• Tidak ada hasil yang ditemukan

Kumpulan Soal Mekrek

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Membagikan "Kumpulan Soal Mekrek"

Copied!
50
0
0

Teks penuh

(1)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 1

KUMPULAN SOAL DAN PENYELESAIAN

MEKANIKA REKAYASA

(2)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 2

G E R B E R

(3)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 3 16,33kN JAWABAN :  Ms Kiri A B S C D q = 4 kN/m 8 m 2 m 6 m 4 m P = 8 kN P = 5 kN BMD A B S C D 33,32 kNm 2,64 kNm -7,99 kN -33,32 kN -0,02 kNm

+

-0,33 kN - 8 kN -13,327 kN 2,677 kN 5,33 kN SFD

S O A L 1

(4)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 4 Rav.10+Rbv.2-4(8)(6)-4(2)(1) = 0 Rav.10+Rbv.2-192-8 = 0 Rav.10+Rbv.2 = 200……….(1)  Ms Kanan -8(10)+Rcv.6 = 0 80= Rcv.6 Rcv = 13.333 kN  ∑H = 0 Rah-5 =0 Rah = 5  ∑V = 0 Rav+Rbv+Rcv-4(10)-8 = 0 Rav+Rbv+13,33-40-8 =0 Rav+Rbv = 34,67 kN………..(2) Eliminasi (1) dan (2) 10.Rav +2.Rbv = 200 ..………..(1) Rav + Rbv = 34,67 ………..……..(2) 10.Rav +2.Rbv = 200 ..………..(1) 2.Rav +2.Rbv = 69.34 ………..……..(2) 8.Rav = 130.66 Rav = 16.333 kN Menentukan Rbv Rav + Rbv = 34,67 ………..……..(2) 16.333 + Rbv = 34,67 Rbv = 18.34 kN

(5)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 5

GAYA-GAYA DALAM

INTERVAL MOMEN LINTANG

A – B 0 - 8 Mx = Rav.x – qx2 = 16.333 x - (4)x2 = 16.333 x - 2x2 x = 0 M0 = 0 x = 4 M4 = 33,332 kNm x = 8 M8 = 2,64 kNm Dx = = 16,333 – 4x x = 0 D0 = 16.333 kN x = 4 D4 = 0,33 kN x = 8 D8 = -15,677 kN B – S 8 - 10 Mx = Rav.x – qx2 + Rbv.(x-8) – q(x-8)2 =16.333 x - (4)x2 + 18.34(x-8) - (4) (x-8)2 = 16.333x - 2x2 + 18.34(x-8) – 2(x-8)2 = 16.333x- 2x2 + 18.34x – 146,72 – 2(X2 - 16x +64) = 16.333x - 2x2 + 18.34x – 146,72 – 2X2 + 32x – 128 = - 4x2 + 66.673 x -274.72 x = 8 M8 = 2,64 kNm x = 10 M10 = -7,99 kNm = Dx = = -8x + 66.673 x = 8 D8 = 2,673 kNm x = 10 D10 = -13.327 kNm D – C 0 - 4 Mx = -8x x = 0 M0 = 0 kNm x = 4 M4 = -32 kNm Dx = -8 x = 0 M0 = -8 kNm x = 4 M4 = -8 kNm

(6)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 6 C – S 4 - 10 Mx = -8x + Rcv (x-4) = -8x + Rcv.x -4Rcv = -8x + 13,333x – 4(13,333) = 5,333x – 53,332 x = 4 M4 = -32 kNm x = 10 M10 = -0.02 kNm Dx = Dx = 5,333 x = 4 M4 = 5,333 kNm x = 10 M10 = 5,333 kNm

(7)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 7

P O R T A L

(8)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 8 P=5 KN 3 m 3 m 1 m A B C D Q=2 KN/m RAV RBV RAH

Contoh 2: Hitung dan gambarkan diagram gaya-gaya

dalam yang terjadi pada Struktur Portal berikut ini.

PENYELESAIAN :

a. Menghitung Reaksi Perletakan:

 

H 0 PRAH 0  RAH 5KN

 

  

MA 0

R

BV

.

3

R

BH

.

1

2

.

3

.

1

,

5

5

.

3

0

kN

R

BV

3

29

  MB 0

R

AV

.

3

5

.

4

2

.

3

.

1

,

5

0

(

)

3

11

kN

R

AV  

V 0

R

AV

R

BV

 

Q

.

