70
BAHAN AJAR MEKANIKA REKAYASA 3 PROGRAM D3 TEKNIK SIPIL 2011 BOEDI WIBOWO

Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

 

 

BAHAN AJAR MEKANIKA REKAYASA  3 PROGRAM D3 TEKNIK SIPIL    

2011 

BOEDI WIBOWO

  

Page 2: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

 

 

KATA PENGANTAR 

 Dengan mengucap syukur kepada Allah SWT , karena dengan rachmat NYA kami bisa menyelesaikan  

 BAHAN AJAR MEKANIKA REKAYASA 3 . 

Bahan ajar  ini diharapkan dapat membantu proses belajar mengajar di Program Diploma 3 Teknik Sipil , selain diktat yang sudah ada . 

Mata kuliah Mekanika Rekayasa  ini merupakan ilmu dasar keahlian yang harus dipahami mahasiswa Teknik Sipil , dimana pada bahan ajar ini diberikan cara perhitungan statika untuk Konstruksi Statis Tertentu . 

Oleh karena itu mahasiswa harus memahami secara benar , sehingga diperlukan membuat sajian materi dalam bentuk bahan ajar  . 

Bahan  ajar  ini dibuat dalam bentuk yang lebih rinci lengkap dengan contoh soal dan penjelasannya . 

  

 

 

Page 3: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

 

MATERI 

 

   .PENGERTIAN DEFORMASI 

  . PERHITUNGAN DEFORMASI BALOK DAN  

     PORTAL DENGAN CARA UNIT LOAD. 

   . PERHITUNGAN PENURUNAN TITIK SIMPUL 

     PADA KONSTRUKSI RANGKA BATANG . 

   . PERHITUNGAN STATIKA DENGAN CARA 

     CONSISTENT DEFORMATION . 

   . PERHITUNGAN STATIKA DENGAN CARA 

      CROSS. 

  

  

 

 

 

Page 4: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

 

DEFORMASI    

 

DEFORMASI ( PERUBAHAN BENTUK ) 

 

 

DEFLEKSI ( PENURUNAN / PERGESERAN )                                ROTASI ( PERPUTARAN SUDUT )                            

 

             ∆ , δ                                                                                θ , � 

 

  q t/m 

 

      A                    θA                       B    ∆VB         θC                             C 

 

 

 

  P 

  A                                                                                                B 

 

                          ∆VA                      ΘA 

 

 

 

 

 

Page 5: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

 

CARA UNIT LOAD 

 

 

∆ , θ  =   

 

M = PERSAMAAN MOMEN AKIBAT  BEBAN LUAR . 

m = PERSAMAAN MOMEN AKIBAT BEBAN UNIT . 

 

 

            APABILA DITANYAKAN  :  

* ∆V , BEBAN UNIT  P= 1 VERTIKAL .  arah beban unit terserah , hanya  

* ∆H , BEBAN UNIT P = 1 HORISONTAL .  kalau hasil ∆ maupun θ negatif 

* θ    , BEBAN UNIT  M =1   maka arah deformasi diatas  

  kebalikan dari arah beban unit . 

 

 

ARAH MOMEN UNTUK PERSAMAAN DISEPAKATI SEPERTI GAMBAR DIBAWAH INI . 

 

 

 

 

 

Page 6: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

 

CONTOH SOAL . 

 

  4T                                                                                                    HITUNG BESAR PENURUNAN DI 

                                                                                                     TITIK B DARI KONSTRUKSI DAN 

A    EI               B                       2 EI                                          C     BEBAN SEPERTI DISAMPING. 

        2 m                                   8 m   

                                                                                                                     

       

A                      B  C 

                                                                                                                                   

  C 

A    

                       B 

AB        0 < X < 2    EI         M = ‐  4X                 m = 0 

  A    4T                             A 

   

BC        0 < X < 8    2 EI        M = ‐4 ( 2 + X )        m = ‐ 1X 

                                  4T      2m            X     1        X 

  B  B 

 

                  ∆ =   

∆VB =   

 

 =  )  =  938,6667 / 2 EI           ( hasil positif , arah sama dengan beban unit )   

4T 

VB=1

   0 

   8 

Page 7: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

 

                 1 t/m                                                                     2T       CARI BESAR PENURUNAN DI C 

                                                                                                   

   A         8m                B       4m              C         2m          D       

 

 1 t/m                                                                          2T           CARI PERSAMAAN M 

 

       A                              B                       C                            D 

 

                                                                                                                   CARI PERSAMAAN m 

 

       A                             B                           VC =1                 D 

 

DC      0<X<2            EI                    M = + 2X                                    m = 0 

         2T   

                                                                       D  D 

 

 

CB      0<X<4            EI                    M= +2 ( 2+ X )                       m = ‐ 1X 

                                                            X     C    2m  X 

    P =1 

 

 

BA      0<X<8           2EI                  M= +2 (6+X )+ 1X.1/2.X          m = ‐1 ( 4+ X ) 

 

                           X             4m          2m       2T                              X        4m 

                                                ½ x  B              C               D                                             B              C                    

2EI  EI  EI

Page 8: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

 

 

∆ VC =   

∆ VC =  ) dx   

 

∆ VC =   

 

∆ VC =   

∆ VC =    

 

             ( karena hasil negative arah berlawanan dengan arah 

                                                       beban unit ) 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0  0 

4  8 

Page 9: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

 

 

A                   B                   C                                                               D  HITUNG BESAR ΔVC DAN ѲC 

EI                                                     2 EI                    

       2m            4m                                    10 m 

 

  4T                                                                                            

                                                                                                                 gambar bisa  dipakai utk M 

  B                      C                                                                 D 

∑ MD = 0      VA.16 – 4. 14 = 0      VB = 3,5 T   VD = 0,5 T 

            

                                          VC = 1          

                                                                                                                            gambar  dipakai  utk   m ΔVC 

           B                              C                                               D 

                                                                                                            

∑ MD = 0      VA . 16 – 1. 10 = 0      VB = 0,625      VD = 0,375 

 

                                           M = 1          

                                                                                                                            gambAR  dipakai  utk   m ѲC 

           B                              C                                               D 

                                                                                                            

∑ MD = 0      VA . 16 + 1  = 0      VB = ‐ 0,0625      VD = 0,0625 

 

AB    0<X<2      EI                 M = +3,5 X            mΔVc  = + 0,625 X          mѲc = ‐ 0,0625 X 

  X                                              X                                                          X   

 

  3,5                                          0,625                                         0,0625 

4 T 

3,5 T 0,5 T

0,3750,625 

0,06250,0625 

Page 10: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

10 

 

BC    0<X<4     EI              M = + 3,5( 2+ X ) – 4X       mΔVc = +0,625( 2+X )     mѲc = ‐0,0625(2+X) 

 

 

  A   2m   B   X m                                    A   2m B   X m                              A  2m B   Xm 

 

3,5                                                    0,625                                             0,0625 

 

 

 

DC   0<X<10    2EI               M = ‐ 0,5 X                mΔVc = ‐ 0,375 X       mѲc = ‐0,0625X 

 

 

                            D                                              D                                                     D    

  0,5                                               0,375                                                  0,0625 

 

 

∆Vc =     

           +   

      =   

 

      =    

 

     =  = 

  ∆Vc =       

0  0 

0

4  10 

Page 11: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

11 

 

   

 

 

 

                  

 

 

 

 

 

Θc = 1,06062/EI       

 

 

 

 

 

 

0  0 0 

2  4 10 

Page 12: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

12 

 

 

                       q = 1 t/m     

   A                                        B           3T     EI KONSTANT 

                                                                    HITUNG BESAR PENURUNAN DI TITIK A      

                                                    5 m 

 

       C 

      3m 

     q = 1t/m 

        A                                        B           3T                        A                                           B 

                                                                                      P = 1 

 

  Cari  M                                                                         Cari  m  

 

                                          C                                                                                          C 

 

AB   0<X<3    EI           M  = ‐ 1 X. 1/2 X                                 m =  + 1 X 

 

  Q = 1X  P=1 

 

 

BC    0<X<5    EI           M =  ‐ 3.1,5 + 3X = ‐ 4,5 + 3X            m = + 1.3 = + 3 

 

Page 13: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

13 

 

                                3T                         3T  P=1 

   1,5 m      X  3m               X 

 

 

 

 

∆ VA =   

 

  +  =        +     =    

  

                            

    +      =  ‐    

 

Δ VA  =  34 , 875 / EI    

 

 

 

