Noviyanthy H. MT. Statika dan Mekanika Bahan 1 111 BAB VI Portal Struktur portal yaitu struktur balok yang mempunyai kaki-kaki (Wesli, 2012). Pada portal yang terdiri dari balok dan tiang yang dibebani muatan diatasnya akan timbul lenturan pada balok saja, dan akan meneruskan gaya-gaya tersebut ke tiang berupa gaya normal. Balok yang demikian disebut balok sederhana. Adapun gaya yang bekerja pada tiang pada umumnya berupa gaya horisontal, tidak berpengaruh pada balok (Mulyati). Struktur portal dengan kondisi seperti ini dapat diselesaikan dengan prinsip struktur statis tertentu dalam artian hukum kesetimbangan (ΣM = 0, ΣV = 0, dan ΣH = 0) dapat digunakan. Bentuk portal yang umumnya dipelajari berupa portal segi empat, segi banyak atau lengkungan, yang dapat dilihat pada Gambar 6.1 berikut. Pada bab ini hanya akan dibahas struktur portal segi empat. Gambar 6.1 Struktur Portal (Mulyati) a) Struktur balok dan tiang b) Portal kaku c) Portal biasa d) Portal segi banyak c) Portal lengkung
31
Embed
a) Struktur balok dan tiang b) Portal kaku c) Portal biasa ...€¦ · Statika dan Mekanika Bahan 1 BAB VI Portal Struktur portal yaitu struktur balok yang mempunyai kaki-kaki (Wesli,
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Noviyanthy H. MT.
Statika dan Mekanika Bahan 1 111
BAB VI
Portal
Struktur portal yaitu struktur balok yang mempunyai kaki-kaki (Wesli,
2012). Pada portal yang terdiri dari balok dan tiang yang dibebani muatan
diatasnya akan timbul lenturan pada balok saja, dan akan meneruskan gaya-gaya
tersebut ke tiang berupa gaya normal. Balok yang demikian disebut balok
sederhana. Adapun gaya yang bekerja pada tiang pada umumnya berupa gaya
horisontal, tidak berpengaruh pada balok (Mulyati). Struktur portal dengan
kondisi seperti ini dapat diselesaikan dengan prinsip struktur statis tertentu dalam
artian hukum kesetimbangan (ΣM = 0, ΣV = 0, dan ΣH = 0) dapat digunakan.
Bentuk portal yang umumnya dipelajari berupa portal segi empat, segi banyak
atau lengkungan, yang dapat dilihat pada Gambar 6.1 berikut. Pada bab ini hanya
akan dibahas struktur portal segi empat.
Gambar 6.1 Struktur Portal (Mulyati)
a) Struktur balok dan tiang b) Portal kaku
c) Portal biasa d) Portal segi banyak
c) Portal lengkung
Noviyanthy H. MT.
Statika dan Mekanika Bahan 1 112
Berikut ini beberapa contoh soal dan penyelesaian untuk struktur portal.
Contoh Soal 1
Penyelesaian :
1. Reaksi Perletakan
ΣMB = 0
VA . 4 + P . L – q . L (½ . L) = 0
VA . 4 + 5 . 2,5 – 2 . 4 (½ . 4) = 0
VA = 0,875 ton ( )
ΣMA = 0
-VB . 4 + P . L + q . L (½. L) = 0
-VB . 4 + 5 . 2,5 + 2 . 4 (½. 4) = 0
VB = 7,125 ton ( )
ΣV = 0
VA + VB = q . L
0,875 + 7,125 = 2 . 4
8,0 ton = 8,0 ton (Oke!!!)
P = 5 ton1 m
2,5 m
4 m
q = 2 t/m
A B
D
C
E
Noviyanthy H. MT.
Statika dan Mekanika Bahan 1 113
ΣH = 0
HA + P = 0
HA = - P = - 5,0 ton ( )
= 5,0 ton ( )
2. Perhitungan Gaya-gaya Dalam
a) Bentang A – C ( 0 ≤ x ≤ 2,5 meter )
ΣMx = 0
HA . x – Mx = 0
Mx = 5x
x = 0 ; MA = 0 tm
x = 2,5 ; MC = 12,5 tm
ΣV = 0
- VA – Nx = 0
Nx = - 0,875
x = 0 ; NA = - 0,875 ton
x = 2,5 ; NC = - 0,875 ton
X
HA
VA
LX
NX
MX
Noviyanthy H. MT.