3

KN RAV 6 3 29 3 11  

S O A L 1

(9)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 9 Q2 = 2 29/3 P=5 29/3 11/3 11/3 0 11/3 29/3 5 15

FBD

5 20 5 20 5

b. Free Body Diagram dan Perhitungan GGD:

Tabel Gaya-Gaya Dalam:

Bagian/ Interval Momen (M) Geser (V) Normal (N) A - C 0 - 3 (dari kiri)

0

X

M

0 0   MA X

0

3

M

C

X

0  dx dMX 3 11   X N C - D 0 - 3 (dari 2 5 , 0 3 / 11 XQ X  

0

0

M

C

X

20 3   MD X QX dx dMX 11/3 0 0   VC X Nx = -5

(10)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 10 kiri) X3VD29/3 Tdk Ada Mmak B - D 0 – 4

4

.

BH X

R

M

0

0

M

B

X

20 4   MD X 5   X V NX 29/3

c. Diagram Gaya-Gaya Dalam:

BMD

15 A B C D 15 2

NFD

8 A B C D 5

SFD

A B 2 C D 8

(11)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 11 PENYELESAIAN ∑ H = 0 RBH – 2.3 = 0 RBH = 6 t (→) ∑ MB = 0 RAV.6 – 5.2.5 -10.2 – 2.3.1,5 = 0 RAV.6 – 50 – 20 – 9 = 0 RAV = 79/6 = 13,11 t ∑ MA = 0 RBV.6 - RBH.1 + 2.3.2,5 + 10.4 – 5.2.1 = 0 RBV.6 – 6.1 – 15 – 40 – 10 = 0 RBV =41/6 = 6,8 t Q1 = 5 t/m P = 10 t Q2 = 2t/m E A C D F B 3 m 1 m 2 m 2 m 2 m RBV RBH RAV

S O A L 2

(12)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 12 DIAGRAM BENDA BEBAS

E A C D F B 3 m 1 m 6,8 6 13,11 Q1 = 5 t/m P = 10 t 13,11 13,11 6,8 6 0 9 6,8 0

(13)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 13 Tabel Gaya-Gaya Dalam:

Bagian/ Interval Momen (M) Geser (V) Normal (N) A - C 0 - 4

0

X

M

0 0   MA X

0

3

M

C

X

0  dx dMX NA-C = 13,11 B - F 0 - 3 Mx =6x – ½ Qx2 kNm M X M X F B 9 3 0 0       ) 6 ( QX dx dMX  ) 2 6 ( X dx dMX 6 0   VB X X3VF0 NB-F = -6,8 C - D 0 – 2 2 2 1 11 . 13 x qx MX   0 0   MC X 2 ) 2 )( 5 ( 2 1 ) 2 ( 11 . 13 2    MD X x VX (5)(2) 2 1 11 . 13   11 . 13 0   VC X 11 . 3 2   VD X 0  D C N D – E 0 - 2 Mx = 13.11(x+2)-10(x+1) 34 . 16 ) 2 ( 10 2 ) 11 . 13 ( 0     MD X 68 . 22 ) 3 ( 10 ) 4 )( 11 . 13 ( 2     ME X 10 11 . 13   X V VC-D = 3.17 N D-E = 0 F – E 0 - 2 Mx = 6.83 x + 9 9 0   MF X 68 . 22 2   ME X 83 . 6   X V V F – E = -6.83 N F-E = -0

(14)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 14 DIAGRAM BIDANG MOMEN (BMD)

DIAGRAM BIDANG GESER (SFD)

E A C D F B E A C D F B

(15)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 15 DIAGRA BIDANG NORMAL (NFD)

E

A

C D F

(16)
(17)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 17

(18)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 18 Gambar 5.4 Diagram gaya-gaya dalam portal sendi-rol akibat beban merata dan beban lateral

terpusat

Struktur portal tiga sendi dengan ukuran dan pembebanan seperti Gambar di bawah, hitunglah : 1. Reaksi Perletakan

2. Persamaan Gaya-Gaya Dalam dan Diagram Benda Bebas (FBD) 3. Diagram Gaya-Gaya Dalam (Momen, Geser, dan Normal)

P = 5kN Q1 = 5 kN/m Q2 = 3 kN/m A C S D B E 4 m 2 m 2 m 2 m 4 m

S O A L 1

(19)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 19

SOLUSI

DIAGRAM BENDA LEPAS (DBL)

MENENTUKAN BESARNYA REAKSI PERLETAKAN

∑MA = 0 -RBV.6 + RBH.2 – 12.4 – 20.4 + 10.1 - 5.2 = 0 -RBV.6 + RBH.2 = -32 ………..(1) ∑MB = 0 -RAV.6 + RAH.2 –5.8 – 10.5 – 20.2 – 12.2 = 0 -RAV.6 - RAH.2 = 154 ………..(2) S D C A B R1 = 10 kN R3 = 12 kN P = 5 kN 2 m 2 m R2 = 20 kN 2 m 1 m 1 m 2 m 2 m 2 m Rah Rav Rbh Rbv