 

 

 

 

 

0

3

  0 

Page 14: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

14 

 

 

 

 

   2T                                                                                              1 T 

                                      1t/m  HITUNG  BESAR  ΔVD 

B     2EI       C                    2EI                           D             2EI           E     

  EI 

                     4m 

   

        1m     A                          6m                                          2m 

   2T                                                                                              1 T 

                                      1t/m 

B     2EI       C                    2EI                           D             2EI           E     

  EI                           gambar ini untuk mencari  persamaan M 

                     4m 

   

        1m     A                          6m                                          2m 

                                                                                                 

 

                                       

B     2EI       C                    2EI                           D             2EI           E     

  EI                     VD = 1 

                     4m                           gambar ini untuk mencari  persamaan m 

   

        1m     A                          6m                                          2m 

Page 15: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

15 

 

 

 

 

 

BATANG  ED     0<X<2     2EI          M = +1X.1/2X  + 1X                                  m =0 

 

  X m         P=1  X m 

       Q= 1X 

 

 

BATANG  DC     0<X<6     2EI          M = +1(2+X) + 1/2( 2+X )2                        

                                                                = + 4 + 3X + 1/2 X2                                  m = ‐1X 

 

 

                                              X m        q = 1t/m  1T  X m 

  D    2m        E                                             D          2m        E 

                                                       Q = 1( 2 + X )  P =1 

 

 

 

BATANG  BC     0<X<1      2EI         M= ‐2X‐1/2 .1.X2                                                              m = 0 

 

 

  2T  X m  X m 

       B     Q  B 

Page 16: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

16 

 

 

 

 

BATANG   CA    0<X<4      EI           M = 1.8 + 1.8.4 ‐2.1 ‐1.1.0,5 = 37,5         m = ‐1.6 = ‐6 

 

 

   2T                                                                                              1 T 

                                      1t/m 

B     2EI       C                    2EI                           D             2EI           E     

    Q = 2T  EI       X m                          Q = 8 T 

                       M  

    Mata melihat keatas 

        1m     A                          6m                                          2m 

 

 

B     2EI       C                    2EI                           D             2EI           E     

  EI  X m                     VD = 1 

                                                 m  

  Mata melihat keatas  

 

 

 

∆ VD =      

          =     

  0    0

   4  6

Page 17: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

17 

 

    =        

 

HITUNG  BESAR  Δ Hc 

         4T              EI KONSTANT 

 A                                                                       1,8 m        1,8 m                   c 

 

                                                4 m                                  2, 4 m              C                                2,4m 

  c =  m 

  X  4T 

A                                                                                  B 

  1,8 = 0,6X           X=3 

  X 

gambar ini untuk mencari   persamaan  M  C                                2,4=0,8X 

  X 

       A                                                                              B 

 

  X     0,6 X 

  gambar ini untuk mencari  persamaan  m                              C                  P = 1 

 

MENCARI ∆ HC 

CB   0<X<3         EI         M = 0                           m =  + 1.0,6.X 

 

  0,6X 

    P = 1 

Page 18: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

18 

 

 

BA  0<X<4          EI         M= + 4X                       m = + 1.1,8 = +1,8      

  4T 

                           X                                                                               X 

       3 m 

 

  P=1 

 

 

 

 

 

 

            =     

 

 

 

 

 

 

 

 

  0

  4

Page 19: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

19 

 

PENURUNAN TITIK SIMPUL PADA KONSTRUKSI RANGKA BATANG . 

 

 

METHODE  α  KOEFISIEN . 

 

 

 

 

α = GAYA BATANG AKIBAT BEBAN UNIT YANG DIBEBANKAN PADA TITIK 

       SIMPUL YANG DITANYAKAN PENURUNANNYA . 

 

P  = S  = GAYA BATANG AKIBAT BEBAN LUAR YANG BEKERJA . 

 

L = PANJANG  BATANG.  

 

E = MODULUS  ELASTISITAS  BAHAN . 

 

A = LUAS  PENAMPANG  DARI BATANG. 

 

 

 

 

Page 20: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

20 

 

 

HITUNG  PENURUNAN PADA TITIK G 

                                                                   

                                                                              BEBAN PADA BATANG FG  ADALAH   q = 1 t/m 

                                                                                BEBAN HARUS DITEMPATKAN PADA  

  TITIK  SIMPUL 

  E = 2.106 KG/ CM2 

  A = 10 CM2 

 

                                                                                        KARENA BEBAN DAN KONSTRUKSI   

                                                                                      SIMETRIS MAKA VA = VB = 1,5 T  

 

                               

   

 

 

MENCARI   S 

TITIK  A 

   = 0   1,5 + S AC = 0       S AC = ‐ 1,5 T 

  HASIL  S AC NEGATIF, ARTINYA ARAH PEMISALAN 

  SALAH , ARTINYA  S AC  BUKAN BATANG TARIK           

    TETAPI BATANG TEKAN.       S AC = 1,5 T ( TEKAN ) 

   = 0        S AF = 0 

 

TITIK C 

A  B

C  D  E 

F  G 

4 M 

3 M  3 M3 M 

1,5 T  1,5

C  D E

B

F  G

S AC

S AF 

1,5 T 

1,5 T 

S CD 

S CF  SIN αS CF   

  A  

Page 21: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

21 

 

                                                                          HASIL S AC ADALAH 1,5 T TEKAN , MAKA 

                                                                                   PADA TITIK SIMPUL C  ARAH  S AC MENEKAN 

             TITIK C 

 

   = 0    1,5 ‐ S CF SIN α = 0            S CF =  1,5 / SIN α =  1,875 T 

         S CF = 1, 875 T ( TARIK ) 

= 0     + S CD + S CF COS α =0      SCD = ‐ 1,875 . 0,6 = ‐ 1,125 T     SCD = 1,125 T ( TEKAN ) 

 

      PAKAI  CARA  RITTER . 

 

        MENCARI  S DE  DAN  S EF ,DIPOTONG BATANG  S DE, S EF , S FG 

CENTRUM KEKUATAN BATANG  DE ADALAH TITIK  F 

 = 0 ( LIHAT KANAN POT ) 

‐ S DE . 4 – 1,5 .6  + 1, 5 . 3 = 0 

S DE = ‐ 1, 125 T 

S DE = 1, 125 T  ( TEKAN ) 

 

 

BATANG S EF  ADALAH BATANG YANG TIDAK MEMPUNYAI CENTRUM KEKUATAN BATANG , KARENA  BATANG  S DE DAN  BATANG  S FG  TIDAK AKAN MUNGKIN BERPOTONGAN . 

= 0             + 1, 5 – 1, 5 – S EF SIN α = 0         

                                                    S EF = 0 

 

∑ V =0      S DF = 0  S DF 

   

 S CF  COS α  C  

F

6 M

1,5 T

S DE

1,5 T

S EF SIN αS EF

Page 22: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

22 

 

  UNTUK MENCARI BATANG S GF , S GE DAN  S EB, DIPOTONG KETIGA BATANG    TERSEBUT .  LIHAT KANAN POTONGAN . 

 

  SIN α =   a / 3     a = 3 SIN α 

  a = 3 . 4 / 5 = 12 / 5  M 

 

 

 

 

MENGHITUNG  S GF          = 0       + S GF . 4 – 1, 5 . 3 = 0 

                                                                     S GF = 1, 125 T ( TARIK ) 

 

MENGHITUNG  SEB          = 0         ‐ S EB . 12/5 – 1,5 . 3 = 0 

           S EB = ‐ 1, 875 T         S EB = 1, 875 ( TEKAN ) 

 

MENGHITUNG  S GE  = 0          + S GE . 3 – 1, 5 . 3 = 0 

  S GE  = 1,5 T ( TARIK ) 

 

TITIK B 

              SEB COSα  ∑ H = 0     ‐ SBG + SEB COS α = 0 

                       SBG                                        SBG = + 1,875 . 0,8 = 1,5 T ( TARIK ) 

 

 

 

 

1,5 T

B

E S EB

S GE 

S GF 

S EB

a

1,5 T 3 M

4 M 

1,5 T 

Page 23: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

23 

 

        MENCARI  α                                                                                                  

P =1  DI BEBANKAN PADA TITIK SIMPUL YANG DITANYAKAN PENURUNANNYA . 

