Kuliah ke-7 Lanjutan

Transkripsi

1 Kuliah ke-7 Lanjutan Salah satu cara untuk menentukan gaya dalam batang pada rangka batang adalah dengan mengambarkan bentuk deformasi yang mungkin dari struktur yang akan terlihat apabila batang yang hendak diketahui sifat gayanya dibayangkan tidak ada. Dengan demikian, sifat gaya (tarik atau tekan) batang itu dapat diketahui berdasarkan analisis mengenai pencegahan deformasi tersebut. Pada analisis rangka batang adalah menentukan apakah rangka batang itu mempunyai konsfigurasi stabil atau tidak. Pada umumnya kita dapat mengatakan melalui pemeriksaan apakah suatu rangka batang stabil atau tidak akibat beban eksternal dengan memperhatikan secara bergiliran apakah setiap titik hubung lain pada kondisi pembebanan tersebut. Secara umum setiap rangka batang yang merupakan susunan bentuk dasar segitiga merupakan struktur yang stabil. Pola susunan batang yang tidak segitiga, secara umum merupakan pola yang harus dipandang dengan lebih berhati-hati.

2

3 Dalam desain rangka batang antara lain konsfigurasi eksternal, pola segitiga (triangulasi) internal, pemilihan material dan desain elemen (batang). Variabel demensional yang penting adalah meliputi bentang dan tinggi rangka batang, panjang setiap rangka batang (khususnya batang tekan), jarak antar rangka batang, dan jarak balok transversal (yang pada gilirannya akan menentukan pembebanan pada rangka batang dan sering kali juga menentukan lokasi titik hubung). Kriteria yang digunakan untuk merancang dapat juga bervariasi. Tujuan efisiensi struktural biasa digunakan dan diwujudkan dalam prosedur desain yang bertujuan meminimumkan jumlah bahan yang digunakan dalam rangka batang untuk memikul pembebanan pada bentang ditentukan berdasarkan tujuan tersebut. Tentunya saja tinggi rangka batang merupakan variabel penting dalam meminimumkan persyaratan volume material. Desain elemen juga dipengaruhi. Setiap elemen rangka batang dapat didesain secara tepat untuk memikul gaya dalam. Karena gaya-gaya dalam batang umumnya berbeda-beda, maka ukuran (dimensi) batang pun berbeda-beda juga. Batang bulat atau berbentuk kabel dapat pula digunakan. Desain elemen dapat pula dipengaruhi oleh konfigurasi menyeluruh dan pola internalnya (misalnya, pola efisien yang meminumkan panjang elemen tekan) dan memaksimumkan panjang elemen tarik).

4 Alternatif lain, kriteria desain dapat didasarkan atas tinjauan efisiensi pelaksanaan (konstruksi) sehubungan dengan pabrikasi dan pembuatan rangka batang. Untuk mencapai tujuan ini, hasil yang diperoleh seringkali berupa rangka batang dan konsfigurasi eksternal sederhana (yang mempunyai batang tepi atas dan bawah horizontal, atau bentuk tabel sederhana). Untuk mencapai tujuan elemen mempunyai panjang yang sama, maka dapat diperoleh bentuk triangulasi sederhana pula Desain elemen juga dipengaruhi. Sebagai ganti pembuatan desain elemen yang sesuai dengan masing-masing gaya batangnya, desain dapat didasarkan pada gaya maksimum salah satu batang, dapat digunakan sebagai dasar untuk menentukan dimensi batang-batang lainnya. Dengan demikian pembuatan rangka batang identik yang saja akan menyebabkan pembuatan titik hubung semakin mudah daripada batang-batangnya berbeda.. Yang umum dilakukan adalah membuat rangka batang dengan tiga ukuran batang yang berbeda, satu jenis ditepi atas, satu jenis tepi dibawah,dan jenis lainnya batang-batang lainnya. Meskipun tujuan desain lainnya dapat digunakan, tujuan efisiensi struktural dan efisiensi konstruksi adalah tujuan-tujuan yang akan dibandingkan pada pembahasan berikut. Seringkali kedua tujuan tersebut bertentangan dalam arti menghasilkan desain yang amat berbeda. Meskipun stabilitas bukan merupakan suatu kriteria untuk pendesainan batang tarik, namun batang tarik perlu dibatasi panjangnya untuk menjaga agar batang jangan terlalu fleksibel. Batang tarik terlalu panjang akan mempunyai lendutan yang besar sekali yang disebabkan oleh berat batang tarik itu sendiri. Terlebih lagi batang akan bergetar bila menahan gayagaya angin rangka terbuka atau bila harus menahan alat-alat yang bergetar seperti fans atau kompressor.

5 Berdasarkan beban tarik yang bekerja, mutu baja dan jenis profil, dapat ditentuka profil yang kuat namun cukup hemat. Proses pemilihan ukuran profil seperti yang dimaksudkan dinamakan perencanaan batang tarik. Perencanaan batang yang baik harus ditinjau dari beberapa segi berikut: 1. Tegangan (stress) Ukuran profil balok harus dipilih sedemikian rupa sehingga tegangan yang terjadi kurang atau sama dengan tegangan tarik ijindapat diketahui hemat atau tidaknya suatu perencanaan. Semakin dekat tegangan yang terjadi dengan tegangan ijinnya, maka perencanaan dikatakan semakin ekonomis. 2. Pelayanan (servicebility) Struktur tidak diperkenankan menunjuk perilaku yang mengkhawatirkan pemakai. Misalnya defleksi yang berlebihan, bergetarnya elemen struktur oleh kendaraan yang bergerak dan sebagainya. Dalam hal ini batas kelangsingan harus dibatasi. 3. Sifat keliatan (Ductility) Hal ini merupakan persyaratan yang sangat penting. Tanpa daktilitas yang baik tidak akan terjadi redistribusi tegangan yang menyebabkan hitungan menjadi lebih sederhana khususnya pada perencanaan plastis. Sifat ini diketahui dari percobaan tarik. 4. Ketahananan (Durability Ketahanan terhadap cuaca panas dan dingin, korosi atau suhu meningkat perlu diperhatikan. Khusus untuk batang, stabilitas (stability) tidak perlu ditinjau karena baik Lucal buckling maupun lateral torsional (buckling maupun lateral torsional tidak mungkin terjadi pada batang ini.

6