(20)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 20 ∑Ms kanan = 0 -RBV.4 + RBH.4 + 12. 2 +20.2 = 0 -RBV.4 - RBH.4 = -64………..(3) ∑Ms kiri = 0 RAV.2 - RAH.6 – 5.4 – 10.1 = 0 RAV.2 - RAH.6 = 30………..(4)

ELIMINASI PERSAMAAN (1) DAN (3)

-RBV.6 + RBH.2 = -32 ×2 -RBV.12 + RBH.4 = -64 -RBV.4 - RBH.4 = -64 ×1 -RBV.4 - RBH.4 = -64 +

-16 RBV = -128 RBV = 8 kN Substitusi nilai RBV ke persamaan 1

-RBV.6 + RBH.2 = -32 → -6(8) + RBH.2 = -32 → RBH = 8 kN Eliminasi Pers. 2 dan Pers 4

-RAV.6 - RAH.2 = -154 ×1 -RAV.6 - RAH.2 = -154 RAV.2 - RAH.6 = 30 ×3 RAV.6 - RAH.18 = 90 -

16 RAH = 154 RAH = 4 kN Substitusi nilai RAH ke Persamaan 2

(21)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 21

DIAGRAM BENDA BEBAS

S D C A B Rah = 4 Rav = 27 Rbh = 8 Rbv = 8 q2 = 3 kN/m q1 = 5 kN/m P = 5 kN E 5 10 C 4 27 24 C 34 4 22 R1 = 30 kN

(22)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 22

Tabel Gaya-Gaya Dalam:

Daerah Interval

Momen (M

x

)

Geser (V

x

)

Normal

(N

x

)

A – C 0 – 6 Mx = –R

AH

. x

= –4x

x = 0, M

A

= 0

x = 3, M

C

= – 24 kN m

V

x

= – R

AH

V

A-C

= –4 kN

–27 kN

E – C

0 – 2 Mx = –P . x

= –5x

x = 0, M

E

= 0

x = 2, M

C

= – 10 kN m

Vx = – P

V

E-C

= – 5 kN

0

C – D 0 – 6

Mx = 22x – 0,5qx

2

– 34

= 22x – 2,5x

2

– 34

x = 0, M

A

= – 34 kNm

x = 2, M

s

= 0

x = 6, M

D

= 8 kN m

Mmax = dMx/dx = 0

= 22 – 5x = 0 x = 4,4 m

Mmax = 22x – 2,5x

2

– 34

V

x

= 22 – 5x

x = 0, V

B

= 22 kN

x = 5, V

D

= – 8

kN

Jika Lintang sama dengan nol maka Momen Mak.

(23)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 23

= 14,4 kN

B – D 0 – 4 Mx = R

BH

. x – 0,5qx

2

= 8x – 1,5x

2

x = 0, M

B

= 0

x = 4, M

D

= 8 kN m

Mmax = dMx/dx = 0

= –8 + 3x = 0 x = 2,67 m

Mmax = 8x – 1,5x

2

= 10,67 kN

V

x

= – 8 + 3x

x = 0, V

B

= – 8

kN

x = 4, V

D

= 4 kN

Jika Lintang sama dengan nol maka Momen Mak.

–8 kN

(24)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 24

A

B

E

C

S

D

A

B

E

C

S

D

A

B

E

C

S

D

+

+

+

5

4

8

4

8

4

27

8

34

10

24

14,

4

10,67

+

4,4

2,6

7

4,4

8

8

(25)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 25

(26)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 26 Pertanyaan : Hitung GGD dititik C dan D

SOLUSI : Y = ( )( ) 15 = ( )( )( ) 15L2 = 8000(L-100) 3L2 - 1600L + 160.000 =0 L1,2 = ( ) √( ) ( )( ) L1 = 400 m (tidak memenuhi) L2 = 133,3 m Reaksi Perletakan 5 m 15 m Rbh Rbv D S C 20 m 10 m 10 m P=20 kN P = 10 kN Rah Rav 100 m

