = Av = 8

    Gambar 17

    A

    Ah Ph

    B

    2 m 4 m

    Garis Referensi

    C

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    22/63

    14

    a. Mencari persamaan garis gaya melintang

    Tinjauan pada titik X dengan jarak x m dari A

    Dx = Av q . x merupakan garis lurus dengan

    kemiringan tg a = - q

    Untuk x = 0 Dv = DA = Av 0 = 8 kN

    Untuk x = 4 Dv = DC = Av q . 4 = 8 - 2 . 4 = 0

    Untuk x = 8 Dv = DC = Av q . 8 = 8 - 2 . 8 = -8 kN

    b. Mencari persamaan garis momen

    Mx = Av . x q . x . x

    Gambar 18

    Bv

    x

    q.x

    Av

    A B

    Av Bv

    Q=q.l

    4 m 4 m

    q=2 kN/m

    D=0

    Mmax=16 kNmMx

    Dx

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    23/63

    15

    Mx = . q . L . x - . q . x2 merupakan peramaan garis

    parabola.

    Untuk x = 0 Mx = MA = 0

    Untuk x = 4 Mx = MC = .2.8.4 - .2.42

    = 32 16 = 16 kNm

    Untuk x = 8 Mx = MB = .2.8.8 - .2.82 = 0

    c. Hubungan antara momen dan gaya melintang

    Dari persamaan : Mx = Av . x - . q . x2

    d Mx d Mx

    Dideferensialkan : ------- = Av q . x ------- = Dx

    dx dx

    d. Momen Ekstrem

    d Mx

    Momen ekstrem terjadi pada Dx = 0 atau -------- = 0

    dx

    Av .q.L

    jadi 0 = Av q . x x = ----- = -------- = .L

    q q

    Jadi momen maksimum terjadi pada jarak L dari A

    Mmaks = Av . x - .q.L.L - .q. (L)2

    q.L2 2 . 82

    = ----- = ----- = 16 kNm

    8 8

    3. KBS dengan Beban Merata dan Terpusat ( Kombinasi )

    Konstruksi balok dengan beban seperti gambar 19a akan dihitung dan

    digambar bidang M, D, dan N.

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    24/63

    16

    Penyelesaian :Secara analitis,

    Reaksi,

    SMB=0 Av . L q . a (a + b + c ) P sin a . c =0

    Av . 12 1 . 6 (.6 + 4 + 2 ) - 5v2 . v2 . 2 =0

    ` 6 . 9 + 5 . 2 54 + 10 64

    Av=----------------=----------=-------

    12 12 12

    Av=5,33 kN ( ke atas )

    SGv=0 Av + Bv q . a - P sin a =0

    5,33 + Bv 1 . 6 - 5v2 . v2 =0

    Bv= 6 + 5 5,33 = 5,67 kN ( ke atas )

    SGh=0 Ah + P cos a =0

    Ah= - P cos a = - 5v2 . v2 = - 5 kN ( ke kiri )

    Gaya melintang,

    DA= Av = 5,33 kN

    DC= Av q . a = 5,33 1 . 6 = - 0,67 kN

    DDkiri = DC = - 0,67 kN

    DD kanan = A v q . a - P sin a = 5,33 6 = - 5,67 kN

    Momen

    MA = 0, MB = 0

    MC = AV . a q . a . .a = 5,33 . 6 1 . 6 . .6

    MC = 31,98 18 = 14 kN

    C

    A

    P=5v2

    a = 6 m b = 4 m c= 2 m

    B

    D

    450

    q = 1 kN/mx

    X

    Gambar 19a

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    25/63

    17

    MD = BV . c = 5,67 . 2 = 11,34 kNm

    Momen ekstrem terjadi pada D = 0

    Dx=Av - q. x

    0 = 5,33 1.x x = 5,33 m

    Mmax = A v.x q.x. .x

    Mmax = 5,33 . 5,33 1.5,33 . . 5,33 = 14,2 kNm

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    26/63

    18

    B M D

    Gambar 19

    Mmaks.= 14,2 kNmMD = 11,34 kNm

    Mc = 14 kNm

    +

    S F D

    N D

    D = 0

    X = 5,33 m

    Av

    Bv

    P. sin a

    +

    -

    +

    Ah P cos 450

    A

    P=5v2

    a = 6 m b = 4 m c= 2 m

    BC

    D

    450

    q = 1 kN/mx

    X

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    27/63

    19

    5. KBS dengan Beban Momen

    a. KBS dengan Beban Momen Negatif pada Salah Satu Ujungnya

    Reaksi :

    SMB=0

    Av . L + MB=0

    )bawahke(L

    MA Bv ??