                                                                      ∑ MB = 0            VA.9 – 1.3 = 0                                                 

                                                                         VA = 0,333           VB = 0,667                                                 

4m   

                               

  P=1 

  3m                   3m                           3m                                 

 

TITIK  A 

   = 0   0,333 + α AC = 0       α AC = ‐ 0,333  

  HASIL  S AC NEGATIF, ARTINYA ARAH PEMISALAN 

  SALAH , ARTINYA  S AC  BUKAN BATANG TARIK           

    TETAPI BATANG TEKAN.       α AC = 0,333  ( TEKAN ) 

   = 0        α AF = 0 

 

TITIK C 

                                                                          HASIL α AC ADALAH  0,333  TEKAN , MAKA 

                                                                                   PADA TITIK SIMPUL C  ARAH  α AC MENEKAN 

             TITIK C 

 

   = 0    0,333 ‐ α CF SIN α = 0            α CF =  0,333 / 0,8 =  0,41625  

         α CF = 0,41625 ( TARIK ) 

= 0     + α CD + α CF COS α =0     α CD = ‐ 0,41625 . 0,6 = ‐ 0,24975  

  α CD = 0,24975 ( TARIK ) 

α AC 

α AF 

0,333 

0,333  

α CD 

 

α CF  SIN αα CF   

α CF  COS α  C  

  A  

C  D  E 

B

A G 

Page 24: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

24 

 

   

      PAKAI  CARA  RITTER . 

 

        MENCARI  α DE  DAN  α EF ,DIPOTONG BATANG  α DE, α EF , α FG 

 

CENTRUM KEKUATAN BATANG  DE ADALAH TITIK  F 

 = 0 ( LIHAT KANAN POT ) 

‐ α DE . 4 – 0,667 .6  + 1 . 3 = 0 

α DE = ‐0,2505 

α DE = 0,2505   ( TEKAN ) 

 

 

BATANG α EF  ADALAH BATANG YANG TIDAK MEMPUNYAI CENTRUM KEKUATAN BATANG , KARENA  BATANG  α DE DAN  BATANG  α FG  TIDAK AKAN MUNGKIN BERPOTONGAN . 

= 0             + 0,667 – 1 – α EF SIN α = 0         

                                                    α EF = ‐ 0,41625           α EF = 0,41625 ( TEKAN ) 

 

 

  UNTUK MENCARI BATANG α GF , α GE DAN  α EB, DIPOTONG KETIGA BATANG    TERSEBUT .  LIHAT KANAN POTONGAN . 

 

  SIN α =   a / 3     a = 3 SIN α 

  a = 3 . 4 / 5 = 12 / 5  M 

 

 

 

F

6 M

0,667

α DE

P=1

α EF SIN αα EF

0,667

B

E α EB

α GE 

α GF 

α EB

a

G 1

3 M

4 M 

Page 25: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

25 

 

 

MENGHITUNG  α GF          = 0       + α GF . 4 – 0,667 . 3 = 0 

                                                                     α GF = 0,5 ( TARIK ) 

 

MENGHITUNG  α EB          = 0         ‐ α EB . 12/5 – 0,667 . 3 = 0 

           α EB = ‐ 0,03335         α EB = 0,03335  ( TEKAN ) 

 

MENGHITUNG  S GE  = 0          + α GE . 3 – 0,667 . 3 = 0 

  α GE  =0,667  ( TARIK ) 

                          ∑ V = 0             α DF = 0 

          α DF 

 

 

 

TITIK B 

              SEB COSα  ∑ H = 0     ‐ SBG + SEB COS α = 0 

                       SBG                                         SBG = 0,03335 . 0,8 = 0,02668( TARIK ) 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,667 

Page 26: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

26 

 

 

 

 

TABEL PERHITUNGAN PENURUNAN DI G 

 

 

BATANG  α  S KG  L CM  E KG/CM2 

A CM2  Δ CM  α . Δ CM 

AC  ‐ 0,333  ‐ 1,5.103  4.102  2.106  10  ‐0,03  +0,0099 

AF  0  0  3.102  2.106  10  0  0 

CF  +0,41625  +1,875.103  5.102  2.106  10  +0,0469  +0,019512

CD  +0,24975  ‐1,125.103  5.102  2.106  10  ‐0,02812  ‐0,007023 

DE  ‐ 0,2505  ‐1,125.103  5.102  2.106  10  ‐0,02812  +0,007044

 EF  ‐ 0,41625 0  5.102  2.106  10  0  0 

GF  + 0,5  +1,125.103  3.102  2.106  10  +0,016875  +0,008437

GE  + 0,667  +1,5 . 103  4.102  2.106  10  +0,03  +0,02001 

EB  ‐ 0,0335  ‐1,875.103  5.102  2.106  10  ‐0,0469  +0,001571

GB  +0,02668  + 1,5 .103  3.102  2.106  10  +0,0225  +0,0006 

DF  0  0  4.102  2.106  10  0  0 

                                                                                                                              ΔV DI G  =   0,06 CM 

 

                               

   

 

 

DI JUMLAH

Page 27: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

27 

 

PENGERTIAN TENTANG KONSTRUKSI STATIS TAK TENTU 

 

                                                                      SENDI  A  MEMPUNYAI  REAKSI VA DAN HA 

A                                                       B                  ROL  B  MEMPUNYAI REAKSI  VB 

 

  JEPIT  A  MEMPUNYAI REAKSI  VA , HA DAN MA 

        A                                                       B 

 

KONSTRUKSI  DIATAS ADALAH KONSTRUKSI STATIS TERTENTU , KARENA JUMLAH REAKSI 

TIDAK LEBIH DARI TIGA , SEHINGGA BISA DIHITUNG DENGAN MEMAKAI PERSAMAAN  

KESETIMBANGAN . ( ∑ H = 0  , ∑ M = 0  , ∑ V = 0  ) 

JADI KONSTRUKSI STATIS TAK TENTU ADALAH SUATU KONSTRUKSI YANG MEMPUNYAI 

REAKSI PERLETAKAN LEBIH DARI TIGA , SEHINGGA UNTUK MENGHITUNG REAKSI  

PERLETAKANNYA DIBUTUHKAN  PERSAMAAN  LAGI  SELAIN TIGA PERSAMAAN  

KESETIMBANGAN DIATAS . PERSAMAAN TERSEBUT ADALAH PERSAMAAN DEFORMASI. 

 

 

 

2 REAKSI                                 1 REAKSI                 3 REAKSI 

 

 

                   1 REAKSI                                                                                     3 REAKSI 

   

 

                                                     2 REAKSI 

Page 28: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

28 

 

                 

MENENTUKAN DERAJAT ATAU TINGKAT KESTATIS TIDAK TENTUAN 

 

 CARA MENENTUKAN ATAU MENGHITUNG DERAJAT/ TINGKAT KESTATIS TIDAK TENTUAN  

 1 . JUMLAH REAKSI PERLETAKAN DIKURANGI  3 

 2 . JUMLAH GAYA KELEBIHAN YANG HARUS DIHILANGKAN AGAR KONSTRUKSI MENJADI 

      KONSTRUKSI STATIS TERTENTU .  

 

 

   CARA PERTAMA  

A 3 REAKSI                                                 3 REAKSI       B    N = 6 – 3 = 3 

KONSTRUKSI DIATAS DISEBUT KONSTRUKSI STATIS TAK TENTU TINGKAT 3 

 

CARA KEDUA , KONSTRUKSI DIATAS DIJADIKAN KONSTRUKSI STATIS TERTENTU . 

 

  GAYA KELEBIHAN YANG DIBUANG 

A                               B  ADALAH  VB , HB , MB 

 

KARENA YANG DIBUANG ADALAH TIGA REAKSI MAKA KONSTRUKSI DIATAS DISEBUT 

KONSTRUKSI STATIS TAK TENTU TINGKAT 3 . 

 

 

 

 

 

Page 29: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

29 

 

 

 

PENYELESAIAN DENGAN CARA CONSISTENT DEFORMATION 

 

 

1. KONSTRUKSI STATIS TAK TENTU DIANGGAP DULU SEBAGAI STATIS TERTENTU DENGAN 

    MENGHILANGKAN  GAYA KELEBIHAN . 