S O A L 1

25 m 10 m 25 m

(27)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 27 ∑MA = 0 -Rbv(100)+Rbh(15)+20(56,665)+10(36,665) = 0 -100 Rbv+15Rbh =-1499,95 …...1) ∑MA = 0 Rav(100)+Rah(15) -10(63,335)-20(43,335) = 0 100Rav + 15 Rah = 1500,05 ……….2) ∑Ms kiri = 0 Rav(66,665)+Rah (20)-10(30)-20(10) = 0 66,665Rav +20Rah = 500 ………3) Pers(2) dan (3) 100 Rav+15Rah = 1500,05 ×4 400Rav+60Rah = 6000,2 66,665Rav+20Rah = 500 ×3 199,995Rav+60 Rah = 1500 200,005Rav = 4500,2 Rav = 22,5 kN (↑) 2250+15Rah =1500,05 15 Rah = -749,95 Rah =-49,997 kN (←) Rah = 49,997 kN(→) ∑V =0 → Rav+Rbv – 10-20 = 0 22,5+Rbv – 30 =0 Rbv = 7,5 kN ∑H =0 → Rah –Rbh = 0 49, 997+Rbh = 0

(28)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 28 Rbh = 49,997 kN (←)

Gaya Gaya Dalam

Y = ( ) ( )( ) Y = ( ) Y = ( ) Y = 0.5998x – 0.0045x2 X = 35 > Y = 15.48 X = 35 → tan θ = 0,4423 → θ = 23.86 0 sin θ = 0,404 cos θ = 0,91 Vx = Rav – 10 = 22,5 – 10 = 12,5 kN (↓) Hx = Rah = 49,997 kN = 49,997 kN (←)  SFc = V cos θ – H sin θ = (12,5)( 0,91) – (49,997)( 0,404) = 11.375 – 20.198 = - 8.823 kN  NFc = V sin θ + H cos θ = (12,5)( 0,404)+( 49,997)( 0,91)

(29)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 29 = 50.547 kN

 Mc = Rav (35) – Rah(15.48) – 10(10) = 22.5(35) – 49.997 (15.48) - 100 = - 86.45 kNm

(30)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 30 HITUNG GGD DI TITIK C Q1 = 3 kN/m Rbv Rbh S C A B Rav Rah 5 m Y =10 m 30 m 20 m Q2 = 1,5 kN/m C Q1 = 3 kN/m Q2 = 1,5 kN/m V = 33,15 kN H = 107,625 kN 93,15 kN 86,125 kN 20 m

S O A L 2

(31)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 31

SOLUSI

∑MA = 0 → (3)(50)(25) - (1,5)(5)(2,5) + (1,5)(10)(5) + Rbh(10) + Rbv(50) = 0 3750 – 18,75 + 75 + 10 Rbh -50 Rbv = 0 10 Rbh -50 Rbv = 3806,25 ……….(1) ∑MB = 0 → (3)(50)(25) – (1,5)(15)(15/2 ) + Rah(10) + Rav(50) = 0 -3750 – 168,75 + 10 Rah + 50 Rav = 0 10 Rah + 50 Rav = 3198,75 ……..………(2)

PERSAMAAN LENGKUNG PARABOLA, Y = 10, X = 50, h = 15 Y = ( )( ) 10 = ( )( )( ) 10L2 = 3000 L – 150.000 L2 = 300L + 15000 = 0 L1,2 = ( ) √( ) ( )( ) ( )( ) L1 = 63,40 m L2 = 236,61 m (tidak memenuhi)

(32)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 32 ∑Ms kanan = 0 (3) (31,7)(15,85) + (1,5)(15)(15/2) – Rbv(31,7) + Rbh(15) = 0 1507,335 + 168,75 – 31,7 Rbv + 15 Rbh = 0 31,7 Rbv – 15 Rbh = 1676,085 ……….(3) PERSAMAAN (1) DAN (3) 50Rbv – 10 Rbh = 3806,25 ×3 150 Rbv – 30 Rbh = 11418,75 31,7 Rbv – 15 Rbh = 1676,085 ×2 63,4 Rbv – 30 Rbh = 3352,17 86,6 Rbv = 8066,58 Rbv = 93,15 kN (↑) 50 Rbv – 10 Rbh = 3806,25 50(93,15) – 10 Rbh = 3806,25 4657,5 – 3806,25 = 10 Rbh Rbh = 85,125 kN Untuk x = 20, h = 15 m, L = 63,4 m Y = ( )( ) Y = ( )( )( ) Y = 0,95x – 0,01 x2 X = 20 → tan θ = 0,55 → θ = 28,81 0

(33)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 33 sin θ = 0,48 cos θ = 0,88 Vx = Rbv – 3(x) = 93,15 – 3(20) = 33,15 kN (↓) Hx = Rbh + (1,5)(15) = 85,125 + 22,5 = 107, 625 kN (→)  SFc = V cos θ – H sin θ = (33,15)(0,88) – (107,625)(0,48) = 29,172 – 51,66 = -22,488 kN  NFc = V sin θ + H cos θ = (33,15)(0,48)+(107,625)(0,88) = 110,622 kN  Mc = Rbv (x) - Rbh(y) – 0,5(Q2)y2 – 0,5(Q1)x2 = 93,15(20) – 85,125(15) – 0,5 (1,5) (15)2 – 0,5 (3) (20)2 = 182,625 kNm