    SMA=0

    -Bv . L + MB=0

    )Lx0(itik xTinjauan t

    )ataske(L

    MB Bv

    ??

    ?

    MX = Av . x

    dMxDx=------=Av . x

    dx

    Persamaan garis lurus miring

    Persamaan garis lurus mendatar

    XA

    B

    MB

    x

    L

    Bv

    Mx

    MB

    Dx

    Av

    Bidang D

    Bidang M

    Gambar 20

    AvBv

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    28/63

    20

    b. KBS dengan Beban Momen Negatif pada Kedua Ujungnya ( MA >

    MB )

    Reaksi :

    SMB=0

    batangsumbusejajarlurusgarispersamaanL

    MM

    d

    dMD

    miringlurusgarispersamaanM-x.L

    MMM

    M-x.AM

    )Lx0(titik xpadaTinjauan

    L

    MMB

    0

    L

    M

    L

    M-L.B-

    0M

    L

    MMA

    0L

    M

    L

    M-L.A

    BA

    x

    xx

    ABA

    x

    Avx

    ABv

    BAv

    A

    BAv

    BAvp

    ???

    ??

    ?

    ??

    ??

    ??

    ??

    ??

    ??

    XA

    B

    MB

    x

    L

    Bv

    Mx

    MB

    Dx

    Av

    Bidang D

    Bidang M

    Gambar 21

    AvBv

    MA

    -

    +

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    29/63

    21

    a. KBS dengan Beban Momen diantara Tumpuan

    )ax0(tik xTinjuan ti

    LM

    LP.ZB

    0P.ZL.B-

    0M

    L

    M

    L

    P.ZA

    0P.Z-L.A

    0M

    :Reaksi

    v

    v

    A

    v

    v

    B

    ??

    ??

    ??

    ??

    ????

    ?

    ??

    Mx= Av . x ? persamaan garis

    lurus miring

    dMx

    Dx=-------= Av ? persamaan

    garis lurus

    dx

    sejajar sumbu batang

    untuk x = a ? MCkr = Av . a

    Tinjauan titik x ? a = x = L

    Mx= Av . x M

    Garis lurus miring

    M . a

    MCkr= ? --------

    L

    MxL

    MMx ???

    z

    Av

    Gambar 22

    C

    PX

    A

    B

    x

    L

    Bv

    DxAv

    Bidang D

    Bidang M

    Bv

    a b

    Mckr

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    30/63

    22

    Untuk x = a diperoleh :

    L

    b.MM

    L

    b.Mc.Ma.MM

    L

    b).(aMa.M

    L

    L.Ma.MM

    Ma.L

    MM

    C

    C

    C

    C

    ?

    ????

    ???

    ???

    ???

    Untuk x = L;diperoleh :

    0M

    MMM

    ML.L

    MM

    Ma.L

    MM

    B

    B

    B

    B

    ?

    ???

    ???

    ???

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    31/63

    23

    II. Lembar Latihan ( 9 jam )

    Hitung dan gambar bidang Gaya melintang, Gaya Normal dan Momen lentur

    dari konstruksi balok AB seperti gambar di bawah ini.

    1.

    2.

    3.

    .

    5.

    B

    1,5 m

    A

    4 kN 9 kN

    3 m 1,5 m

    3 m

    25kN15 kN/m

    1,5 m1,5 m

    AB

    4 m 2 m4 m

    6 kN/m

    AB

    a b

    A B

    M04 m4 m

    AB

    P=200

    900 N/m

    4

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    32/63

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    33/63

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    34/63

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    35/63

    27

    c. Lukis garis 1, 2, 3, dan 4 melalui titik kutub O.

    d. Lukis garis I, II, III, dan IV pada poligon batang yang masing

    masing sejajar garis 1, 2, 3, dan 4.

    e. Hubungkan titik potong garis I Av dengan titik potong garis IV

    Bv, garis ini berilah tanda S.

    f. Lukis garis S pada lukisan kutub yang sejajar garis S.