 

  A                                                                  B 

 

 

    KONSTRUKSI STATIS TAK TENTU  

  A   B  DIATAS DIJADIKAN STATIS TAK TENTU 

  DENGAN  MENGHILANGKAN          

    GAYA  KELEBIHAN  VB 

 

  A                                                           B           KONSTRUKSI STATIS TAK TENTU 

                                                                                                DIATAS DIJADIKAN STATIS TAK TENTU 

  DENGAN  MENGHILANGKAN  

  GAYA  KELEBIHAN  MA 

 

        2. MENGHITUNG  BESAR DEFORMASI  AKIBAT BEBAN LUAR YANG BEKERJA . 

             GAYA KELEBIHAN  V ,  HITUNG  Δ v 

             GAYA  KELEBIHAN  H , HITUNG Δ h 

             GAYA  KELEBIHAN  M , HITUNG  θ 

Page 30: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

30 

 

      3. DITEMPAT DIMANA GAYA KELEBIHAN DIHILANGKAN DIBEBANKAN  BEBAN UNIT , 

           DICARI JUGA DEFORMASINYA . ( BEBAN LUAR TIDAK DIGUNAKAN LAGI ) 

           GAYA KELEBIHAN  V , HITUNG  δv 

           GAYA KELEBIHAN  H , HITUNG  δh 

           GAYA KELEBIHAN  M, HITUNG     

 

       4. TENTUKAN PERSAMAAN CONSISTENT DEFORMATION UNTUK MENDAPATKAN 

            BESAR GAYA KELEBIHAN YANG DIHILANGKAN . 

 

        5. DARI HASIL DIATAS , MAKA DAPAT DICARI SELURUH REAKSI PERLETAKANNYA 

             DAN BIDANG MOMEN , NORMAL DAN LINTANG DAPAT DIGAMBAR . 

CONTOH . 

                                                                                            

 

          A                           B                                            C  

                                                                                              GAYA LELEBIHAN  VB 

                                                                                              Dengan gambar disamping cari ΔVB 

          A                           B                                               C 

 

  VB =1 

  Dengan gambar disamping cari δVbb 

A                      B                                                 C 

 

PERSAMAAN CONSISTENT DEFORMATION     ΔVB + VB . δVbb = 0 

  VB  DAPAT  DIHITUNG . 

Page 31: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

31 

 

  4T                                                                                                    SELESAIKAN SOAL INI DENGAN  

                                                                                                     CARA  CONSISTENT DEFORMATION 

A    EI                  B                       2 EI                                          C     gaya kelebihan VB 

        2 m                                   8 m  AB  0<X<2        EI 

                                                                                                                    M = ‐ 4X 

      m = 0 

A                    B                                                                            C      BC  0<X<8         2 EI 

      M = ‐4 ( 2 + X ) 

      m = ‐1 X 

A  C 

 

∆VB =   

         =  ) =  938,6667 / 2 EI 

 

δVbb =   dx =  (  )   = 170,6667 /2EI 

      

∆VB + VB .δVbb = 0        938,6667 / 2EI  + VB . 170,6667 /2EI =0         VB =‐ 5,5 T     VB = 5,5 T 

 

                      Hasil VB negatip , maka arah VB berlawanan dengan  arah VB =1 

    

 

 

   

 

4T 

VB=1

   0 

   8 

   0 

   8 

Page 32: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

32 

 

 

4T  4TM  ∑ MC = 0    MC – 4.10 +5,5.8 =0 

  MC = ‐4 TM     MC = 4TM 

 

  5,5 T  1,5 T 

4T 

 

 

  8TM      4T       1,5 T    8TM                          4TM              1,5 T 

 

 

      D 

 

 

 

     M 

 

 

 

 

   

 

4T  4T 

1,5T  1,5T

8TM

4TM

Page 33: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

33 

 

A                   B                   C                                                               D  GAYA KELEBIHAN VC  

EI                                                     2 EI                    

       2m            4m                                    10 m 

 

  4T                                                                                           mencari ∆ VC  

                                                                                                                 gambar bisa  dipakai utk M 

           B                          C                                                                    D 

                                          VC = 1         mencari δ V cc 

                                                                                                                            gambar bisa  dipakai  utk   m 

           B                              C                                               D 

                                                                                                            

 

AB    0<X<2      EI                 M = +3,5 X                           m = + 0,625 X 

BC    0<X<4     EI                 M = + 3,5( 2+ X ) – 4X         m = +0,625( 2+X ) 

DC   0<X<10    2EI               M = ‐ 0,5 X                            m = ‐ 0,375 X 

∆Vc =     

           +   

      =   

 

      =    

 

     =  = 

  ∆Vc =     

4 T 

3,5 T  0,5 T

0  0 

0

4  10 

0,3750,625 

Page 34: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

34 

 

δVcc = 2 dx   = 

          

 

 

                 = 

 

 

3,01     

∆Vc + Vc .δ Vcc = 0        = 0             Vc = ‐ 1,85 T        Vc = 1,85 T   

 

 

A               B     4T           C                                                            D  ∑ MD = 0 

 EI                                               2 EI  VA. 16 – 4.14 + 1,85.10=0 

         2 m            4m                                             10m                                       VA = 2,34 T 

  2,34 T  1,85 T                                  0,19T                 VD = 4 – 2,34 – 1,85           

                      4T               1,9 TM                                                                   V D = 0,19 T 

 

   2,34 T               1,66T          0.19 T                                                 0,19 T        ∑ MC=0  

  D        +MC – 0,19.10 = 0 

                                                                                        MC= + 1,9 TM 

 

00 

10 4 

1,9TM  

2,34 

1,66T  

0,19T 

1,66T  

2,34 

Page 35: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

35 

 

                                                                  M    MB = +2,34.2 = 2,68TM 

 

                    q = 1 t/m     

   A                                        B           3T     EI KONSTANT 

                                                                    GAYA KELEBIHAN ADALAH VA       

                                                    5 m 

 

       C 

      3m 

     q = 1t/m 

        A                                        B           3T                        A                                           B 

                                                                                   VA = 1 

 

  Cari ∆ VA                                                                     Cari δ V aa  

 

                                          C                                                                                          C 

 

AB   0>X>3    EI           M  = ‐ 1 X. 1/2 X                                 m =  + 1 X 

BC    0>X>5    EI           M =  ‐ 3.1,5 + 3X = ‐ 4,5 + 3X            m = + 1.3 = + 3 

 

∆ VA =   

 

  +  =        +     =    

  0

3

  0 

Page 36: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

36 

 

                            

    +      =  ‐    

δ V aa =         +    

  =  +    +   

 

∆ VA  +  VA . δ V aa = 0               VA = ‐ 0,646 T 

                            VA = 0.646 T  

   

A                                       B                                         A                                        B   3,646T 

                                                             3 T                                           6,44 TM                                    3T                

     0,646 T                                                                                         0,646T                  3,646T 

                                                                                                                                    6,44 TM 

                   8,56 TM                          8,56TM 

          C                                             C 

                                                       3,646 T                    3T                3,646 T 

 

 

 

∑MC = 0        + MC – 0,646 . 3 – 3.1,5 + 3.5 = 0        MC = ‐ 8,56 TM 

 

BATANG AB    ∑ MB = 0 

+ MB – 0.646 . 3 – 3.1,5 = 0      MB = 6,44 TM 

 

0

3  0

0

Page 37: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

37 

 

 

 

 

 

 

                                                                  N 

 

          3,646 

                                                                                                    

                3 

                                  0,646                                                              3,646 

                                                                D 

 

 

 

            3 

                 

                                                                                                              6,44  

 

                                                                                                                                        6,44 

 

 

     M 

 

   

Page 38: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

38 

 

           8,56 

 

         4T              EI KONSTANT 

 A                                                                       1,8 m        1,8 m                   c 

 

                                                4 m                                  2, 4 m                     C  2,4m 

  c =  m 

  X  4T 

A                                                                                  B 

  1,8 = 0,6X           X=3 

  X 

gambar ini untuk mencari ∆HC  dan   persamaan  M  C                                2,4=0,8X 

 

  X 

       A                                                                              B 

 

  X     0,6 X 

  gambar ini untuk mencari δHCC  dan   persamaan  m           C                  HC =1 

 

MENCARI ∆ HC 

CB   0<X<3         EI         M = 0                           m =  + 1.0,6.X 

BA  0<X<4          EI         M= + 4X                       m = + 1.1,8 = +1,8      

 

 

Page 39: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

39 

 

 

            =          

 

 

 

 

                                           Karena hasil negative arah HC  berlawanan  dengan  arah  HC =1  

HA         4T 

  A                                  B 

 

    VA  ∑ H = 0     HA = 3,56 T 

  ∑ V = 0    VA = 4 T  C 

                            ∑ MA = 0  + MA – 3,56.1,8 + 4.4 =0                                         3,56 T 

                            MA = ‐ 9,6 TM   

                                                                                         4T 

                                                                

