Macam-macam Gaya erdasarkan cara kerjanya pada struktur, gaya dapat dibagi atas dua macam gaya, yaitu gaya luar dan gaya dalam. Gaya luar. ) Gaya luar. Gaya yang bekerja di luar konstruks dapat berupa gaya normal (tekan atau tarik), momen lentur dan momen puntir (torsi). ) Gaya Normal. Gaya ini dapat berupa gaya vertikal yang tegak lurus terhadap sumbu balok (gaya lintang) dan gaya horizontal yang sejajar sumbu balok atau di luar sumbu balok (gaya normal). Gaya normal dikatakan tekan apabila gaya dalam arahnya menuju titik kumpul, bertanda negatif (-). Sebaliknya gaya normal diaktakan tarik apabila gaya dalam arahnya ke luar dari titik kumpul, bertanda (+). ) Momen lentur (M), Momen adalah suatu kejadian di mana aksi dan reaksi tidak dalam satu garis kerja. esarnya momen adalah perkalian gaya berat (P) dengan panjang lengan (L) dari gaya ke titik yang ditinjau. Satuan momen adalah satuan gaya dikali satuan jarak (kg.cm, kg.m, ton.cm, ton.m, KNm). Momen disebut positif (M+) jika menyebabkan bendanya berputar menurut arah jarum jam, dan sebaliknya (M-) berlawanan arah jarum jam. ) Momen Puntir (Torsi). Gaya untuk memutar benda terhadap sumbu batangnya disebut momen puntir dari suatu gaya terhadap sumbu putarnya. Momen puntir adalah besaran gaya, di mana garis kerjanya terletak sepanjang sumbu putarnya. Gaya Dalam ) Gaya dalam. Gaya yang ada di dalam elemen struktur yang berusaha menjaga keseimbangan beban-beban luar yang bekerja pada struktur berupa reaksi vertical di titik simpul ( ) dan reaksi horizontal (H ). Gaya luar sebagai aksi eksternal (beban) menyebabkan gaya internal (reaksi) di dalam elemen struktur, tegangan dan regangan. Tegangan adalah intensitas gaya/satuan luas (Kg/cm atau N/mm). Misalnya, balok sederhana terdapat gaya P yang arahnya ke bawah, maka reaksi perletakan & mengarah ke atas. ) Gaya dalam sebagai gaya pada elemen struktur yang timbul akibat adanya aksi dan reaksi. Gaya dalam terjadi akibat adanya gaya aksi dan reaksi yang seimbang. pabila pada suatu benda bekerja sebuah gaya, maka di dalam benda
tersebut terjadi gaya lawan yang besarnya sama dengan gaya tersebut dalam satu garis kerja gaya. Tipe gaya dalam, yaitu: Tarik, Tekan, Lentur, Geser, Torsi, Tumpu. ) Gaya Tarik adalah gaya yang menarik elemen hingga putus. Kekuatan elemen terhadap tarik tergantung dari luas penampang, panjang dan materialnya. ) Gaya Tekan adalah gaya yang menyebabkan elemen hancur atau menekuk. Elemen pendek cenderung hancur, elemen panjang dapat terjadi tekuk sehingga tidak dapat memikul beban yang besar. ) Gaya Lentur adalah gaya yang terjadi di balok dan kolom. Jika satu permukaan terjadi tekan, satu permukaan lain terjadi tarik. Tekan dan tarik terjadi pada satu penampang yang sama. Kekuatan terhadap lentur tergantung dari distribusi material pada penampang dan jenis material. 6) Gaya Geser adalah gaya berlawanan arah yang menyebabkan bagian struktur patah terhadap yang lain, umumnya terjadi pada balok. 7) Gaya Torsi adalah terjadinya puntir pada elemen struktur, dimana terjadi gaya rotasi berlawanan secara aksial pada penampang elemen struktur. Pada torsi, terjadi gaya tarik dan tekan.