    H=3 cm

    MA = -2

    MD = 6

    Mc = 9

    Bidang

    P1=2k

    P2=3kN P3=4kN

    3m3m1m

    1

    23k

    4kN4

    2k

    S

    3

    BA D EC

    P2

    P3

    P1Bv

    Av

    Bidang

    II

    III

    I

    SPoligon

    YE

    YDYA

    Gambar 25

    IV

    O

    Bv

    Av

    +

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    36/63

    28

    -Besarnya Reaksi :Av = 6 dikalikan dengan skala gaya

    Av = 6 . 1 = 6 kN

    Bv = 3 cm dikalikan dengan skala gaya

    Bv = 3 . 1 = 3 kN

    -Besarnya Momen :

    MA=H . YA . skala gaya . skala jarak

    MA=3 . (-0,7) . 1 . 1 = - 2,1 kNm

    MD=H . YD . 1 . 1 = 3 . 2 . 1 . 1 = 6 kNm

    ME=H . YE . 1 . 1 = 3 . 3 . 1 . 1 = 9 kNm

    Cara Analitis

    -Mencari Reaksi :

    SMA=0

    ? Bv . 8 + 4 . 5 + 3 . 2 2 . 1=0

    )ataske(kN33

    24B

    8

    2620

    8

    2.13.24.5B

    v

    v

    ??

    ???

    ???

    SGv=0 Av+Bv P1 P2 P3 =0

    Av=P1 + P2 + P3 Bv

    Av=2 + 3 + 4 3 = 6 kN

    Untuk mengontrol dapat digunakan : SMB = 0 (coba lakukan)

    -Menghitung Momen :

    MA= - P1 . 1 = - 2 . 1 = - 2 kNm

    MD=Av . 2 P1 . 3 = 6 . 2 2 . 3 = 6 kNm

    ME=Bv . 3 = 3 . 3 = 9 kNm ( dari kanan )

    2.KBO Ganda dengan Beban Terbagi Merata

    Diketahui Konstruksi Balok dengan overstek ganda yang dibebani

    beban merata seperti gambar dibawah ini. Diminta menghitung

    dan kemudian menggambar bidang M dan D secara analitis.

    Penyelesaian :

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    37/63

    29

    -Mencari Reaksi,

    SMB=0 ; ? Av . L q ( a + L + a ). . L =0

    Av= . q ( L + 2a )

    Konstruksi maupun bebannya simetris, maka Bv = Av

    -Mencari Momen,

    Momen antara CA,

    Ditinjau titik X' sejauh x' dari titik C : 0 = x' = a

    Mx'= - q . x' . . x' = - .(x')2

    Untuk x'=a ; Mx'=MA= - .q . a2

    Karena simetri, maka momen antara BD sama dengan momen

    antara CA, dengan MA=MB=- .q . a2

    Momen antara AB,

    Ditinjau titik X sejauh x di titik A, dengan 0 = x = L

    MA=Av . x q.x. .q . a (.a + x)

    -Tempat Momen Extrem,

    Momen ekstrem terjadi pada Dx=0 atau pada 0dx

    dMx?

    Mx=Av . x q.x. .q . a (.a + x)

    Mx=Av . x .q.x2 ? .q . a q.a.x

    q.aq.xAdx

    dMxv ???

    0 =Av q.x q.a ? q.x=Av q.a

    q.x =.q ( L + 2.a ) q.a

    q.x =.q.L + q.a + q.a

    x = .L

    Jadi letak momen maksimum pada jarak .L dari titik A.

    Mmaks = Av.x - .q . x2 - .q . a2 q.a.x

    Mmaks = .q ( L + 2.a ). .L - .q (.L)2 - .q . a2 q.a . .L

    Mmaks = .L2 + .q.L.a - ..q.L2 - .q.a2 - .q.a.L

    2

    q.a

    8

    q.LM

    22

    maks ??

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    38/63

    30

    Ternyata besarnya momen maksimum sama dengan momen

    maksimum balok dengan bentang L dikurangi dengan momen

    pada tumpuannya, secara bagan dapat dilihat dalam gambar

    dibawah ini.

    x

    A

    Q (kNm)

    L

    .Lx

    a a

    XX B

    DxAvDx

    Bv

    -

    +

    -

    Mmaks.MB

    Mx

    MA

    Bidang M

    Bidang D

    - --

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    39/63

    31

    Cara lain menggambar bidang M

    ? ?

    Gambar 26

    Mmaks.

    MB

    Mx

    MA

    +

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    40/63

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    41/63

    33

    KEGIATAN BELAJAR 3

    KONSTRUKSI BALOK DENGAN BEBAN TIDAK LANGSUNG

    DAN KOSTRUKSI BALOK YANG MIRING

    I Lembar Informasi

    A. Tujuan Progam

    Setelah selesai mengikuti kegiatan belajar 3 diharapkan siswa dapat :

    1. Menghitung dan menggambar bidang D dan M pada Konstruksi

    Balok dengan beban tidak langsung.

    2. Menghitung dan menggambar bidang D ,M, dan N pada Konstruksi

    balok yang miring.

