370 likes | 1.59k Views
ANALISA STRUKTUR METODE MATRIKS RANGKA RUANG (SPACE TRUSS). Struktur Rangka Ruang. y. v. x. Hubungan antara “Gaya” dan “Deformasi”. Persamaan matriks hub. “gaya” dan “ deformasi”. nodal displacemen , terdiri dari ; u i ; v i ; w i ; u j ; v j ; w j atau vektor displacemen
E N D
y v x
nodal displacemen, terdiri dari ; ui ; vi ; wi ; uj ; vj ; wj atau vektor displacemen • nodal gaya, terdiri dari ; fi ; gi ; hi ; fj ; gj ; hj atau vektor gaya
Matriks Kekakuan elemen pada sistem koordinat Lokal dimana : A = luas penampang elemen L = panjang elemen E = modulus elastis bahan
Transformasi Koordinat X, Y, Z ; sistem koordinat global x, y, z; sistem koordinat lokal
Hub. koordinat lokal (x, y, z) terhadap koordinat global (X, Y, Z) dapat dinyatakan sbb : x = Cos θxX . X + Cos θxY .Y + Cos θxZ. Z y = Cos θyX . X + Cos θyY .Y + Cos θyZ. Z z = Cos θzX . X + Cos θzY .Y + Cos θzZ. Z Cosinus dari sudut-sudut θxX, θxY , θxZ ,………, θzZ disebut “direction cosinus”.
Untuk penyederhanaan penulisan, dipakai notasi baru sbb : lx= cos θxXmx = cos θxYnx = cos θxZ ly= cos θyXmy = cos θyYny =cos θyZ lz = cos θzXmz = cos θzYnz = cos θzZ Sehingga hubungan antara x,y,z dengan X, Y, Z ditulis dalam bentuk pers.matriks sbb :
Karena setiap elemen memiliki 2 node (node-i dan node-j) maka hubungan tersebut dapat dinyatakan sbb :
Dimana : [T] = matriks transformasi untuk elemen rangka ruang Dari uraian sebelumnya ; Matriks {x} dapat diartikan sebagai vektor displacemen (atau vektor gaya) terhadap koordinat lokal Matriks {X} dapat diartikan sebagai vektor displacemen (atau vektor gaya) terhadap koordinat global
VEKTOR DISPLACEMEN Atau : Atau : VEKTOR GAYA
Matriks kekakuan elemen pada sistem koordinat global ; Atau : simetris
λx = Cos θxX= μx= Cos θxY= γx= Cos θxZ= Dimana dan
Batang-1(node-i = 1 ; node-j = 3) E = 2.100 kg/cm2 A = 20 cm2 L = 500 cm maka diperoleh ; AE/L = 84 kg/cm λx = cos θxX = cos 90 = 0 μx = cos θxY= 4/5 = 0.8 vx = cos θxZ = 3/5 = 0.6
Dari Matriks Kesetimbangan didapatkan nilai-nilai Deformasi seperti di samping : displacemen node-3