Metode Perhitungan Rangka Batang

Screenshot_2016-06-15-04-00-02-1
Konstruksi Rangka Batang

Rangka batang merupakan rangkaian dari beberapa elemen batang yang membentuk satu atau lebih segitiga batang. Bentuk segitiga batang dipilih karena dianggap bahwa segitiga batang ini dapat membentuk rangkaian yang kokoh atau statis dibandingkan dengan dengan rangkaian batang bentuk segi empat atau poligon.

Pada konstruksi yang berupa rangka batang seperti jembatan atau kuda-kuda pada bangunan gedung, kita akan dihadapkan pada pemilihan bahan atau material yang akan digunakan. Lazim kita lihat bahwa material batang baja dan balok kayu sering digunakan pada konstruksi jembatan maupun kuda-kuda tersebut, walaupun dewasa ini sudah ada inovasi baru terkait bahan alternatif selain kayu dan baja. Besar dimensi batang (kayu/baja) pada rangka batang akan tergantung;
– Besar gaya yang terdistribusi pada batang akibat beban luar ataupun beban sendiri batang tersebut.
– Jenis gaya yang bekerja pada batang (tarik atau tekan)
– Uji tegangan untuk batang tekan atau uji regangan untuk batang tarik.

Menghitung gaya rangka batang dapat dilakukan dengan beberapa metode yakni metode analitis maupun metode grafik. Metode analitis sendiri terdiri dari beberapa metode:
– Metode keseimbangan titik simpul
– Metode Ritter (Methode of section)
– Metode Elemen Hingga atau metode matriks
Sedangkan metode grafis disebut juga dengan metode Cremona.

Metode keseimbangan titik simpul merupakan metode yang digunakan untuk mencari gaya batang dengan merujuk pada hukum statika bahwa gaya-gaya yang bekerja pada suatu titik simpul dalam keadaan seimbang. Dikatakan dalam keadaan seimbang manakala hasil penjumlahan gaya hasilnya sama dengan nol (∑Fx=0 dan ∑Fy=0).

Metode Ritter atau biasa juga disebut dengan metode potongan (methode of section) adalah metode yang dikenalkan oleh James A Ritter, seorang professor teknik berkebangsaan Jerman. Dalam metode ini gambar rangka batang dibuat dalam bentuk potongan-potongan melintang. Berbeda dengan metode titik simpul, metode ritter merujuk pada hukum statika yaitu bahwa jumlah momen yang terjadi akibat gaya yang bekerja dalam keadaan seimbang (€M=0).

Screenshot_2016-06-15-03-59-36-1
Metode Ritter

Sedangkan metode elemen hingga (finite element method) merupakan suatu metode numerik yang digunakan untuk menghitung gaya dalam pada suatu struktur. Keuntungan dari metode elemen hingga adalah bahwa apa yang tidak dapat diselesaikan dengan penyelesaian analitis dapat dipecahkan dengan metode ini, sebagai contoh konstruksi yang mempunyai geometris yang kompleks dan beban yang kompleks, (I. Katili, 2008).
Konsep dasar metode elemen hingga adalah prinsip deskritisasi yaitu membagi suatu benda menjadi
elemen-elemen yang berukuran lebih kecil supaya lebih mudah pengelolaannya. (William Weaver dan Paul R. Johnston, 1989). Salah satu jenis struktur dalam elemen hingga adalah struktur rangka bidang yang memiliki 2 buah dof (degree of freedoom) di setiap elemennya yaitu d1 dan d2. Dalam penyelesaiannya, metode elemen hingga menggunakan prinsip matriks kekakuan baik terhadap sumbu lokal maupun sumbu global.

Penggunaan masing-masing metode dapat dilihat pada contoh soal pada posting berikutnya. 🙂

Sekian…
Kolaka, 15 Juni 2016 (03.00 wita. dini hari)

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.