    B. Materi Belajar

    1. Konstruksi Balok dengan Beban Tidak Langsung

    Pada peristiwa ini beban langsung membebani balok induk, tetapi

    melalui balok melintang ( balok anak) yang berada di atasnya.

    Beban pertama kali membebani balok anak kemudian diteruskan

    kepada balok induk. Beban yang diterima balok anak bergantungpada jauh dekatnya secara relatif dengan balok anak disebelahnya

    yang sama-sama menahan beban. Sebagai contoh pada gambar

    34, gaya P ditahan oleh balok anak 1 dan 2 yang masing-masing

    jaraknya a dan b, maka besar beban yang diterima balok anak 1

    adalah P1 =? ?ba

    bP

    ?

    ?dan beban yang diterima balok anak 2 adalah

    P2 = ? ?baaP

    ?

    ?

    21

    ba

    P

    P1P2

    Gambar 34

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    42/63

    34

    Bila pada suatu balok induk memiliki beberapa balok, anak, maka

    pelimpahan beban dari balok anak disesuaikan dengan letak dan

    besar bebannya. Seperti terlihat pada gambar 35, beban F1 berasal

    dari sebagian P1, beban F2 sebagian berasal dari P1 dan P2, beban

    F3 berasal dari sebagian P2 dan P3, beban F4 sebagian berasal

    dari P 3 dan P4, dan beban F5 berasal sebagian dari P4.

    Contoh Perhitungan Balok yang dibebani tidak langsung.

    Ada dua cara dalam menghitung dan menggambar bidang D dan M

    pada balok yang dibebani tidak langsung yaitu : (1) Dengan

    menganggap beban langsung kemudian gambar bdang D dan M

    dikoreksi, tetapi untuk perhitungan reaksi tumpuan tidak ada

    koreksi. (2) Dengan melimpahkan beban ke balok anak dulu

    kemudian dihitung berdasarkan beban yang telah dilimpahkan

    pada balok anak tersebut. Beban seperti ini sering terjadi pada

    balok gording dan jembatan. Sebagai contoh soal seperti gambar

    36 dengan P1 = 7 kN,dan P2 = 3,5 kN yang bidang D dan M-nya

    pada gambar 37.

    P4P2 P3P1

    F2 F3 F5F1 F4

    Gambar 35

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    43/63

    35

    Penyelesaian :

    Cara 1, menganggap beban langsung.

    Besarnya reaksi tumpuan tidak terpengaruh oleh anggapan ini.

    Yang terpengaruh adalah besarnya gaya melintang dan besarnya

    gaya momen. Besarnya momen dapat dikoreksi dengan mudah,

    yaitu dengan memenggal gambar bidang M diantara dua balok

    melintang ( lihat gambar 37 ). Sedang gambar bidang D, tidak ada

    kepastian karena tergantung letak bebannya. Oleh karena itu lebih

    baik gambar bidang D digambar berdasarkan beban yang telah

    dilimpahkan (tanpa anggapan beban langsung ). Jadi cara ini

    hanya untuk mempercepat perhitungan dan penggambaran bidang

    momen.

    Menghitung Reaksi,

    ? MB= 0

    Av.10 (1,5.4).8 7.3,5 3,5.0,5=0

    atas)(kekN7,42510

    74,25A

    10

    1,7524,548

    10

    3,5.0,57.3,5(1,5.4).8

    A

    v

    v

    ??

    ???

    ???

    ?Gv = 0

    Av+Bv q.4 P1 P2=0

    Bv= q.4 + P1 + P2 Av = 1,5.4 + 7 + 3,5 7,425

    Bv=6 + 7+ 3,5 7,425 = 16,5 7,425 = 9,075 kN ( ke atas )

    Menghitung Momen,

    Gambar 36

    2m 2m 2m2m 2m

    P2P1q=1,5kN/m

    0,5m

    0,5m

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    44/63

    36

    MC=Av.2 q.2..2 = 7,425 . 2 1,5. . 2 . .2

    MC=14,85 3 =11,85 kNm

    MD= Av.4 q.4.2 = 7,425 . 4 1,5. . 4 . 2

    MD=29,77 12 = 17,7 kNm

    MG=Bv.3,5 P1.3 = 9,075 . 3,5 3,5.3 = 21,2625 kNm

    MH= Bv.0,5 = 9,075 . 0,5 = 4,5375 kNm

    Setelah itu gambarlah bidang M-nya, kemudian penggallah garis

    momen itu diantara dua balok melintang. Bidang momen yang

    dicari adalah bidang momen yang telah dipenggal tersebut ( lihat

    gambar 37 ).