(34)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 34 Pertanyaan : Hitung GGD titik C (8 meter dari A) dan titik D (15 meter dari A)

SOLUSI : h = 10 m x = 40 m Y = 6 m Y = ( )( ) 6 = ( )( )( ) 6 L2 – 1600L + 64000 = 0 L1,2 = ( ) √( ) ( )( ) ( ) L1,2 = √ ) P = 5 kN P = 10 kN S D C 4 m 6 m Rbh Rbv 40 m Rah Rav A B 5 m 5 m 8 m 15 m

S O A L 3

(35)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 35 L1 = 217,6607 m (tidak mungkin) L2 = 49,0059 m Reaksi Perletakan  ∑MB = 0 Rav(40) – Rah(6) – 5(35) – 10(30) = 0 40 Rav – 6Rah – 475 = 0 ………(1)  ∑MS kiri = 0 Rav (L/2) – Rah.10 – 5(L/2-5) – 10(L/2 – 10) = 0 Rav (24,5030) – Rah.10 – 97,515 – 145,03 = 0 24,5030 Rav– 10.Rah – 97,515 – 242,545 = 0 ………(2)

ELIMINASI PERSAMAAN (1) DAN (2) :

40 Rav – 6Rah – 475 = 0 ×10 400Rav – 60Rah = 4750 24,5030 Rav– 10.Rah – 97,515 – 242,545 = 0 ×6 147,018 Rav – 60 Rah = 1455,27

252,982 Rav = 3294,73 Rav = 13,0236 kN(↑) Substitusi Rav ke persamaan (1)

40 Rav – 6Rah – 475 = 0 40(13,0236) – 6(Rah) – 475 = 0 Rah = 7,6573 kN (→)  ∑H = 0 Rah + Rbh = 0 Rah = - Rbh = -7,6573 kN (→)  ∑MA = 0 -Rbv.40 + Rbh.6 + 10.10 + 5.5 = 0 -Rbv.40 +(-7,6573)6 + 125 = 0 Rbv = 1,9764 kN (↑)

(36)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 36  ∑V = 0 Rav + Rbv -10 - 5 = 0 13,0236 + 1,9764 – 15 = 0 …..ok!! GAYA-GAYA DALAM Untuk h = 10 m , L = 49,0059 m Persamaan Parabola : Y = ( )( ) Y = ( ) ( ) Y = ( ) Untuk x = 8 m, maka y = Y = ( ( ) ( ) ) Y = 5.4693 m

Titik c, untuk x = 8 m dari A, maka :

= ( ) X = 8 → = 0,54790 tan θ = 28,7976 sin θ = 0,4817 cos θ = 0,8763  Titik C (8; 5,4693) Vx = Rav – 5 = 13, 0236 – 5 = 8,0236 kN (↓) Hx = Rah = 7,6573 kN (←) Gaya Lintang (SFx) SFx = Vcos θ – H sin θ = (8,0236)( 0,8763) – (7,6573)( 0,4817) = 3,3426 kN ≈ 3 kN Gaya Normal (NFx)

(37)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 37 NFx = -(Vcos θ + H sin θ) = - ((8,0236)( 0,8763) + (7,6573)( 0,4817)) = - 8,4762 kN Momen di titik C Mc = Rav 8 - Rah. 5,4639 – 5.3 = 13,0236. 8 – (7,6573)(5,4639) – 15 = 47,3501 kNm  Titik D Untuk x =15 m, maka Y = ( ( ) ( ) ) = = ( ) X=15 m → = ( ( )) m tan θ = 0,3166 → θ = 17,56780 sin θ =0,3018, cos θ = 0,9534  Titik D (15; 8,4959) Vx = Rav – 5 – 10 = 13,0236 – 15 = -1,9764 kN (↓) Hx = Rah = 7,6573 kN (←) o Gaya Lintang (SFx) SFx = Vcos θ – H sin θ = (-1,9764)(0,9534) – (7,6573)( 0,3018) = -4,1953 kN ≈ -4 kN o Gaya Normal (NFx) NFx = -( Vcos θ + H sin θ) = -((-1,9764)( 0,9534)+(7,6573)(0,3018)) = -1,8843 +2,3110 = -0,4267 kN o Momen di Titik D MD = Rav 15 - Rah.(8,4959) – 5(10) – 10(5) MD = (13,0236)15 – (7,6573) .(8,4959) – 50 – 50 MD = 30.298 kNm