A                            6,4 T                        B 

      6,4TM 

         4T             9,6 TM 

                          ∑MB = 0  +MB – 3,56 .1,8 =0  3,56 SINα 

                                MB = + 6,4 TM  α 

                                                                                                                                   C        3,56 

DCB = ‐3,56 SINα = ‐3,56 . 0,6 = ‐ 2,14 T                                                3,56 COSα 

                      NCB = + 3,56 COSα = 3,56.0,8 = 2,85 T 

  0

  4

  0

   4   3

   0 

Page 40: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

40 

 

            3,56 T    2,85 T 

 

 

 

  N  2,85 T 

 

 

 

                     4 T  4T 

 

 

 

  D 

 

                                                                                                                            2,14 T 

              9,6 TM 

 

 

 

  6,4 TM  6,4 

  M 

 

 

 

 

 

Page 41: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

41 

 

PENYELESAIAN DENGAN CARA CROSS 

 

 

1. ANGKA KEKAKUAN     PERLETAKAN :  JEPIT – JEPIT                     K = 4EI / L                              JEPIT – SENDI / ROL        K= 3EI / L  

2. FAKTOR DISTRIBUSI  ( μ ) CONTOH :                  EI                                    2EI                             EI 

A              4m               B                  8m                    C     2m   D 

 

   

                          ( ∑ μ = 1 ) 

                     INGAT    ∑  FAKTOR DISTRIBUSI  PADA SATU TITIK SIMPUL = 1 

                      ) 

                      μ CB = 1               μ CD = 1 

 

                     DALAM SOAL DIATAS PERLETAKAN ROL DI B HARUS DIANGGAP JEPIT , SEDANG  

                     PERLETAKAN SENDI DI C TETAP DIANGGAP SEBAGAI SENDI . 

                     UNTUK MUDAHNYA PENENTUAN DIATAS , CARANYA MUDAHNYA SEBAGAI BERIKUT : 

                     APABILA KITA ITU TITIK B , LENGAN KANAN DIPEGANGI TITIK A , SEDANG YANG KIRI 

                     DIPEGANGI TITIK C , MAKA PERLETAKAN DI B HARUS DIANGGAP JEPIT . 

                     APABILA KITA ITU TITIK C , LENGAN KANAN DIPEGANGI TITIK B , SEDANG YANG KIRI 

                     DILEPAS ( KARENA TITIK D ADALAH BEBAS ) , MAKA PERLETAKAN DI C TETAP SEBAGAI 

                     SENDI . 

Page 42: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

42 

 

 

           3. MOMEN  PRIMAIR ( MF )  

 

                UNTUK ARAH MOMEN DISEPAKATI 

                SEPERTI GAMBAR DISAMPING . 

                ARAH MOMEN PRIMAIR MENGEMBALIKAN 

                ARAH LENDUTAN . 

 

 

 

       q 

  A                          L m                            B            MF AB = + 1/12.q .L2 

     L m                                               MF BA = ‐ 1/12 . q.L2 

 

 

       P ton                                        MF AB =    

                                     A                                                              B              MF BA =  

     a m                     b m                    a = b    MFAB = ‐ MFBA=   

  L m 

 

 

       q 

                                 A                                                             B            MF AB = + 1/8 . q .L2 

 

                                                                   L m 

Page 43: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

43 

 

     

 

                                                

       P ton 

                                 A                                                            B            MF AB = + 3/16. P .L 

 

     L m                                                

  ½ L                   ½ L 

 

  B 

  ½ L                                             MF AB = + 3/16 . P . L 

                                   P ton 

  ½ L 

 

  A 

 

       4. MOMEN DISTRIBUSI . 

       MOMEN DISTRIBUSI =  ‐ ∑ MOMEN PRIMAIR PADA SATU TITIK KUMPUL  X  FAKTOR DISTRIBUSI 

            AGAR TIDAK LUPA HARGA NEGATIF  DIDEPAN , MAKA FAKTOR DISTRIBUSI DITULIS NEGATIF  

            PADA TABEL  MOMEN DISTRIBUSI ( TABEL CROSS ) . 

 

       5. MOMEN INDUKSI . 

            FAKTOR INDUKSI = 1/2  

            PERLETAKAN  JEPIT – JEPIT , DAPAT  SALING INDUKSI . 

            PERLETAKAN  JEPIT – SENDI ATAU JEPIT – ROL , SENDI ATAU ROL HANYA BOLEH MEMBERI 

            INDUKSI KE PERLETAKAN JEPIT  , TETAPI  TIDAK BOLEH  MENERIMA INDUKSI DARI  

            PERLETAKAN JEPIT . 

Page 44: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

44 

 

       CONTOH :   

  q = 1t/m  4T 

  A                           B                                       C                                      D 

  EI                                  EI                        4m     2EI 

  2m                              3m                                   8m 

  μ BA : μ BC = 0 : KBC             μ BA = 0           μ BC = 1 

                     μ CB : μ CD =  KCB : KCD =  3EI/3  :  4.2EI / 8  =  EI  :  EI  

                             μ CB = 0,5        μ CD = 0,5  

 

                     MOMEN PRIMAIR . 

                     MF BA = ‐ 2.1.1 = ‐ 2 TM 

                     MF CB = ‐ 1/8.1.32  =  ‐ 1,125 TM  ( MF BC = 0 ,karena titik B dianggap sendi ) 

                     MF CD = ‐ MF DC = 1/8 . 4 . 8 = + 4 TM  

 

 

 

TITIK            B             C    D 

BATANG  BA  BC  CB  CD  DC 

FD  0  ‐1  ‐ 0,5  ‐ 0,5  ‐ 

MF  ‐2    ‐1,125  + 4  ‐ 4 

MD  0  +2  ‐1,4375  ‐ 1,4375  0 

MI    XXXX  + 1  0  ‐ 0,71875 

MD  0  0  ‐0,5  ‐0,5  0 

MI           

MD           

MOMEN AKHIR 

         

Dijumlah 

Page 45: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

45 

 

 

          MD BA = ( MBA + MBC ) . FD BA = ( ‐2 + 0 ) . 0 = 0 

          MD CB = ( MCB + MCD ) . FD CB =  ( ‐1,125 + 4 ) . (‐ 0,5 ) = ‐ 1,4375   

          MI BC = 0 ( KARENA SENDI B TIDAK BOLEH MENERIMA INDUKSI ) 

          MI CB = 1/2 . MBC = 1/2 . ( + 2 ) = + 1 

          MI DC = 1/2 . MCD = 1/2 . ( ‐ 1,4375 ) = ‐ 0,71875  

          MOMEN AKHIR  DIDAPAT  DARI  PENJUMLAHAN  MOMEN .  

 

UNTUK PERHITUNGAN PORTAL , HARUS DIBEDAKAN ANTARA PORTAL TETAP DAN PORTAL 

BERGOYANG . 

n  =  2 . jumlah titik simpul – ( 2 . jumlah jepit + 2 .jumlah sendi +  jumlah rol +  jumlah batang ) 

 

 

     

 

                                                n = 2.3 – ( 2.1 + 2.0 + 1 + 2 ) = 1 > 0 

                            PORTAL BERGOYANG 

 

 

 

 

 

 

 

Page 46: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

46 

 

CONTOH  SOAL 

                 1 t/m                                                               4 T                                                                   2 t/m 

 

                      2 EI                                                               2 EI                                                              EI 

A                    6 m                          B                    4 m                C            4 m                     D                4 m                

                        

      µ BA : µ BD =     =  EI : EI          µ BA = 0,5            µ BD = 0,5 

     µ DB : µ DE =    =  EI : 0,75 EI        µ DB = 0,57         µ DE = 0,43 

 

MF  BA  =  ‐1/8 . 1 . 6 2 =  ‐ 4,5 TM            MF BD = ‐ MF DB = 1/8 . 4 . 8 = 4 TM 

MF DE   =  + 1/8 .2 . 4 2 = + 4 TM               kalau P  tidak  ditengah bentang  pakai rumus  

                                        MF BD = + P.a.b2/ L2                  MF DB = ‐ P.b.a2/ L2 

 

 

 

 

        TITIK                                              B                                                                      D 

BATANG             BA            BD          DB            DE FAKTOR DISTRB. 