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    45/63

    37

    PA

    2m 2m 2m2m 2m

    P4P3q=1,5kN/m

    0,5m

    0,5m

    PBPFPD PEPc

    BC D E F

    A

    Bv=9,075 kN

    P D=1,5 kN

    P c=3 kN

    P F=2,65 kN

    Av=7,425 kN

    PB=2,65 kN

    PE=5,25 kN

    Bidang D

    PA=1,5kN

    Bidang M

    Gambar 37

    McME MFMD

    Pelimpahan Beban

    BvAv

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    46/63

    38

    Cara 2, melimpahkan dulu beban kepada balok melintang.

    Balok melintang A menerima pelimpahan beban sebesar :

    PA= .q.? = .1,5 . 2 = 1,5 kN

    Balok melintang B menerima pelimpahan beban sebesar :

    PC= .q.? + .q.? = 1,5 + 1,5 = 3 kN

    ME= ( 7,425 1,5 ).3.2 3.2.2 1,5 . 2

    ME=35,55 12 3 = 20,55 kNm

    MF=(Bv PB).? = (9,075 2,625).2 = 12,9 kNm

    Dengan Besaran besaran yang dihitung pada cara 2 ini dapat

    digambar bidang D dan bidang momennya ( gambar 37 )

    2. Konstruksi Balok Yang Miring

    Yang akan dibicarakan dalam buku ini adalah konstruksi balok

    miring yang ditumpu oleh dua titik tumpu sendi dan rol ( statis

    tertentu ). Konstruksi balok miring dapat terjadi misalnya pada

    balok tangga. Untuk lebih jelasnya gaya melintang dan momen

    yang terjadi berikut ini akan diberikan contoh perhitungan.

    Konstruksi balok miring dengan beban merata dan terpusat. Beban

    mereka dapat dinyatakan dalam meter panjang mendatar. Arahnya

    pun dapat tegak lurus baloknya dan dapat juga vertikal ( tegak

    lurus garis horisontal ). Dalam contoh ini akan diberikan contoh

    beban tiap satuan panjang mendatar dan bebannya vertikal.

    Penyelesaian :

    Reaksi,

    ?MB=0 ? Av.8 q.6.5 P.1 =0

    atas)(ke5,9kNA

    8

    47

    8

    245

    8

    2.11,5.6.5A

    v

    v

    ?

    ??

    ??

    ?

    ?Gv=0 ? Av q.6 P + Bv=0

    Bv=q.6 + P Av = 1,5 . 6 + 2 5,9

    Bv=11 5,9 = 5,1 kN (ke atas)

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    47/63

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    48/63

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    49/63

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    50/63

    42

    Kegiatan Belajar 4

    BALOK GERBER

    I Lembar Informasi

    A. Tujuan Program

    Setelah selesai kegiatan belajar 4 diharapkan siswa dapat:

    1. Menghitung dan kemudian menggambar bidang D dan M pada

    balok Gerber.

    2. Menentukan jarak sendi tambahan dengan tumpuan terdekat agar

    diperoleh harga momen maksimum dan minimum sama.

    B. Waktu

    9 jam (3 jam kegiatan belajar, 6 jam latihan)

    C. Materi Belajar

    1. Pendahuluan

    Konstruksi Balok yang ditumpu oleh lebih dari dua tumpuan

    merupakan konstruksi statis tak tertentu. Pada konstruksi statis tak

    tertentu, besarnya reaksi tidak cukup dihitung dengan persamaan

    keseimbangan, tetapi memerlukan persamaan lain untuk

    menghitung reaksi tersebut. Dengan kata lain perhitungan menjadi

    lebih kompleks. Untuk menghindari kompleksnya perhitungan,

    seorang ahli konstruksi berkebangsaan Jerman yang bernama

    Heinrich Gerber (1832-1912) pada tahun 1886 membuat konstruksi

    balok yang ditumpu oleh lebih dari dua tumpuan yang statis

    tertentu. Usaha Gerber tersebut adalah dengan cara menempatkanengssel (sendi) tambahan diantara tumpuan sedemikian sehingga

    konstruksi stabil dan statis tertentu. Banyaknya sendi tambahan

    yang memungkinkan konstruksi menjadi statis tertentu adalah

    sama dengan banyaknya tumpuan dalam atau sama dengan

    banyaknya tumpuan dikurangi dua. Sendi tambahan tidak

    boleh diletakkan didekat tumpuan tepi, karena tumpuan tepi yang

    merupakan sendi atau rol tidak dapat menahan momen, bila

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    51/63

    43

    didekatnya dipasang sendi maka pada bagian tepi akan timbul

    momen. Untuk lebih jelasnya berikut ini diberikan contoh

    penempatan sendi tambahan pada konstruksi Balok Gerber (

    gambar 42 ).

