Pengertian gerak seperti disebutkan diatas, tidak semata-mata hanya pada perpindahan sebuah benda dari satu tempat ke tempat lain. Mari kita analogikan kata gerak tersebut pada struktur bangunan atau konstruksi. Bisa berarti bahwa gerak itu adalah mencakup perubahan bentuk dari sebuah konstruksi, baik itu secara tetap maupun tidak. Contoh :
- Anda berjalan diatas sebuah titian bambu yang menghubungkan kedua tepi sungai/kali. Saat anda berjalan di atasnya, titian tersebut akan berdeformasi ke bawah (melendut) atau bahkan seolah-olah mengeper.
- Anda menarik ujung dari sebuah tiang yang tertanam. Kemudian anda lepaskan. Maka ujung tiang itu akan membandul dari kiri ke kanan sampai gaya yang anda berikan itu habis. (Lihat gambar di atas).
- Banyak contoh lain yang bisa anda analogikan.
GAYA
Gaya : Salah satu besaran vektor
Vektor : Mempunyai besar dan arah
Vektor biasa digambarkan seperti berikut :
Vektor diatas adalah vektor ‘i’ dengan titik awal ‘A’ dan ujung ‘B’. Besarnya vektor diatas adalah ‘AB’ yang biasanya dinyatakan dengan skala, atau kadang-kadang langsung dinyatakan besarnya. Misalnya : i = 50 km/jam ke arah utara. Karena gaya adalah vektor, maka dalam menjumlahkan gaya selalu dijumlahkan BESAR dan ARAHNYA. Penjumlahan dua atau lebih gaya dapat dilakukan dengan cara GRAFIS atau ANALITIS, hasilnya disebut RESULTANTE.
GAYA-GAYA SEJAJAR
Dua
|
atau lebih gaya dikatakan sejajar apabila mempunyai garis kerja yang sejajar, yaitu apabila garis kerjanya diteruskan maka tidak akan pernah bertemu (bertemu di titik tak terhingga). Sedang arahnya bisa berlawanan atau searah.
GAYA-GAYA TAK SEJAJAR
Dua
|
atau lebih gaya dikatakan tidak sejajar apabila mempunyai garis kerja yang tidak sejajar, yaitu apabila garis kerjanya diteruskan maka akan bertemu pada suatu titik. Arahnya bisa sembarang.
PENJUMLAHAN GAYA
Penjumlahan gaya dapat dilakukan dengan cara GRAFIS dan ANALITIS. Dengan catatan bahwa dalam penjumlahan tersebut selalu dilibatkan besar dan arahnya. Berikut ini adalah penjumlahan gaya secara GRAFIS dan ANALITIS.
Grafis
|
Penjumlahan gaya dengan cara ini dilakukan dengan menggambarkan gaya-gaya tersebut sesuai dengan arah dan besarnya. Besarnya gaya tersebut digambarkan dengan menggunakan skala. Caranya adalah dengan menggambarkan gaya-gaya tersebut secara sambung menyambung dan resultannya diperoleh dengan menghubungkan titik awal gaya yang pertama dengan ujung vektor yang terakhir. Besarnya resultan tersebut dihitung dengan mengalikan panjang resultan tersebut dengan skala yang digunakan. Hal yang perlu diingat bahwa sebuah gaya dapat dipindahkan, asal besar dan arahnya tetap. Perhatikan contoh !
Analitis |
Penjumlahan gaya dengan cara ini adalah dengan menggunakan perhitungan matematis. Persamaan yang digunakan adalah :
Dimana :
R = Resultan
F1 = Gaya Pertama
F2 = Gaya Kedua
a = sudut diantara F1 dan F2
BEBAN / GAYA LUAR
Beban
|
adalah gaya atau aksi yang bekerja pada suatu struktur yang menyebabkan timbulnya gaya-gaya dalam (perlawanan=reaksi) dari struktur tersebut. Beban-beban tersebut dapat berupa beban terpusat, terbagi rata, segitiga dan bahkan juga berupa momen (puntir). Beban tersebut dapat bekerja secara langsung pada struktur atau bekerja secara tidak langsung. Beberapa contoh beban seperti beban angin pada kap, kendaraan diatas jembatan, peralatan dalam suatu bangunan, berat struktur itu sendiri dan lain-lain.
GAYA DALAM
Gaya
|
dalam adalah gaya yang timbul atau reaksi dari suatu struktur akibat bekerjanya gaya-gaya luar. Reaksi ini timbul dimaksudkan untuk mengimbangi gaya-gaya luar tadi. Gaya-gaya dalam ini akan menimbulkan deformasi pada bagian struktur yang akan dilawan oleh tegangan didalamnya. Gaya dalam dapat juga dikatakan sebagai resultan berbagai tegangan. Gaya-gaya dalam dapat berupa GAYA NORMAL, GAYA GESER/LINTANG dan MOMEN LENTUR.
Gaya
|
NORMAL adalah gaya dalam yang bekerja tegak lurus pada penampang suatu batang atau bekerja dengan garis kerja berimpit dengan batang. Gaya normal dapat berupa gaya yang bersifat menarik keluar dari masing-masing ujung batang, yang disebut gaya Normal Tarik dan berupa gaya yang bekerja menekan pada kedua ujung batang yang disebut gaya Normal Tekan. Untuk memudahkan perhitungan, di gunakan persetujuan tanda bahwa gaya normal tarik adalah Positip dan gaya normal tekan adalah Negatif. Biasanya gaya normal dilambangkan dengan simbol ‘ N ‘.
Gaya
|
GESER/Lintang adalah gaya yang bekerja tegak lurus terhadap arah panjang batang (terhadap potongan melintang) yang menyebabkan suatu penampang akan bergeser bergerak keatas atau kebawah satu sama lain. Perjanjian tanda adalah Positip jika ujung bagian kiri bergeser keatas terhadap bagian kanan atau ujung bagian kanan bergeser kebawah terhadap bagian kiri. Negatif bila ujung bagian kiri bergeser kebawah terhadap bagian kanan atau ujung bagian kanan bergeser keatas terhadap bagian kiri. Biasanya gaya lintang disimbolkan ‘ Q ‘.
Momen
|
LENTUR adalah gaya momen pada suatu struktur yang menyebabkan stuktur tersebut mengalami lentur. Yang menyebabkan struktur tersebut melentur disebut momen lentur luar sedang untuk mengimbangi agar terjadi keseimbangan gaya dalam adalah momen lentur dalam. Perjanjian tanda yang digunakan adalah POSITIP jika menyebabkan sisi luar tertekan dan sisi dalam tertarik. Sebaliknya jika momen tersebut menyebabkan sisi luar tertarik dan sisi dalam tertekan, maka tandanya NEGATIF.
Selain momen lentur, dikenal juga MOMEN TORSI/PUNTIR yaitu momen yang kerjanya tegak lurus sumbu balok atau beban terpusat P yang arahnya tegak lurus sumbu balok tetapitidak memotong balok. Akibat bekerjanya gaya-gaya tersebut maka struktur tersebut akan mengalami PUNTIR atau momen TORSI. Biasanya momen torsi dilambangkan Mtr atau T.