(38)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 38

Pertanyaan : Hitung GGD pada titik C (5 meter dari B) dan titik D (2 meter dari A) Penyelesaian : Untuk x = 20 m, y = 4 m, h = 6 m Y = ( )( ) 4 = ( )( )( ) 4L2 – 480 L + 9600 = 0 L1,2 = ( ) √( ) ( )( ) ( ) L1,2 = √ ) L1 = 94,6410 m (tidak mungkin) L2 = 25,3590 m

S O A L 4

q = 2 t/m’ q = 1 t/m’ D S C B A Rah Rav 2 m 4 m Rbv Rbh 2 m 5 m 20 m S

(39)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 39 Reaksi Perletakan  ∑MA = 0 (2)(20)(10) + (1) (4)(2) – (1)(2)(1) - Rbv.20 + Rbh.4 = 0 400 + 8 – 2 - Rbv.20 + Rbh. = 0 - Rbv.20 + Rbh.4 + 406 = 0 Rbv.20 - Rbh.4 – 406 = 0 ……….………(1)  ∑MB = 0 -(2)(20)(10) – (1)(6)(3) + Rav.20 + Rah.4 = 0 -400 – 18 + Rav.20 + Rah.4 = 0 Rav.20 + Rah.4 - 418 = 0………..…(2)  ∑Ms kanan = 0 -Rbv. 12,6795 + Rbh.6 +(2)(12,6795)(6,3398) + (1)(6)(3) = 0 -12,6795 Rbv +6 Rbh + 178,7710 = 0………..……(3)  ∑Ms kiri = 0 -Rav.7,3025 – Rah.2 –(2)(7,3205)(3,6603) = 0 7,3205 Rav – 2Rah – 53,5905 = 0………..(4) ELIMINASI PERSAMAAN (1) DAN (3)

20 Rbv – 4Rbh = 406 ×6 120 Rbv - 24Rbh = 243,6 -12,6795 Rbv + 6 Rbh = -178,7710 ×4 -50,718 Rbv + 24Rbh = -715,084 + 69,282 Rbv = 1720,916 Rbv = 24,8393 t (↑) Substitusi Rbv = 24,8393 t ke persamaan (1) 20 Rbv – 4 Rbh = 406 20(24,8393) – 4Rbh = 406 Rbh = 22,6965 t (←)

(40)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 40 Eliminasi (2) dan (4) : Rav.20 + Rah.4 - 418 = 0 ×1 Rav.20 + Rah.4 = 418 7,3205 Rav – 2Rah – 53,5905 = 0 ×2 14,641 Rav – 4 Rah = 107,181 + 34,641 Rav = 525,81 Rav = 15,1607 t (↑) Substitusi Rav = 15,1607 t ke (2) 2Rav + 4 Rah = 418 20(15,1607) + 4 Rah = 418 Rah = 28,6965 t (→)  ∑ V = 0 Rav + Rbv – 40 = 0 15,1607 + 24,8393 – 40 = 0……….ok!  ∑ H = 0 Rah – Rbh – 6 = 0 28,6965 – 22,6965 – 6 = 0……….ok!

MENENTUKAN GAYA-GAYA DALAM

Untuk h = 6 m, L = 25,3590 m → Y = ( )( ) ( )( )( )

( )

Untuk titik c, x = 5 m dari B → y ( ( ) ( ) ) { } ( ) X = 5 m → { } ( ( )) = 0,5372 tan θ = 0,53720 → θ = 29,8213o sin θ = 0,4937 cos θ = 0,8676

(41)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 41  Titik C (5; 3,7990) dari B Vx = Rbv – qx =24,8393 – (2)(5) = 14, 8393 t (↓) Hx = Rbh +q.y = 22,6965 +(1)(3,7990) = 26,4955 t (→) Gaya Lintang (SFx) SFx = V cos θ – H sinθ = (14,8393)(0,4973) + (26,4955)(0,8676) = 30,3671 t Mc = Rbv. 5 – Rbh. 3,7990 +(2)(5)(2,5) = 24,8393 (5) – 22,6965(3,7990) +25 = 62,9725 tn

Untuk titik D, x = 2m dari A, h = 2m , L = 25,3590 m, x = 2 m Y = ( )( ) ( )( )( ) = ( ) Untuk x = 2m , y = ( ( ) ( ) ) = 0,5812 m { } ( ) { } ( ( )) tan θ = 0,26570 → θ = 14,8797o sin θ = 0,2567 cos θ = 0,9665  TITIK D (2 ; 0,5812) Vx = Rav – q.x = 15,1607 – 2(2) = 11,1607 t (↓) Hx = Rah = 28,6965 t (←)  GAYA LINTANG (SFx) SFx = Vcos θ – H sin θ = (11,1607(0,9665))-(28,6965(0,2567)) = 3,4204 t ≈ 3t  Gaya Normal (NFx) NFx= -(Vsin θ + Hcos θ) = -((11,1607(0,2567)) +((28,6965)(0,9665)) = -30,6001 t MD = RAv.2 – Rah. 0,5812 – (2)(2)(1) = 15,1607(2) – 28,6965(0,5812) – 4 = 19,1128 tm