    2. Balok Gerber dengan Beban Terpusat

    Dalam uraian ini sekaligus sebagai contoh perhitungan. Balok

    Gerber dengan beban terpusat seperti gambar 43 akan dihitung

    dan digambar bidang D dan M.

    Cara Grafis,

    Langkah langkah lukisan :

    1. Gambar situasi dengan skala tertentu, misal skala jarak 1 cm =

    1 m, skala gaya 1 cm = 1 kN.

    2. Perpanjang garis kerja Av, P1, Bv, P2, Cv, dan RS.

    3. Lukis gaya P1, dan P2 dengan skala diatas, dan tentukan titik

    kutub O dengan jarak H, misal H = 2 cm

    4. Gambar situasi dengan skala tertentu, misal skala jarak 1 cm =

    1 m, skala gaya 1 cm = 1 kN.

    Gambar 42

    S1S2

    S1 S2

    S

    S2S1 S3

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    52/63

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    53/63

    45

    Bidang D

    Besarnya Av, Bv, dan Cv dapat di ukur pada lukisan. Dalam soal ini

    diperoleh : Av=1,2 . 2 = 2,4 kN, Bv=1,65 . 2 = 3,3 kN dan Cv=0,65 .

    2 = 1,3 kN. Sedang besarnya momen adalah : H xY x skala jarak x

    skala gaya. Dalam soal ini diperoleh :

    MD= H . yd . 1 . 2

    MD= 2 . 0,6 . 1 . 2 = 2,4 kNm

    1,5m

    4kN 3kN

    3kN

    4kN

    1m

    2,4kN

    0,5m

    Gambar 43

    2m2mS1

    IO

    II

    2

    3

    S2III

    1

    S2S1

    4kN

    1,3kN

    3,3kN

    3kN

    H=2cm

    MB==-0,8kNm

    MD==2,4kNmME=2,4kNm

    Poligon Gaya

    Sendi S

    Bidang M

    CvAv Bv

    +

    -

    +

    -

    +

    +

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    54/63

    46

    MB=2.(-0,2).1 . 2 = - 0,8 kNm

    ME=2.0 , 65 . 1 . 2 = 2,6 kNm

    Cara analitis,

    Reaksi, bagian ADS

    SMS=0 ? Av . 2,5 P1 . 1,5 = 0

    AV =?

    5,2

    5,142,4 kN

    SMA=0 ? -RS . 2,5 + P1 . 1 = 0

    RS = ??

    5,2

    141,6 kN

    Bagian SBEC

    SMB=0 ? -Cv.4 + P2.2 RS.0,5 = 0

    CV =???

    4

    5,06,1231,3 kN

    SMB=0 ? Bv.4 RS.4,5 P2.2 = 0

    BV =???

    4

    235,46,13,3 kN

    Momen,

    MD= Av . 1 = 2,4 . 1 = 2,4 kNm ;ME= Cv . 2 = 1,3 . 2 = 2,6kNm

    MB= - RS . 0,5 = -1,6 . 0,5 = -0,8 kNm

    3. Mengatur Jarak Sendi Tambahan dan Bentang agar Mmaks=Mmin

    Ukuran balok adalah tergantung pada besarnya momen. Bila

    momen positif dibuat sama dengan momen negatif, maka besarnya

    momen ekstrem menjadi lebih kecil bila dibanding dengan momen

    negatifnya. Untuk membuat besarnya momen positif sama dengan

    momen negatif dapat dilakukan dengan mengatur jarak sendi

    tambahan dan bentang balok.

    Contoh : Suatu konstruksi balok Gerber dengan beban merata

    ditumpu pada tiga titik tumpu, dengan sebuah engsel tambahan S.

    Diminta menentukan jarak S dengan tumpuan terdekat agar

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    55/63

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    56/63

    48

    a)-.q.(L2

    1.a.L)2

    12.L2

    1(vC

    )2

    .a2

    1.a.L2

    12.a2

    12.L2

    1(L

    qvC

    L

    )2

    .a2

    1.a.L2

    1q.(

    L

    2.a

    21.a.L

    21.a.L

    212.L

    21q.(

    vC

    L

    a).a.q.(L2

    1.a)2

    1.L2

    1a)(q.(L

    vC

    ???

    ????

    ???

    ????

    ?????

