Frame vs Truss

Frame vs Truss

Sistem struktur rangka terdiri atas:
1. Sistem struktur bidang
a). Plane Truss (PT)
b). Plane Frame (PF)
c). Grillage (GL)
2. Sistem struktur ruang
a). Space Truss (ST)
b). Space Frame (SF)

Sebelum masuk dalam pemakaian struktur diatas, perlu difahami dulu tentang:
1). Pemodelan struktur
Terdiri atas:
a). Properti dan hubungan batang
Terdiri atas: Titik Awal, Titik Akhir, luas penampang, momen inersia, modulus elastisitas bahan, hubungan dengan batang lain (sendi , jepit)
b). Sistem tumpuan
Tumpuan yang menahan gaya arah vertikal, horizontal dan perputaran sudut.
Rol hanya menahan 1 arah saja, umumnya gaya vertikal
Sendi menahan gaya vertikal dan horizontal
Jepit menahan gaya vertikal, horizontal dan perputaran sudut.

2). Pembebanan Struktur
Jenis beban terdiri:
a). Beban Titik
Adalah beban yang bekerja pada titik simpul, arahnya bisa pada sumbu X, Y, atau Z
Beban Titik ini berupa beban terpusat.
b). Beban Batang
Adalah beban yang bekerja pada batang struktur, bisa merupakan beban terpusat (P) atau beban merata (Q)

Suatu model struktur setelah dibebani akan terjadi adalah:
1) deformasi
2) gaya batang
3) reaksi perletakan

yang jenisnya akan tergantung pada sistem struktur yang dipilih

Karakteristik Struktur Rangka:
1). Plane Truss (PT)
Batang2 disusun membentuk segita tertutup dengan hubungan batang adalah sendi
Beban yang bekerja adalah beban titik, bisa pada arah X (Px) atau Y (Py)
Setelah dibebani, akan terjadi deformasi perpindahan titik arah X atau arah Y (dx dan dy), (2 degree of freedom) atau batang mengalami perubahan panjang
Gaya batang yg terjadi hanya gaya Aksial, gaya yg bekerja sejajar sumbu batang (Tarik atau Tekan atau Nol)

Reaksi perletakan adalah gaya arah X atau Y (Rx dan RY) tergantung jenis tumpuannya

2) Plane Frame (PT)
Batang disusun secara bebas dengan hubungan antar batangnya sebagian besar adalah menerus / jepit. Bisa memakai hubungan sendi pada beberapa tempat tertentu yg direncanakan untuk kebutuhan tertentu
Sistem tumpuan bis roll, sendi atau jepit
Beban yang bekerja bisa bebanTitik pada arah vertikal / horizontal (Px / Py) dan beban batang (kebanyakan nya)

Setelah dibebani struktur akan mengalami:
Deformasi perpindahan titik arah X, Y dan perputaran sudut (3 degree of freedom)

Gaya batang yang terjadi adalah:
Gaya Aksial (Px), Gaya Geser (Py) dan Momen Lentur (@z)

Reaksi perletakan adalah Gaya Arah X, Y dan Momen (Rx, Ry dan Momen)

3). Struktur Space Truss (ST)
Secara singkat sama dengan Plane Truss dalam 3 Dimensi (Ruang)
Gaya yang bekerja beban titik arah X,Y atau Z (Px, Py dan Pz)
Tumpuan dipakai untuk menahan gaya arah X, Y dan Z
Setelah dibebani, struktur akan mengalamai:
Deformasi perpindahan titik kearah X, Y, dan Z ( dx, dy dan dz) (3 degree of freedom)
Gaya batang hanya gaya aksial (Px)
Reaksi perletakan berupa gaya Arah X, Y dan Z (Rx, Ry dan Rz)

4) Struktur Space Frame (SF)

Secara singkat sama dengan Plane Frame / Portal dalam 3 Dimensi (Ruang)
Gaya yang bekerja beban titik arah X,Y atau Z (Px, Py dan Pz) dan beban batang
Tumpuan dipakai untuk menahan gaya arah X, Y dan Z, rotasi pada sumbu X, Y dan Z (@X, @Y dan @Z)
Setelah dibebani, struktur akan mengalamai:
Deformasi perpindahan titik kearah X, Y, dan Z ( dx, dy dan dz) dan perputaran sudut pada sumbu X,Y dan Z (2X,@y dan @Z)(6 degree of freedom)
Gaya batang hanya gaya aksial (Px), gaya geser arah vertikal (PY), gaya geser arah horizontal (PZ) , Momen Lentur arah Vertikal (MZ), Momen Lentur Arah Horizontal (MY) dan Momen Torsi (Mx).
Reaksi Perletakan terdiri dari Gaya Arah X,Y dan Z (RX, RY dan RZ) dan Momen arah X,Y dan Z (MX, MY dan MZ)

Catatan:
Degree of Fredom (DOF) adalah derajat kebebasan suatu titik simpul, yang akan menentukan jumlah persamaan yg harus dikerjakan. Satu buah titik pada PT hanya perlu 2 persamaan, sedang 1 titik pada SF perlu 6 persamaan.