BAB I PENDAHULUAN. yang demikian kompleks, metode eksak akan sulit digunakan. Kompleksitas

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN I.1. LATAR BELAKANG Pada saat ini, pesatnya perkembangan teknologi telah memunculkan berbagai jenis struktur pelat yang cukup rumit misalnya pada struktur jembatan, pesawat terbang, bangunan, dan produk industri lainnya. Pada analisa struktur yang demikian kompleks, metode eksak akan sulit digunakan. Kompleksitas struktur tersebut menyangkut beberapa hal, antara lain: kerumitan bentuk struktur yang kerap kali tidak simetris, karakteristik material yang non-linier dan kondisi pembebanan yang rumit. Perhitungan menggunakan metode eksak tidak mungkin digunakan pada struktur dengan kompleksitas yang sedemikian rumit, karena penyelesaian eksak hanya dapat diperoleh untuk kasus yang paling sederhana. Dalam model teori yang telah dikembangkan, analisa dan dan modelisasi struktur pelat dapat disederhanakan menjadi sebuah bidang datar yang disebut permukaan referensi, yaitu bidang tengah pelat atau bidang xy (z = 0). Dengan pemodelan ini semua relasi (persamaan keseimbangan, tegangan, deformasi, hukum hooke dan ekspresi energi) struktur solid 3 dimensi akan digeneralisasikan menjadi model solid 2 dimensi dengan mengikuti hipotesa-hipotesa yang diambil sesuai dengan model teori yang dipergunakan. Secara umum, pelat merupakan suatu struktur solid tiga dimensi dengan bidang permukaan yang lurus, datar (tidak melengkung) dan tebalnya jauh lebih

2 kecil dibandingkan dengan dimensi yang lain. Ditinjau dari segi statika, kondisi tepi pelat bisa bebas, jepit-jepit elastis, bertumpuan sederhana, bertumpuan elastis atau dalam beberapa hal dapat berupa tumpuan titik terpusat. Beban statis dan dinamis yang dipikul oleh pelat umumnya tegak lurus terhadap permukaan pelat sehingga peralihan yang terjadi pada pelat merupakan akibat dari aksi lentur pelat. Sementara perkembangan mekanika struktur secara keseluruhan dimulai dengan penelitian masalah keseimbangan, analisa dan percobaan yang pertama kali terhadap pelat terutama dilakukan terhadap getaran bebas. Dalam hal yang lebih khusus, Pelat Flat-Slab memiliki keistimewaan dibandingkan dengan pelat lain yaitu pada pelat ini tidak menggunakan balok sebagai penahan bebannya melainkan pelat itu sendiri yang menahan beban diatasnya. Hal ini pasti menimbulkan pemikiran, tanpa adanya balok sebagai penahan pada pelat flat-slab ini pasti akan mengalami momen dan lendutan yang besar terutama pada bagian tengah pelat. Hal inilah yang mendasari penulisan tugas akhir ini, yaitu untuk menganalisa seberapa besar momen dan lendutan yang terjadi pada pelat flat-slab ini dan membandingkannya dengan pelat lain sehingga kita dapat mengetahui perbedaan yang konkrit antara pelat flat-slab ini dengan pelat biasa sehingga hal ini dapat dijadikan pedoman untuk mendesain pelat. Gambar.1.1. Flat Slab

3 Gambar.1.2. Flat Beam Setelah membaca dan mempelajari literatur mengenai pelat flat-slab ada beberapa hal yang dapat saya hipotesa, antara lain: Lendutan yang terjadi pada pelat flat-slab lebih besar dibandingkan dengan lendutan yang terjadi pada pelat balok. Dan besarnya nilai lendutan tergantung pada dimensi dari pelat tersebut. sementara itu, momen yang terjadi pada kedua jenis pelat tersebut sama besarnya apabila beban yang diberikan pada kedua jenis pelat tersebut sama besar. I.2. PERMASALAHAN Permasalahan yang terjadi pada pelat sangat luas dan rumit. Kasus-kasus seperti lendutan, momen lentur, momen puntir, gaya geser, analisa tegangan dan regangan, torsi, dan lain sebagainya. Hal ini belum termasuk permasalahan yang terjadi akibat bentuk pelat yang beragam dan kondisi perletakan yang berbeda pada pelat. Oleh karena itu, dibutuhkan waktu yang lama untuk dapat mempelajari dan mengatasi semua masalah yang terjadi pada kasus pelat. Dalam tugas akhir ini, permasalahan yang utama yang dihadapi adalah mengenai gaya dalam yang terjadi pada pelat tanpa balok (Flat-Slab). Dalam

4 kasus pelat flat-slab ini karena tepi pelat tidak ditumpu oleh balok sehingga menyebabkan terjadi lendutan pada tepi pelat. Sementara pada kasus pelat balok karena tepi dari pelat tersebut menggunakan balok sehingga lendutan hanya terjadi di tengah pelat sementara lendutan yang terjadi pada tepi pelat ini hampir tidak ada. Inilah perbedaan yang khas dari kedua jenis pelat ini dan inilah yang mendasari penulisan tugas akhir ini yaitu untuk mengetahui seberapa besar perbedaan gaya dalam dari kedua pelat ini dari segi perhitungan mekanika teknik. (sumber : Theory of plates and shells, S. Timoshenko) Gambar.1.3. Lendutan pada flat-slab

5 (sumber : Theory of plates and shells, S. Timoshenko) Gambar.1.4. Lendutan pada Flat Beam Reaksi (R) yang terjadi pada gambar lendutan pelat diatas dapat dicari dengan menggunakan rumus R = 2 2 d ( ) ( ) M = w xy 2D 1 v dxdy (sumber : Theory of plates and shells, S. Timoshenko) I.3. TUJUAN PENULISAN Adapun manfaat dari penulisan tugas akhir ini adalah untuk mengetahui sejauh mana perbedaaan Gaya Dalam seperti Lendutan (w) dan Momen Lentur (M x dan M y ) antara flat-slab dan flat beam, sehingga kita dapat mengetahui karakteristik dari masing-masing pelat.

6 I.4. PEMBATASAN MASALAH Karena luasnya permasalahan yang terjadi dalam pembahasan mengenai pelat dan akibat dari keterbatasan literatur serta waktu yang kurang mencukupi, sehingga dalam penulisan tugas akhir ini hanya akan membahas mengenai perhitungan mekanika teknik dari pelat yang dibandingkan saja. Dengan kata lain, hal-hal diluar perhitungan mekanika teknik, seperti perhitungan bahan, jenis bahan dan lain sebagainya tidak akan dibahas dalam tugas akhir ini. I.5. METODOLOGI PENULISAN Metode yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah studi literatur yaitu dengan mengumpulkan data-data dan keterangan dari buku-buku yang relevan dan berhubungan dengan pembahasan pada tugas akhir ini serta masukan-masukan dari dosen pembimbing. Tulisan ini bersifat komparatif yaitu untuk mengetahui perbandingan antara satu variabel dengan variabel lain. Dalam tugas akhir ini variabel yang dibandingkan adalah Flat-Slab dengan Flat Beam. Untuk perhitungan tabel-tabel dilakukan dengan bantuan program Microsoft Excel dan untuk penggambaran dilakukan dengan bantuan AutoCAD.