    L

    q

    SGv = 0 ? Bv + Cv RS q.( L + a )=0

    Bv= - .q.(L a) +.q.(L a) + q.(L a)

    Bv= q.(L a)

    Momen,

    Bagian AS,

    Mmaks= -1/8 q.(L a )

    2

    Bagian SBC,

    Mmin= RS.a -.q.a2 = .q.(L a).a + .q.a2

    Mmin= .q.L.a - .q.a2 + .q.a2 =.q.L.a

    Pada lapangan BC, Mmaks terjadi pada D=0. Misal D=0 terjadi pada

    jarak x m dari C, maka :

    Mmaks=Cv.x q.x. .x

    Dx=Cv q.x ? 0 = Cv q.x

    ).(2

    1).(.

    21

    aLq

    aLq

    q

    vCx ???

    ??

    Mmaks = .q.(L a). .q.(L a) - .q.{ .(L a)}2

    = .q.(L a)2 - ..q.(L a)2

    = 1/8 q.(L a)2

    Disyaratkan bahwa momen positif sama dengan momen negatif,

    maka diperoleh persamaan :

    1/8 q.(L a)2 = .q.L.a

    1/8 q.(L a)2 - .q.a + 1/8 a

    2 = .q.L.a ? dikalikan 8/q

    L2 2.L.a + a2 = 4.L.a

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    57/63

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    58/63

    50

    III. Lembar Latihan (Waktu 2 jam)

    1. Hitunglah kemudian gambar bidang D dan M dari konstruksi balok

    Gerber empat tumpuan dengan beban seperti pada gambar 45. Nilai

    hasil perhitungan benar 70, nilai gambar benar 30.

    H

    3m 1m2m

    q=1,5kN/m

    3kN 2kN

    q=1kN/m

    2m 2m 1m

    2kN

    3m

    AS1B

    S2

    3m

    EDF C IG

    Gambar 45

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    59/63

    51

    LEMBAR EVALUASI

    Waktu : 2 jam

    Hitung kemudian gambar bidang N, D, dan M, pada konstruksi miring yang

    dibebani seperti gambar 46 di bawah ini. Nilai hasil perhitungan 70 dan dan

    nilai gambar benar 30.

    0,5 m

    2 m10 m

    P = 10 kND

    C

    B

    A

    30o

    Q = 2 kN/m

    mendatar

    Gambar 46

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    60/63

    52

    KUNCI JAWABAN

    A. Kegiatan Belajar 1

    1. Av = 6,5 kN; Bv = 6,75 kN; MC = 9,375 kNm; MD = 10,125

    kNm

    2. Av = 30 kN; Bv = 40 kN; MC = 45 kNm; MD = 52,5 kNm; Mmax

    = 53,2 kNm

    3. Av = 9,6 kN; 14,4 kN; MC = 38,4 kNm; MD = 28,8 kNm; Mmax

    = 46,08 kNm

    B. Kegiatan Belajar 2

    1. Av = 4 kN; MA = -12 kNm; MC = - 4 kNm

    2. Av = Bv = 10 kN; MA = - 20 kNm; MB = -20 kNm

    3. Av = -1,25 kN; Bv = 10,25 kN; MB = -9 kNm; MA = 4 kNm

    C. Kegiatan Belajar 3

    1. Av =188,33 kN; Bv = 181,67 kN; MC = 474,99 kNm; MD =

    709,98 kNm; ME = 824,97 kNm; MF = 729,96 kNm; MG =

    365,01 kNm

    D. Kegiatan Belajar 4

    1. Av = 1,86 kN; Bv = 5,84 kN; Cv = 5,625 kN; Dv = 2,875 kN;

    ME = 3,75 kNm; MF = 3,44 kNm; MB = -1,5 kNm; MG = 2

    kNm; MH = -1 kNm; MC = -3 kNm; MI = 1,875 kNm; Mmax =

    2,755 kNm

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    61/63

    53

    E. Lembar Kunci Jawaban

    1. Av = 3,7 kN; Bv = 16,3 kN; Ah = 10 kN; MB = -5 kNm; MC= -5 kNm; Mmax = 22,5625 kNm; DA = 8,2 kN; NA = 6,81

    kN; DB = -9,1 kN; NB = 16,81 kN.

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    62/63

    54

    DAFTAR PUSTAKA

    Arief Darmail dan Ichwan, 1979, Ilmu Gaya Sipil I, Jakarta : Direktorat PMK,

    Depdikbud.

    ____________________, 1979, Ilmu Gaya Sipil 2, Jakarta : Direktorat PMK,

    Depdikbud.

    Bustam Husin, 1989, Mekanika Teknik Statis Tertentu, Jakarta : Asona.