Statika dan Mekanika Bahan 1 114
ΣH = 0
HA – Lx = 0
Lx = 5
x = 0 ; LA = 5,0 ton
x = 2,5 ; LC = 5,0 ton
b) Bentang C – D ( 0 ≤ x ≤ 1,0 meter )
ΣMx = 0
HA . (2,5 + x) – P . x – Mx = 0
Mx = 5 (2,5 + x) – 5x
= 12,5 + 5x – 5x
x = 0 ; MC = 12,5 tm
x = 1 ; MD = 12,5 tm
ΣV = 0
- VA – Nx = 0
Nx = - 0,875
x = 0 ; NC = - 0,875 ton
x = 1 ; ND = - 0,875 ton
2,5 m
HA
VA
P = 5 tonX
LX
NX
MX
Noviyanthy H. MT.
Statika dan Mekanika Bahan 1 115
ΣH = 0
HA – P – Lx = 0
Lx = 5 – 5
= 0
x = 0 ; LC = 0 ton
x = 1 ; LD = 0 ton
c) Bentang D – E ( 0 ≤ x ≤ 4,0 meter )
ΣMx = 0
VA . x + HA . 3,5 – P . 1 – q . x (½ . x) – Mx = 0
Mx = 0,875 . x + 5 . 3,5 – 5 . 1 – 2 . x (½ . x)
= 12,5 + 0,875x – x2
x = 0 ; MD = 12,5 tm
x = 4 ; ME = 0 tm
ΣV = 0
VA – q . x – Lx = 0
Lx = 0,875 – 2x
x = 0 ; LD = 0,875 ton
x = 4 ; LE = - 7,125 ton
2,5 m
HA
VA
P = 5 ton
q = 2 t/m
Lx
Nx
Mx
X
1 m
Noviyanthy H. MT.
Statika dan Mekanika Bahan 1 116
ΣH = 0
- HA + P – Nx = 0
Nx = 5 – 5
= 0
x = 0 ; ND = 0 ton
x = 4 ; NE = 0 ton
terjadi Mmaks pada jarak Lx = 0
0,875 – 2x = 0 x = 0,438 meter
M maks = 12,5 + 0,875x – x2
= 12,5 + 0,875 (0,438) – (0,438)2
= 12,691 tm
d) Bentang E – B ( 0 ≤ x ≤ 3,5 meter )
ΣMx = 0
Mx = 0
x = 0 ; ME = 0 tm
x = 3,5 ; MB = 0 tm
X
VB
LX
NX
MX
Noviyanthy H. MT.
Statika dan Mekanika Bahan 1 117
ΣV = 0
- VB – Nx = 0
Nx = - 7,125
x = 0 ; NE = - 7,125 ton
x = 3,5 ; NB = - 7,125 ton
ΣH = 0
Lx = 0
x = 0 ; LE = 0 ton
x = 3,5 ; LB = 0 ton
Noviyanthy H. MT.
Statika dan Mekanika Bahan 1 118
3. Gambar bidang Momen, Lintang dan Normal
P = 5 ton1 m
2,5 m
4 m
q = 2 t/m
A B
HA
VA
VB
0 tm 0 tm12,5 tm
12,5 tm
0 tm 0 tm
+
+
+
0 t 0 t
5 t
7,125 t
0,875 t
+
-
+
0 t 0 t
0 t 0 t
7,125 t0,875 t
0 t 0 t
- -
MOMEN
LINTANG
NORMAL
12,5 tm12,691 tm
D
C
E
Noviyanthy H. MT.
Statika dan Mekanika Bahan 1 119
Contoh Soal 2
Penyelesaian :
1. Reaksi Perletakan
ΣMB = 0
VA . 4 + q . L (½ . L) – P . L = 0
VA . 4 + 2 . 4 (½ . 4) – 2 . 2 = 0
VA = - 3,0 ton ( )
= 3,0 ton ( )
ΣMA = 0
-VB . 4 + P . L + q . L (½. L) = 0
-VB . 4 + 2 . 2 + 2 . 4 (½. 4) = 0
VB = 5,0 ton ( )
ΣV = 0
VA + VB = P
- 3,0 + 5,0 = 2
2,0 ton = 2,0 ton (Oke!!!)
4 m
2 m2 m
P = 2 ton
q = 2 t/m
A B
C ED
Noviyanthy H. MT.