Segi anyak Gaya dan Lukisan Kutub Letak garis kerja resultan dari beberapa gaya pada suatu bidang datar, ialah dengan mencari pertolongan garis kerja dari gaya-gaya tadi. Garis kerja resultan diperoleh dengan menyusun terlebih dahulu dua gaya, sesudah itu resultan kedua gaya itu dengan gaya yang lain (ketiga) dan seterusnya. Penyelesaian gaya dari empat buah gaya sembarang, yaitu gaya-gaya,, K dan K (Gambar 7) akan didapatkan resultan dari gaya-gaya tersebut Gambar 7, Gambar 8 dan Gambar 9. Langkah : Menentukan dari dan dengan memindahkan vektor-vektor dan ke titik potong a dari garis-garis kerja dan selanjutnya digambarkan jajaran genjang gayanya (Gambar 7). a K C D K Gambar 7. Menentukan dari dan Langkah : Dengan cara yang sama resultan dari dan gaya K (Gambar 8). b a K K C D K Gambar 8. esultan dari dan gaya K
Langkah : Dengan cara yang sama esultan dari dan K (Gambar 9). K c a K K b C D K Gambar 9. esultan dari dan gaya K Untuk gaya dan dengan letak sajajar dan searah sejauh n meter dan masingmasing menangkap pada titik dan (Gambar 0), maka resultan dari dan : Gambar 0. Gaya dan dengan letak sajajar dan searah sejauh n meter Penyelesaian Langkah : Pada titik dan kita tempatkan gaya-gaya bantu P dan P yang sama besar dan arah berlawanan sehingga saling meniadakan, selanjutkan didapat dan (Gambar ). Gambar. Gaya-gaya bantu P dan P yang sama besar dan arah berlawanan
Langkah : Memindahkan Vektor dan menurut garis kerja gaya dan menangkap pada titik potong yang dimaksud, kemudian dan disusun lagi sehingga menghasilkan = + (Gambar ). Gambar : Memindahkan Vektor dan menurut garis kerja gaya esultan banyak gaya yang letak garis kerjanya tak teratur yang satu terhadap yang lain (Gambar dan ). Gambar. esultan empat buah gaya yang letak garis kerjanya tak teratur
Gambar. esultan enam gaya yang letak garis kerjanya tak teratur esultan empat gaya yang letak garis kerjanya teratur yang satu terhadap yang lain Lihat Gambar. Gambar. esultan empat gaya yang letak garis kerjanya teratur esultan empat gaya yang letak garis kerjanya tidak teratur yang satu terhadap yang lain Lihat Gambar 6. Gambar 6. esultan empat gaya yang letak garis kerjanya tidak teratur 6
Pada Gambar 7 terlihat bahwa gaya K arah gaya ke bawah, gaya K arah gaya ke bawah, gaya K arah gaya ke atas, gaya K arah gaya ke bawah, dan gaya K memiliki arah gaya ke atas, sehingga didapatkan esultan. esultan gaya pada sebuah batang sepanjang dengan beban buah gaya, seperti terlihat pada Gambar 7. P = t P = t P = t P = t,00,0,00,0,, Skala Gaya cm # ton Skala Panjang cm # m Catatan: Gaya adalah besaran vektor yang memiliki arah dan besaran (P sampai P ) Gaya bisa dipindahkan asal besar dan arahnya sama Gaya yang searah saling menjumlahkan dan gaya yang tidak searah saling meniadakan Gaya yang tidak searah dengan titik tangkap sama membentuk esultan (, dan ) Gambar 7. esultan gaya pada batang sepanjang dengan buah gaya 7
atang sepanjang dengan buah gaya tidak teratur Gambar 8. P =t P =t P =,t P = t 60 60 P = t P P.8 P P,00,00,00,00,00 P 6.8 P H =.70 Skla Pnjng: cm # m Skala Gaya: cm # ton Catatan: Gaya adalah besaran vektor yang memiliki arah dan besaran (P sampai P ) Gaya bisa dipindahkan asal besar dan arahnya sama Gaya yang searah saling menjumlahkan dan gaya yang tidak searah saling meniadakan Gaya yang tidak searah dengan titik tangkap sama membentuk esultan (, dan ) Gambar 8. atang sepanjang dengan buah gaya tidak teratur 8
=.8 atang tunggal dengan beban majemuk arah tidak teratur Gambar 9. P = t P =t P =,t P =t Q 60 60 t P = t,00,00,00,00,00,00 P 6 7 Q=t Q P P P P 6 7 v =.8 P H =.70 Skala Panjang: cm # m Skala Gaya: cm # ton Catatan: Gaya adalah besaran vektor yang memiliki arah dan besaran (P sampai P dan Q) Gaya bisa dipindahkan asal besar dan arahnya sama Gaya yang searah saling menjumlahkan dan gaya yang tidak searah saling meniadakan Gaya yang tidak searah dengan titik tangkap sama membentuk esultan (, dan ) Gambar 9. atang tunggal dengan beban majemuk arah tidak teratur 9