‐ 0,5  ‐ 0,5  ‐ 0,57               ‐ 0,43      

MF          ‐ 4,5                     + 4          ‐ 4         + 4 MD         + 0,25           + 0,25          0           0 MI                          0          0,125   MD            0              0          ‐ 0,07125      ‐ 0,05375 MI                         ‐0,035625             0   MD         + 0,0178125     + 0,0178125             0                              0 MOMEN AKHIR         ‐ 4,23       + 4,23       ‐ 3,94       + 3,94 

         

 

Page 47: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

47 

 

            1 t/m                                                  4 T                                                           2 t/m 

 

 2,3                  4,23      3,7             2,04     4,23         3,94      1,96           4,99    3,94         3,01                       

A               6 m                         B            4 m        C              4 m            D               4 m                   E 

 

                                                      D 

2,3                                                                                                            4,99                           

                                             2,04                                      2,0 

                                                                              1,96                                        1,96 

                                                           3,7                                                                                           3,01 

 

                                                                          M 

                                                  4,23                                                               3,94 

 

 

 

 

  2,645                                                        3,93                                                     2,06 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 48: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

48 

 

          q = 1t/m                            P = 4 T                                   q = 2t/m 

                                                       2m 

                                      B                                      C                                                      D 

 

 

µ BA  : µ BC  = µ BA = 0,5         µ BC = 0,5 

µ CB  : µ CD  =               µ CB = 0,5           µ CD = 0,5 

 

MF BA  =  ‐ 1/8 . 1 . 62 = ‐ 4,5 TM 

MF BC = ‐ MF CB = + 1/8 . 4 . 4 = 2 TM 

MF CDF = ‐ MF DC = + 1/12 . 2 . 42 = + 2,667 TM  

 

TITIK  B  C  D BATANG  BA  BC  CB  CD  DC 

FD  ‐ 0,5  ‐ 0,5  ‐ 0,5  ‐ 0,5   MF  ‐ 4,5  + 2  ‐ 2  + 2,667  ‐ 2,667 MD  + 1,25  + 1,25  ‐ 0,3335  ‐ 0,3335  0 MI    ‐ 0,16675  + 0,625  0  ‐ 0,16675 MD  + 0,083375  + 0,083375  ‐ 0,3125  ‐ 0,3125  0 MI    ‐ 0,15625  + 0,0416875    ‐ 0,15625 MD  + 0,078125  + 0,078125  ‐ 0,02084375  ‐ 0,02084375   

MOMEN AKHIR 

‐ 3,09  + 3,08  ‐ 2  + 2  ‐ 2,99 

 

 

 

 

 

 

 

a m 6 m  4 m  4 m

A    

              EI        EI       2EI 

Page 49: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

49 

 

          q = 1 t/m                                   4 T                                           q = 2 t/m      

  A                                                  B                                            C                                              D   

  3,09                   3,09     E       2                             2                    2,99 

  2,485                            3,515   2,272                       1,728    3,752                             4,248 

 

   2,485                                         2,272              2,272                  3,752   

                                                                                                           D 

 

          3,515         1,728                1 728                                        4,248 

              AB                                                                                                 CD 

DX = 0   2,485 – 1X =0     X = 2,485 m                                 DX =0      3,752 ‐2X =0   X = 1,876 m 

Mmax = 2,485. 2,485 – 1.2,485 .1/2 . 2,485          M max= 3,752.1,876 – 2.1,876.1/2.1,876 ‐2 

             = 3,088 TM                                                                    = 7,039 – 3,519 – 2 = 1,52 TM 

  ME = 2,272 .2 – 3,09 = 1,454 TM 

 

                             3,515                                                                     M 

                  2                                   2,99 

 

                                                                           1,454                                    

  3,088    

 

 

 

 

Page 50: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

50 

 

 

                   q = 1 t/m                                                           5 T 

A                                                                                                                                   D 

                                                                

EI KONSTANT 

  E                     5 T 

 

  n=2.4 – ( 2.1 + 2.1 +1 + 3 ) = 0 

  portal tetap 

  3 m                                         4 m                                  4 m 

 

µ BA : µ BD : µ BF =     

µ BA =  0,44       µ BD =    

µ BF  =   

 

MF BA = ‐ 1/8 . 1 . 32 = ‐ 1,125 TM 

MF BD =  + 1/8 .5 . 8 = + 5 TM             MF DB = ‐ 5 TM 

MF BF =  + 3/16 . 5 . 4 = + 3,75 TM 

 

 

 

 

 

 

 

B  C 

2 m 

2m 

Page 51: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

51 

 

 

 

TITIK                                                         B                                                                 D 

BATANG  BA  BF  BD  DB FAKTOR DIST  ‐ 0,44  ‐ 0,34  ‐ 0,22  ‐ 

MF  ‐ 1,125  + 3,75  + 5  ‐ 5 MD  ‐ 3,355  ‐ 2,5925  ‐ 1,6775  0 MI      0  ‐ 0,83875 MD  0  0  0  0          

MOMEN AKHIR  ‐ 4,48  + 1,16  + 3,32  ‐ 5,84                   

 

                                              ∑  MB = 0  ( OK )  

 

                   q= 1t/m                                                                       5 T 

A                                          2,79 B                                                         D  2,79 

  4,48                        5,115               3,32    C      5,84 

          0,007                         2,93                            2,185                                              2,815 

  1,16                      2,79       balok    FB       ∑ MB = 0      HF MISAL 

  E             5 T                     ‐ HF.4 + 5.2 – 1,16 = 0    HF = 2,21 T 

                  HB = 5 – 2, 21= 2,79 T 

                                 balok    BD     ∑MD=0      VB MISAL   

          F           2,21          VB.8 ‐3,32 – 5.4 + 5,84 = 0 

  5,115                         VB =2,185 T           VD=5‐2,185 = 2,815T 

 

Balok   AB        ∑ MB= 0        VA  MISAL  

VA.3 – 3.1,5 + 4,48 = 0             VA = 0,007 T   

Page 52: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

52 

 

 

 

  2,79 

 

 

                                                           N     

 

              5,115 

  5,115 

  0,007                                   2,185 

                                                           2,79 

                                                                                2,93                                                            2,815 

                                                                                                                    Bat AB             DX =0      0,007‐1X=0 

                                                           2,79                                             D         X= 0,007 m   DARI A 

 

                                                           2,21                                                  5,84 

            4,48 

                                                                                     3,32 

                                                                                                   1,16 

                                                                                                                                         MX = 0,007X‐ 1X.1/2 X 

  Mmax = 0                                                               5,42          X=0,007 m 

              M           4,42                                                Mmax = 0,007.0,007‐ 1.0,007.1/2.0,007 

  Mmax = 0 

                                                                 ME = 2,21 . 2 = 4 ,42 TM 

 

Page 53: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

53 

 

 

                                              2 t/m                                                                    6 T 

                                       E                                                                 F                        G                         D 

C                                           2m 

                                      H                4T                                                      4 m 

 

 

                   4 m                          A                 6m                        B   2 m                2m 

n = 2.6 – ( 2.2 + 2.1 + 1 + 5 ) = 0       portal tetap 

µ EC : µ EF : µ EA =    

µ EC = 0,31         µ EF = 0,28        µ EA = 0,41 

µ FE : µ FB : µ FD =   

µ FE = 0,28         µ FB = 0,41        µ FD = 0,31 

MOMEN PRIMAIR 

MF EC = ‐ 1/8 . 2. 42 = ‐ 4 TM 

MF EF = ‐ MF FE = + 1/12 . 2 . 62 = + 6 TM 

MF FD = + 3/16 . 6 . 4 = + 4,5 TM 

MF EA = ‐ MF AE = 1/8 . 4 . 4 = + 2 TM 

TTK    E    A    F    B BATANG  EC  EA  EF  AE  FE  FD  FB  BF 

FD  ‐0,31  ‐0,41  ‐0,28  ‐  ‐0,28  ‐0,31  ‐0,41  ‐ MF  ‐4  +2  +6  ‐2  ‐6  + 4,5  0  0 MD  ‐1,24  ‐1,64  ‐1,12  0  +0,42  +0,465  +0,615  0 MI    0  +0,21  + 0,82  ‐0,56      0,3075 MD  ‐0,0651  ‐0,0861  ‐0,0588  0  +0,1568  +0,1736  +0,2096  0 MI    0  +0,0784 ‐0,04305  ‐0,0294      +0,1148 MD  ‐0,0243  ‐0,0321  ‐0,0219  0  0,00823  0,00911  0,01205  0 

MAKHIR  ‐5,33  +0,24  +5,09  ‐2,86  ‐6  +5,15  +0,85  +0,42   

Page 54: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

54 

 