(42)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 42 X = 0 → y = 0 { } → ( ) Tan θ = 0,3155 → θ = 17,5105 sin θ = 0,3009 cos θ = 0,9537  TITIK A (0,0) Vx = Rav = 15,1607 t (↓) Hx = Rah = 28,6965 t (←)  Gaya Lintang (SFx) SFx = Vcos θ - Hsin θ (15,1607)(0,9537) – (28,6965)(0,3009) = 5,8240 t ≈ 6 t  Gaya Normal (NFx) NFx = -(Vsin θ + H cos θ) = -((15,1607) (0,3009) + (28,6965)(0,9537) = -31,9297 t M dititik A → Ma = 0

 Untuk titik S (12,6795;6) dari B {

} =

( ( )( ))

Tan θ = 0 → sin θ = 0, cos θ = 1 S = (12,6795;6) Vx = Rbv – q.x = 24,8393 –(2)(12,6795) = -0,5197 t (↓) Hx = Rbh + q.x = 22,q.y = 22.,6965 +(1)(6) = 28,6965 t (→) Gaya Lintang (SFx) SFx = Vcos θ – Hsin θ = (-0,5197.1) – (28,6965.0) =-0,5197 t Gaya Normal (NFx) NFx = Vsin θ + Hcos θ = (-0,5197.0) – (28,6965.1) = 28,6965 t  ntuk titik B (0,0) dari B

{ } = ( ( )( )) Tan θ = 0,9464 → θ = 43,4226 Sin θ = 0,6874 Cos θ = 0,7263  Titik B (0,0) Vx = Rbv = 24,8393 t (↓) HX = Rbh = 22,6965 t (→) Gaya Lintang (SFx) SFx = Vcos θ – Hsin θ = (24,8393)(0,7263) – (22,6965)(0,6874) =2,4392 t Gaya Normal (NFx)

(43)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 43 NFx = Vsin θ + Hcos θ = (-0,5197)(0,6874) – (28,6965)(0,7263) = 28,6965 t

Pertanyaan : Tentukan Reaksi perletakan soal berikut ini :

Persamaan dasar parabola yang digunakan adalah : ( )( )

Dimana :

Y = tinggi titik yang ditinjau dari tumpuan H = tinggi puncak parabola dari tumpuan X = jarak mendatar dari tumpuan terdekat L = jarak mendatar dua tumpuan

SOLUSI : Y : ( )( ) = ( )( )( ) = ( )  ∑MA = 0

S O A L 5

S q = 2 kN/m C A B 10 m P1 = 5kN P2 = 4 kN 20 m 10 m 10 m

(44)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 44 (-Rbv.40)-(4.7,5) + (5.30) + (q.20.10) = 0 -40 Rbv – 30 +150 + 400 = 0 -40 Rbv = -520 Rbv = 13 kNm  ∑MB = 0 (-Rav.40) – (q.20.30) – (P1.10) – (P2.7,5) = 0 (-Rav.40) – 1200 – 50 – 30 = 0 40 Rav = 1280 Rav = 32 kN  ∑Ms kanan = 0 (-Rbv.20) + (Rbh.10) + (4.2,5) + (5.10) = 0 (-20.13) + (10 Rbh) + 10 + 50 = 0 -260 + 10 Rbh + 60 = 0 Rbh = 20 kN  ∑Ms kiri = 0 (-Rav.20) - (Rah.10) - (q.20.10) = 0 (-20.32) - (10 Rah) – 400 = 0 -10 Rah = 0 Rah = 24 kN  ∑V = 0 Rav + Rbv = 40 +5 32 + 13 = 45 ………..ok!  ∑H = 0 Rah - Rbh = 4 24 – 20 = 4 …………..ok!