    Departemen Pekerjaan Umum, Ditjen Cipta Karya, Direktorat Penyelidikan

    Masalah Bangunan, 1983, Peraturan

    Pembebanan Indonesia untuk Gedung,

    Bandung : Yayasan Lembaga Masalah Bangunan.

    Frick, Heinz, 1979, Mekanika Teknik, Statika dan Kegunaannya 1,

    Yogyakarta : Kanisius.

    ___________, 1979, Mekanika Teknik, Statika dan Kegunaannya 2,

    Yogyakarta : Kanisius.

    Gere dan Timoshenko (terjemahan Hans J. Wospakrik), 1987, Mekanika

    Bahan, Jakarta : Erlangga.

    Hofsteede J.G.C., Kramer P.J., dan Baslim Abas, 1982, Ilmu MekanikaTeknik A, Jakarta : PT. Pradnya Paramita.

    __________________________________________, 1982, Ilmu Mekanika

    Teknik C, Jakarta : PT. Pradnya Paramita.

    Nurludin A., 1964, Dasar-dasar Grafostatika, Jakarta : H. Stam

    Soetojo Tjolrodihardjo, 1998, Analisa Struktur, Yogyakarta : Biro Penerbit.

    Trefor, J.R., Lewis E.K., David, W.L., 1977, Introduction to Structural

    Mechanics, Great Britain : Hodder and Strougton

    Educational.

  • 8/9/2019 Menghitung Reaksi Gaya Pd Statika Bangunan

    63/63

    PETA MODUL BIDANG KEAHLIAN TEKNIK BANGUNANProgram Keahlian : Teknik Konstruksi Bangunan

    Tingkat I Tingkat II Tingkat III

    BAG-TGB.001.A BAG-TKB.004.A BAG-TKB.010.ABAG-TGB.001.A-01 BAG-TKB.004.A-85 BAG-TKB.010.A-105

    BAG-TKB.004.A-86

    BAG-TGB.001.A-02 BAG-TKB.004.A-87 BAG-TKB.010.A-106

    BAG-TKB.004.A-88

    BAG-TGB.001.A-03 BAG-TKB.004.A-89 BAG-TKB.010.A-107

    BAG-TGB.001.A-04 BAG-TKB.005.A BAG-TKB.010.A-108BAG-TGB.001.A-05 BAG-TKB.005.A-90

    BAG-TGB.001.A-06 BAG-TKB.011.ABAG-TGB.001.A-07 BAG-TKB.005.A-91 BAG-TKB.011.A-109

    BAG-TSP.001.A BAG-TKB.005.A-92 BAG-TKB.011.A-110BAG-TSP.001.A-32

    BAG-TKB.005.A-93 BAG-TKB.011.A-111BAG-TKB.001.ABAG-TKB.001.A-71 BAG-TKB.005.A-94 BAG-TKB.011.A-112

    BAG-TKB.001.A-72

    BAG-TKB.001.A-73 BAG-TKB.006.A BAG-TKB.011.A-113BAG-TKB.001.A-74 BAG-TKB.006.A-95

    BAG-TKB.001.A-75 BAG-TKB.011.A-114

    BAG-TKB.001.A-76 BAG-TKB.006.A-96

    BAG-TKB.011.A-115

    BAG-TKB.002.A BAG-TKB.007.ABAG-TKB.002.A-77 BAG-TKB.007.A-97 BAG-TKB.011.A-116

    BAG-TKB.007.A-98

    BAG-TKB.002.A-78 BAG-TKB.007.A-99 BAG-TKB.011.A-117BAG-TKB.007.A-100

    BAG-TKB.002.A-79 BAG-TKB.012.ABAG-TKB.008.A BAG-TKB.012.A-118

    BAG-TKB.002.A-80 BAG-TKB.008.A-101

    BAG-TKB.012.A-119

    BAG-TKB.002.A-81 BAG-TKB.008.A-102

    BAG-TKB.012.A-120

    BAG-TKB.003.A BAG-TKB.009.ABAG-TKB.003.A-82 BAG-TKB.009.A-103 BAG-TKB.013.A

    BAG-TKB.013.A-121

    BAG-TKB.003.A-83 BAG-TKB.009.A-104

    BAG-TKB.013.A-122

    BAG-TKB.003.A-84BAG-TKB.013.A-123

    BAG-TKB.013.A-124

    BAG-TKB.014.ABAG-TKB.014.A-125

    BAG TKB 014 A 126

    Keterangan :BAG : Bidang Keahlian Teknik Bangunan

    TGB : Program Keahlian Teknik GambarBangunan

    TSP : Program Teknik Survai dan Pemetaan

    TKB : Program Keahlian Teknik Konstruksi