 

 

         1 t/m                     1t/m  6 T 

                                 1,665  E 0,32  0,32F       D 

  11,18                                                                    10,44 

C  5,33                                         5,09                          6                                             5,15 

2,67                 5,33                       5,85                                                 6,15                 4,29                     1,71 

                       0,24  1,345                                            0,85  0,32 

  H  4 T 

 

  2,86                                                                                                               0,42 

  2,655                                                                                0,32 

  A  B 

  11,18                                                          10,44 

 

 

 

  0,32 

                                               1,665 

  N 

 

 

11,18                                                                              10,44 

 

 

 

1,665 

Page 55: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

55 

 

 

 

  5,85  4,29 

      2,67                       1,345 

 

  1,71 

        5,33        2,655  6,15 

  D 

 

 

  0,32 

 

 

  6 

                                           5,33 

                                                     5,09 

 

  0,24  0,85 

3,56  3,42 

  2,45 

  M 

 

  12,02 

  2,86  0,42 

 

 

Page 56: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

56 

 

 

                      q = 1t/m 

                                       B                                                                C 

      A                         F                4 T 

 

       E 

  D 

3 m                                           6 m                                          4 m 

n = 2.5 – ( 2.2 + 2.1 + 0 + 4 ) = 0           portal tetap 

µ BA : µ BC : µ BE =       ( 3,5 ) 

µ BA = 0,38       µ BC = 0,19       µ BE = 0,43 

µ CB : µ CD =     

µ CB = 0,45          µ CD = 0,55 

                       MF AB = ‐ MF BA = + 1/12 . 1 . 32  = + 0,75 TM 

                       MF BC = MF CD = + 1/12 . 1 . 62  = + 3 TM 

                       MF BE = + 3/16 . 4 . 2 = + 1,5 TM 

TITIK  A    B               C    D BATANG  AB  BA  BC  BE  CB  CD  DC 

FD  ‐  ‐ 0,38  ‐ 0,19  ‐ 0,43  ‐ 0,45  ‐ 0,55  ‐ MF  + 0,75  ‐ 0,75  + 3  + 1,5  ‐ 3  0  0 MD  0  ‐ 1,425  ‐ 0,7125  ‐ 1,6125  + 1,35  + 1,65  0 MI  ‐0,7125     + 0,675    + 0,35625    + 0,825 MD  0  ‐ 0,2565  ‐0,12825  ‐ 0,29025  +0,160312

5 + 0,195937  0 

MI  ‐0,12825    + 0,0801562    ‐ 0,064125    + 0,09797 

MD  0  ‐0,03046  ‐0,0152297  ‐0,034467  + 0,028856  +0,035269    M 

AKHIR ‐ 0,09  ‐2,45  + 2,90  ‐ 0,45  ‐ 1,88  + 1,88  + 0,92 

    

1 m 

1 m 3 m 

Page 57: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

57 

 

FREE BODY DIAGRAM 

 

           0,09              6,485  4,71                    1 t/m  4,71 

                               5,44  2,83 

A            2,45  2,27          B           3,17     2,90       1,88   2,83                     4,71 

0,27                                         1,775 

                                   F           0,45                                           1,88 

  4 T  0,92 

                                E   2,225 

  5,44     4,71 

BE   ∑ MB = 0       ‐ HE.2 + 4.1 + 0,45 = 0       HE = 2,225 T          HB = 1,775 T         D      2,83 

CD  ∑ MD = 0     ‐ HD.3 ‐0,92 ‐1,88 – 2,83.4 =0     HD = 4,71 T           HC = 4,71 T 

 

 

 

              3 M                     5 M 

  α  D  4,71 SIN α 

                            4 M  α   4,71 

SIN α = 3/5     2,83 COS α  α                 4,71 COS α 

COS α = 4/5  2,83       2, 83 SIN α 

 

N DC = ‐ 4,71 COS α – 2,83 SIN α = ‐ 3,768 – 1,698 = ‐ 5,466 T 

D DC = + 4,71 SIN α – 2,83 COS α = 2,826 – 2,264 = + 0,562 T 

DX = 3,17 – 1X = 0          X = 3,17 M 

MX = 3,17.X – 1.X.1/2.X – 2,90 

X= 3,17  M MAX = 3,17.3,17 – 1.3,17 . ½ . 3,17 – 2,90 = 2,12 TM 

6,485 

α 

Page 58: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

58 

 

                                   4,71                                  5,466 

 

 

  5,44  N 

 

 

  3,17  5,466 

 

       0,562 

                                                           1,775 

0,27     2,27 

  2,83 

             2,225                    D 

                             2,98 

 

                           2,45  1,88 

  1,88 

  0,45 

  0,09 

  2,25    M MAX =2,12 

 

 

               0,92 

 

 

6,485 

Page 59: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

59 

 

TAHAP PENYELESAIAN UNTUK PORTAL BERGOYANG 

 

1. PORTAL DIANGGAP DULU SEBAGAI PORTAL TETAP / TIDAK BERGOYANG DENGAN 

    MEMASANG PENDEL DITEMPAT PERGOYANGANNYA . ( PHASE NOL ) 

 

  DARI GAMBAR DISAMPING ,   

Pendel                                                                                  DIHITUNG MOMEN AKHIR NYA 

                                                                                               DAN JUGA REAKSI PENDEL NYA. 

                                                          

 

 

 

 

 

   2. PORTAL DIBIARKAN BERGOYANG . (  PHASE  SATU  )   

        HITUNG MOMEN AKHIR DAN JUGA REAKSI PENDEL NYA . 

  B’    Δ            B 

                       JEPIT – JEPIT    

      A’                  A         

                                                                       MFBC  JEPIT – SENDI / ROL 

   

  MFCB  UNTUK LEBIH MUDAHNYA , EI Δ 

  DIMISALKAN DALAM X , SEHINGGA 

  REAKSI PENDEL DALAM X 

Page 60: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

60 

 

 

 

3. DARI HASIL REAKSI PENDEL DIATAS DIDAPAT KAN HARGA  X 

    DIMANA   RP0  + RP1 = 0          X  DAPAT DITEMUKAN 

    SEHINGGA MOMEN AKHIR DAPAT DIHITUNG DARI MOMEN AKHIR PHASE NOL  

    DITAMBAH MOMEN AKHIR PHASE SATU . 

 

 

4. DARI HASIL MOMEN AKHIR YANG DIDAPAT DIATAS , MAKA DAPAT DILANJUTKAN 

    DENGAN MENGHITUNG DAN MENGGAMBAR BIDANG MOMEN , NORMAL DAN  

    LINTANG . 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 61: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

61 

 

   2T                                                                                              1 T 

                                      1t/m 

B     2EI       C                    2EI                           D             2EI           E     

  EI 

                     4m                  n= 2.3 – ( 2.1 + 2.0 + 1 + 2 ) = 1 > 0   portal bergoyang 

   

        1m     A                          6m                                          2m 

   2T                                                                                              1 T 

                                      1t/m 

B     2EI       C                    2EI                           D             2EI           E     

  E                                                                   portal dianggap dulu tidak bergoyang 

                     4m                                                                dengan memasang pendel . 

   

        1m     A                          6m                                          2m 

PHASE 1       PORTAL DIANGGAP TIDAK BERGOYANG 

µ CB : µ CD : µ CA = 0 : 3.2EI/6 : 4EI/4         µ CB = 0    µ CD = 0,5    µ CA = 0,5 

µ DC : µ DE = 1 : 0           µ DC = 1      µ DE = 0 

MF CB = ‐ 2.1 – 1.1.0,5 = ‐ 2,5 TM 

MF CD = +1/8. 1. 62 = + 4,5 TM 

MF DE = + 1.2 + 2.1.1 = + 4 TM 

TITIK  A    C                  D   BATANG  AC  CA  CB  CD  DC  DE 

FD  ‐  ‐0,5  0  ‐0,5  ‐1  0 MF  0  0  ‐2,5  +4,5  0  +4 MD  0  ‐1  0  ‐1  ‐4  0 MI  ‐0,5  0    ‐2  ‐   MD  0  +1  0  +1  0  0 MI  +0,5      0  ‐   MD  0  0  0  0  0  0 

M .AKHIR  0  0  ‐2,5  + 2,5  ‐4  +4 

Page 62: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

62 

 

2 T                                                                                                                                         1T 

B                          C                                                                           D                               E 

                                                 

   2,5                                  2,5                           4                                               4                               

 