Statika dan Mekanika Bahan 1 120
ΣH = 0
q . L + HA = 0
HA = - 2 . 4
= - 8,0 ton ( )
= 8,0 ton ( )
2. Perhitungan Gaya-gaya Dalam
a) Bentang A – C ( 0 ≤ x ≤ 4,0 meter )
ΣMx = 0
HA . x – q. x (½ x) – Mx = 0
Mx = 8 . x – 2 . x (½ x)
= 8x – x2
x = 0 ; MA = 0 tm
x = 4 ; MC = 16,0 tm
ΣV = 0
VA – Nx = 0
Nx = 3
x = 0 ; NA = 3,0 ton
x = 4 ; NC = 3,0 ton
X q = 2 t/m
LX
NX
MX
VA
Noviyanthy H. MT.
Statika dan Mekanika Bahan 1 121
ΣH = 0
HA – q . x – Lx = 0
Lx = 8 – 2x
x = 0 ; LA = 8,0 ton
x = 4 ; LC = 0 ton
b) Bentang C – D ( 0 ≤ x ≤ 1,0 meter )
ΣMx = 0
-VA . x + HA . 4 – q . 4 (½ . 4) – Mx = 0
Mx = - 3 . x + 8 . 4 – 2 . 4 (½ . 4)
= - 3x + 16
x = 0 ; MC = 16,0 tm
x = 2 ; MD = 10,0 tm
ΣV = 0
- VA – Lx = 0
Lx = - 3
x = 0 ; LC = - 3,0 ton
x = 2 ; LD = - 3,0 ton
4 m q = 2 t/m
C
VA
Lx
Nx
Mx
X
Noviyanthy H. MT.
Statika dan Mekanika Bahan 1 122
ΣH = 0
- HA + q . 4 – Nx = 0
Nx = - 8 + 2. 4
= 0
x = 0 ; NC = 0 ton
x = 2 ; ND = 0 ton
c) Bentang D – E ( 0 ≤ x ≤ 2,0 meter )
ΣMx = 0
- VA . (2 + x) + HA . 4 – P . x – q . 4 (½ . 4) – Mx = 0
Mx = - 3 (2 + x) + 8 . 4 – 2 . x – 2 . 4 (½ . 4)
= - 5x + 10
x = 0 ; MD = 10,0 tm
x = 2 ; ME = 0 tm
ΣV = 0
- VA – P – Lx = 0
Lx = - 3 – 2
= - 5
x = 0 ; LD = - 5,0 ton
x = 2 ; LE = - 5,0 ton
4 m
P = 2 ton
q = 2 t/m
C D
VA
Lx
Nx
Mx
X2 m
Noviyanthy H. MT.
Statika dan Mekanika Bahan 1 123
ΣH = 0
- HA + q . x – Nx = 0
Nx = - 8 + 2 . 4
= 0
x = 0 ; ND = 0 ton
x = 2 ; NE = 0 ton
d) Bentang E – B ( 0 ≤ x ≤ 4,0 meter )
ΣMx = 0
Mx = 0
x = 0 ; ME = 0 tm
x = 4 ; MB = 0 tm
ΣV = 0
- VB – Nx = 0
Nx = - 5
x = 0 ; NE = - 5,0 ton
x = 4 ; NB = - 5,0 ton
ΣH = 0
Lx = 0
x = 0 ; LE = 0 ton
x = 4 ; LB = 0 ton
X
VB
LX
NX
MX
Noviyanthy H. MT.
Statika dan Mekanika Bahan 1 124
3. Gambar bidang Momen, Lintang dan Normal
4 m
2 m2 m
P = 2 ton
q = 2 t/m
VA
VB
0 tm 0 tm16 tm
16 tm
10 tm
0 tm 0 tm
0 t 0 t8 t
0 t 0 t
5 t
3 t
3 t
+
+
+
+
-
0 t
0 t
5 t-
0 t
0 t
A B
C ED
MOMEN
LINTANG
NORMAL
Noviyanthy H. MT.