(45)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 45

(46)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 46 Pertanyaan : Hitung gaya gaya batang yang terjadi pada struktur rangka batang tegrambar di bawah ini menggunakan metode kesetimbanan titik :

m = 2j – r 9 = 2(6) – 3 9 = 9….(statis tentu) 1. REAKSI PERLETAKAN  ∑MA = 0 (-Rbv.3) + (5.3) + (-1.8) +(-1.4) = 0 1 kN 5 kN 5 kN 1 kN 1 kN 4 m 4 m 1 2 3 4 5 6 F2 F3 F1 F4 3 m Rav Rbv Rah Rbh F5 F8 F6 F7 F9 M= jumlah batang J = jumlah titik buhul R = jumlah reaksi perletakan

(47)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 47 -3Rbv – 15 – 8 – 4 = 0 Rbv = 1  ∑MB = 0 (-Rav.3) + (-5.3) + (-1.8) +(-1.4) = 0 Rav = 9  ∑V = 0 Rav + Rbv = 0 5 + 5 = 0………...ok!  ∑H = 0 Rah = 1+1+1 Rah = 3………...ok!

II. GAYA DI TITIK BUHUL BUHUL 1 BUHUL 2  ∑ V = 0 α Rah Rav F1 F2 4 m 3 m ∑V = 0 Rav + F2 = 0 9 + F2 = 0 F2 = -9 kN ∑H = 0 Rah + F1 = 0 3 + F1 = 0 F1 = -3 kN F4 F3y F3 F3x F1 F3x F3y 3 m 4 m 5 m α F3x = F3 sin α = F3 F3y = F3 cos α = F3

(48)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 48 Rbv + F4 + F3y = 0 1 + F4 + 3,33 = 0 F4 + 3,66 = 0 → F4 = - 3,66  ∑ H = 0 F1 + F3x + 1 = 0 -3 + F3x + 1 = 0 F3 = 3,333  BUHUL 3  ∑ V = 0 F2 + F3y – F6 = 0 -9 + 3,33 = 0 → F6 = - 6,33  ∑ H = 0 F3x + F5 = 0 → F5 = - 1,99  BUHUL 5 o ∑ V = 0 F6 F2 F3y F3 F3x F5 F3x = F3 cos α = F3 F3y = F3 sin α = F3 F9 F7x F7 F7y F6 5 kN F7x = F7 cos α = F7 F7y = F7 sin α = F7

(49)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 49 F6 + F7y + 5 = 0 -6,33 + F7 . + 5= 0 → F7 = 1,66 o ∑ H = 0 F7x + F9 = 0 → F9 = - 0,99  BUHUL 6 o ∑ V = 0 F8 + 5 = 0 F8 = -5 BUHUL 4 (kontrol) 5 kN F9 F8 1 kN F8 F7y F7 F7x F5 F4 F7x = F7 cos α = 1,66 =0,99 F7y = F7 sin α = F7 = 1,33 o ∑ V = 0 F6 + F7y - F4 = 0 -5 +1,33 – (-3,36) = 0 → ok o ∑ H = 0 F5 + 1 + F7x = 0 → ok

(50)

Kumpulan Soal Mekanika Rekayasa 1 dan 2 Page 50

Gambar

Tabel Gaya-Gaya Dalam:
DIAGRAM BIDANG GESER (SFD) E A C D  F B  E  A C  D  F B
DIAGRAM BENDA LEPAS (DBL)

Referensi

Dokumen terkait

Mahasiswa memahami dan dapat menghitung gaya dalam akibat beban terpusat dan merata pada balok dengan perletakan jepit, balok kantilever, dan balok miring. Papan tulis,

Diagram bidang momen akibat tinjau ulang beban gempa ke arah kanan (positif) pada portal akhir ... Diagram gaya geser akibat tinjau ulang beban gempa ke kanan (positif) pada

22 Gambar 2.9 Perbandingan Respon Sistem Struktur Terhadap Beban Lateral (a) Deformasi Lateral; (b) Diagram Momen; (c) Diagram Gaya Geser Tingkat

 Mahasiswa memahami dan mengetahui tentang gaya-gaya dalam dari struktur portal kaki tunggal dan kaki tidak simetris dengan rasuk gerber, memikul beban terpusat dan terbagi

Penentuan rasio tulangan (ρ) kolom K_205 akibat gaya portal sumbu Y berdasarkan beberapa kombinasi beban .... Kombinasi gaya geser kolom K_205 di sendi

11 Mahasiswa menganalisa reaksi perletakan dan diagram gaya-gaya dalam balok Gerber dengan dua sendi dan berbagai kombinasi beban Balok Terusan Bersendi (Gerber Pemaparan

Posisi Kolom AB W14x99 setinggi 8m pada arah sumbu kuat (sb x) merupakan bagian dari portal seperti pada Gambar2 dan pada arah sumbu lemah (sb y) mendapatkan lateral support

Beban terbagi rata sebesar 5 t/m dan beban terpusat 4 ton.Hitung dan gambarkan gaya-gaya dalam pada konstruksi tersebut Notasi tentukan sendiri Tanggal : Dibuat Oleh: Ir..