                                              ∑ MC = 0    HA MISAL  

                                 ‐ HA . 4 + 0 = 0       HA = 0 T 

                  RP0  = 0 T   

                         A                    

                            

PHASE SATU      PORTAL DIBIARKAN BERGOYANG                                                                                                

                         ∆                                                             ∆ 

B     2EI       C              C1      2EI                      D             2EI           E     

  EI                                                                   

                     4m                                 MF AC = MF CA =                                             

   

        1m     A                          6m                                          2m 

 

TITIK  A    C                  D   BATANG  AC  CA  CB  CD  DC  DE 

FD  ‐  ‐0,5  0  ‐0,5  ‐1  0 MF  100X  100X  0  0  0  0 MD  0  ‐50X  0  ‐50X  0  0 MI  ‐25X  0    0  ‐   MD  0  0  0  0  0  0 

MOMEN AKHIR 

75X  50X  0  ‐50X  0  0 

 

 

                                                                                                                                         

Page 63: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

63 

 

B                          C                            50X                                               D                                  E 

            31,25X                                                                  31,25X                                  31,25X 

                                 31,25X                                                                                                            

 

     50X                                         ∑ MC = 0    HA MISAL  

                    75X                         ‐ HA . 4 ‐75X‐50X = 0       HA = 31,25X 

                  RP1  = 31,25X   

                         A               31,25X      

RP0  + RP 1  = 0       0 – 31,25 X = 0        X = 0 

MOMEN AKHIR = MOMEN PHASE NOL + MOMEN PHASE SATU 

MAC = 0 + 75 . 0 =  0 TM 

MCA = 0 + 50. 0 = 0 TM 

MCB = ‐ 2,5 + 0.0 = ‐ 2,5 TM 

MCD = + 2,5 ‐50.0 = + 2,5 TM 

MDC = ‐4 + 0.0 = ‐4 TM 

MDE = + 4 + 0.0 = + 4 TM 

2T  1T 

A                          C                 D                                      E 

 

2,5 TM         3T        7T      4T  2,5 TM                 4 TM                   2T       3T  4 TM 

 

                               BATANG CD   ∑ MD=0     VC.6‐2,5+4‐1.6.3 = 0    VC = 4T       VD= 2T 

     DX = 0        DX = 4 – 1X = 0       X = 4M    terjadi M max 

                                                   MX = 4X ‐ 1.X.1/2.X – 2,5  

                         A    7T                X= 4       M max = 4.4 – 1.4.1/2.4 – 2,5 = 5,5 TM 

Page 64: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

64 

 

 

 

 

 

 

                                  7 T 

  4T 

                                                                             3T   1T 

 

  2T          3T                 D                            2T 

 

 

 

 

 

  4TM 

  2,5 TM 

 

 

 

 

  5,5 TM                             M 

 

                                                         

Page 65: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

65 

 

     4T                                               

A                                                 B                                   3m                              

                          1 T                                

 

                          4 m                                 4 m                 C            2 m     D 

     PORTAL DIANGGAP DULU TIDAK BERGOYANG DENGAN MEMASANG PENDEL ( PHASE NOL)   

                                                4T         

     B                                               

A                                                                                    3m                              

                          1 T                                

 

                          4 m                                 4 m                 C            2 m     D 

   

 

µBA : µBC = 4EI/4 : 3EI/5 = EI : 0,6EI        µBA = 1/1,6 = 0,625    µBC = 0,6/1,6 = 0,375 

µCB: µD = KCD : 0                                         µCB =1                           µCD = 0 

 

MF CD = + 1.2 = + 2TM 

 

TITIK  A                      B                        C     BATANG  AB  BA  BC  CB  CD 

FD  ‐  ‐0,625  ‐0,375  ‐1  0 MF  0  0  0  0  +2 MD  0  0  0  ‐2  0 MI  0  0  ‐1     MD  0  +0,625  +0,375  0  0 MI  +0,3125  0  0     MD  0  0  0  0  0 

M AKHIR  +0,3125  +0,625  ‐0,625  ‐2  +2  

Page 66: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

66 

 

  4T 

                                                   0,625TM 

  A                                                               B 

  0,3125TM      0,2344T  0,625TM 

                            0,2344T                                    3,7656T 

                                                                                                 2TM                                            1T 

  C                           D 

                                                                                                       3,7656T                           2TM   RP0 

AB     ∑ MB = 0  VA.4‐0,3125‐0,625 =0    VA=0,2344 T  1T 

  VB = 0,2344 T 

BC    VB = 4 – 0,2344 = 3,7656 T                VC = 3,7656 T 

 

CB     ∑ MB = 0      ‐HC.3 – 3,7656.4 + 2 + 0,625 =0         HC = 4,1458 T 

CD         HC = 4,1458 T                  HD = 4,1458 T                     RP0  = 4,1458 T 

PHASE SATU , PORTAL DIBIARKAN BERGOYANG 

  3         5      sinα=3/5     tgα=3/4 

                                                     4    B  ∆         B’ 

     B         B’                                     ∆/tgα                            

A                                                                                                         =          ∆/sinα 

                                                           B’’                 B’’                

 

                          4 m                                 4 m                 C            2 m     D 

MFAB = MFBA =       

MFBC  =    

Page 67: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

67 

 

 

TITIK  A                      B                        C     BATANG  AB  BA  BC  CB  CD 

FD  ‐  ‐0,625  ‐0,375  ‐1  0 MF  250X  250X  ‐100X  0  0 MD  0  ‐93,75X  ‐56,25X  0  0 MI  ‐46,875X  0  0     MD  0  0  0  0  0 MI  0  0  0     MD  0  0  0  0  0 

M AKHIR  203,125X  156,25X  ‐156,25  0  0  

 

 

                                                   156,25X 

  A                                                               B 

  203,125X  89,84375X  156,25X 

                            89,84375X                            89,84375X 

                                                                                                                                              

  C                           D 

                                                                                                     89,84375X                              RP1 

 

AB     ∑ MB = 0  VA.4‐203,125X‐156,25X =0    VA=89,84375X   

  VB = 89,84375X 

BC    VB = 89,84375X               VC = 89,84375X 

 

CB     ∑ MB = 0      ‐HC.3 + 89,84375X.4 + 156,25X  =0         HC = 171,875X 

CD         HC = 171,875X                  HD = 171,875X                     RP1  = 171,875X 

RP0  + RP1 = 0        4,1458 – 171,875 X = 0       X = 0,02412 

 

Page 68: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

68 

 

 

MOMEN AKHIR = MOMEN PHASE NOL + MOMEN PHASE SATU 

MAB = 0,3125 + 203,125 . 0,02412 = + 5,212 TM 

MBA = 0,625 + 156,25 . 0,02412      = + 4,394 TM  

MBC = ‐0,625 ‐156,25 .0,02412        = ‐ 4,394 TM 

MCB = ‐2 + 0 . 0,02412                       = ‐2 TM 

MCD = +2 + 0. 0,02412                       = + 2TM 

 

 

4T 

 

                                                   4,394TM 

  A                                                               B 

  5,212TM      2,4015T  4,394TM 

                            2,4015T                                    1,5985T 

                                                                                                 2TM                                            1T 

  C                               D 

                                                                                                       1,5985T                           2TM 

  1T 

 

  CB        ∑ MB = 0     + MB – 1,5985.4 + 2 = 0       MB = 4,394 TM 

                   CD        ∑ MC = 0      + MC + 2.1 = 0                       MC = ‐ 2TM 

NCB = ‐ 1,5985 . 0,6 = ‐ 0,9591 T 

DCB = ‐ 1,5985 .0,8 = ‐ 1,2788 T 

  C 

                                                                              1,5985COSα                    1,5985SINα 

Page 69: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

69 

 

   

 

 

 

                                        0,9591T                                N 

 

 

0,9591T 

 

 

2,4015T                                                                   2,4015T 

 

  D 

 

  1T 

 

        1,2788 T 

  5,212TM 

 

 

  M 

 

  4,394TM                                                  2TM      2TM                                                   

  4,394TM 

 

 

Page 70: Bahan Ajar Mekanika Rekayasa 3

 

70 

 

DAFTAR PUSTAKA  

 

1 . Chu Kia Wang Ph D , Ir . Herman Widodo S ,  

      STRUKTUR  STATIS  TAK  TENTU  

2 . Chu Kia Wang Ph D, Kusuma Wirawan & Mulyadi 

      Nata Prawira , ANALISA STRUKTUR LANJUTAN