Statika dan Mekanika Bahan 1 125
Contoh Soal 3
Penyelesaian :
1. Reaksi Perletakan
ΣMB = 0
VA . 4 + P1. L – P2 . L – P3 . L = 0
VA . 4 + 2 . 3 – 2 . 3 – 3 . 1 = 0
VA = 0,75 ton ( )
ΣMA = 0
-VB . 4 + P3 . L + P2 . L + P1 . L = 0
-VB . 4 + 3 . 3 + 2 . 1+ 2 . 3 = 0
VB = 4,25 ton ( )
ΣV = 0
VA + VB = P2 + P3
0,75 + 4,25 = 2 + 3
5,0 ton = 5,0 ton (Oke!!!)
P1 = 2 ton1 m
3 m
P2 = 2 ton P3 = 3 ton
2 m1 m 1 m
A B
D GE F
C
Noviyanthy H. MT.
Statika dan Mekanika Bahan 1 126
ΣH = 0
P1 + HA = 0
HA = - 2
= - 2,0 ton ( )
= 2,0 ton ( )
2. Perhitungan Gaya-gaya Dalam
a) Bentang A – C ( 0 ≤ x ≤ 3,0 meter )
ΣMx = 0
HA . x – Mx = 0
Mx = 2 . x
x = 0 ; MA = 0 tm
x = 3 ; MC = 6,0 tm
ΣV = 0
- VA – Nx = 0
Nx = - 0,75
x = 0 ; NA = - 0,75 ton
x = 3 ; NC = - 0,75 ton
X
HA
VA
LX
NX
MX
Noviyanthy H. MT.
Statika dan Mekanika Bahan 1 127
ΣH = 0
HA – Lx = 0
Lx = 2
x = 0 ; LA = 2,0 ton
x = 3 ; LC = 2,0 ton
b) Bentang C – D ( 0 ≤ x ≤ 1,0 meter )
ΣMx = 0
HA (3 + x) – P1 . x – Mx = 0
Mx = 2 (3 + x) – 2 . x
= 6 + 2x – 2x
x = 0 ; MC = 6,0 tm
x = 1 ; MD = 6,0 tm
ΣV = 0
- VA – Nx = 0
Nx = - 0,75
x = 0 ; NC = - 0,75 ton
x = 1 ; ND = - 0,75 ton
3 m
HA
VA
P = 5 tonX
LX
NX
MX
Noviyanthy H. MT.
Statika dan Mekanika Bahan 1 128
ΣH = 0
HA – P1 – Lx = 0
Lx = 2 – 2
= 0
x = 0 ; LC = 0 ton
x = 1 ; LD = 0 ton
c) Bentang D – E ( 0 ≤ x ≤ 1,0 meter )
ΣMx = 0
VA . x + HA . 4 – P1 . 1 – Mx = 0
Mx = 0,75 . x + 2 . 4 – 2 . 1
= 6 + 0,75 x
x = 0 ; MD = 6 tm
x = 1 ; ME = 6,75 tm
ΣV = 0
VA – Lx = 0
Lx = 0,75
x = 0 ; LD = 0,75 ton
x = 1 ; LE = 0,75 ton
P1 = 2 ton1 m
3 m
X
VA
Lx
Nx
Mx
Noviyanthy H. MT.
Statika dan Mekanika Bahan 1 129
ΣH = 0
- HA + P1 – Nx = 0
Nx = - 2 + 2
= 0
x = 0 ; ND = 0 ton
x = 1 ; NE = 0 ton
d) Bentang E – F ( 0 ≤ x ≤ 2,0 meter )
ΣMx = 0
VA . (1 + x) + HA . 4 – P1 . 1 – P2 . x – Mx = 0
Mx = 0,75 (1 + x) + 2 . 4 – 2 . 1 – 2 . x
= 6,75 – 1,25 x
x = 0 ; ME = 6,75 tm
x = 2 ; MF = 4,25 tm
ΣV = 0
VA – P2 – Lx = 0
Lx = 0,75 – 2
= - 1,25
x = 0 ; LE = - 1,25 ton
x = 2 ; LF = - 1,25 ton
P1 = 2 ton1 m
3 m
2
X1 m
VA
Lx
Nx
Mx
Noviyanthy H. MT.
Statika dan Mekanika Bahan 1 130
ΣH = 0
- HA + P1 – Nx = 0
Nx = - 2 + 2
= 0
x = 0 ; NE = 0 ton
x = 2 ; NF = 0 ton
e) Bentang F – G ( 0 ≤ x ≤ 1,0 meter )
ΣMx = 0
VA . (3 + x) + HA . 4 – P1 . 1 – P2 (2 + x) – P3 . x – Mx = 0