Modul ke: 01 Analisa Struktur I METODA CONSISTENT Fakultas FTPD Acep Hidayat,ST,MT Program Studi Teknik Sipil
Struktur Statis Tidak Tertentu Analisis Struktur Analisis struktur adalah proses untuk menentukan respon suatu struktur akibat pembebanan agar memenuhi persyaratan keamanan (safety), biaya (economy), dan terkadang estetika (aesthetics). Respon struktur ini biasanya diukur dengan penghitungan reaksi-reaksi (reactions), gaya-gaya dalam batang (internal forces), dan perpindahan posisi (displacement) struktur. Struktur dapat diklasifikasikan dalam dua kategori umum yaitu statis tertentu dan statis tak tentu. Penggunaan kategori struktur tersebut dalam analisis struktur memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing. Kelebihan utama dalam menggunakan struktur statis tak tentu adalah momen lentur dan gaya lintang yang dihitung lebih rendah dibandingkan penghitungan statis tertentu. Kelebihan lainnya adalah struktur lebih kaku untuk berat bahan yang sama dibandingkan statis tertentu. Dua kelebihan ini merupakan hasil dari kontinyuitas dari batang struktur dalam mengurangu besarnya perpindahan posisi dan tegangan. Namun demikian, penghitungan struktur statis tak tentu menjadi lebih rumit dibandingkan dengan statis tertentu.
Dalam bangunan Teknik Sipil, seperti gedung-gedung, jembatan dan lain sebagainya, ada beberapa macam system struktur, mulai dari yang sederhana sampai dengan yang sangat kompleks. Pada mata kuliah Mekanika Teknik I, mahasiswa telah mempelajari system yang paling sederhana yaitu struktur statis tertentu, dimana reaksi perletakan maupun gaya-gaya. dalamnya (gaya lintang, gaya normal dan momen) pada struktur tersebut dapat dicari hanya dengan pertolongan persamaan keseimbangan. Adapun persamaan keseimbangan yang dimaksud ada 3 (tiga) keseimbangan yaitu : Σ V = 0 Σ H = 0 Σ M = 0 (jumlah gaya-gaya vertical sama dengan nol) (jumlah gaya-gaya horizontal sama dengan nol) (jumlah momen sama dengan nol)
A perletakan sendi mempunyai 2 reaksi perletakan RHA dan RVA yang tidak diketahui besarnya,b perletakan rol mempunyai sebuah reaksi perletakan RBV dibesarnya yang tidak diketahui. Jumlah reaksi perletakan yang tidak diketahui besarnya ada 3, maka dapat dicari dengan 3 persamaan keseimbangan. Sedangkan pada sebuah potongan struktur (I), ada tiga gaya dalam (NI, DI dan MI) yang tidak diketahui besarnya, maka ketiga gaya dalam tersebut dapat dicari dengan 3 persamaan keseimbangan. Dengan demikian struktur diatas termasuk struktur statis tertentu.
Balok kantileverdenganperletakan jepit di beban jumlah reaksi perletakan ada 3 (RHA, RVA, RMA). Masing-masing dapat diselesaikan dengan pertolongan 3persamaan keseimbangan, maka struktur tersebut adalah struktur statis tertentu Definisi Struktur Statis Tidak Tertentu Suatu struktur disebut statis tidak tertentu jika tidak bisa diselesaikan dengan hanya pertolongan persamaan keseimbangan. Dalam syarat keseimbangan ada 3 (tiga) persamaan, apa bila sebuah struktur yang mempunyai reaksi perletakan lebih dari 3 (tiga), maka reaksi-reaksi perletakan tersebut tidak bisa dihitung hanya dengan 3 persamaan keseimbangan. Struktur tersebut dikatakan struktur statis tidak tertentu.
Definisi Struktur Statis Tidak Tertentu Suatu struktur disebut statis tidak tertentu jika tidak bisa diselesaikan dengan hanya pertolongan persamaan keseimbangan. Dalam syarat keseimbangan ada 3 (tiga) persamaan, apa bila sebuah struktur yang mempunyai reaksi perletakan lebih dari 3 (tiga), maka reaksireaksi perletakan tersebut tidak bisa dihitung hanya dengan 3 persamaan keseimbangan. Struktur tersebut dikatakan struktur statis tidak tertentu. Kelebihan bilangan yang tidak diketahui terhadap jumlah persamaan keseimbangan, disebut tingkat atau derajat ke statis tidak tentuan suatu struktur. Apabila yang kelebihan itu reaksi perletakan maka struktur disebut statis tidak tertentu luar sedangkan kalau yang kelebihan itu gaya dalam maka struktur disebut statis tidak tentu dalam.
Derajat Ketidaktentuan Statis (Degree of Statically Indeterminancy) Kebanyakan struktur dapat diklasifikasikan dalam tiga klasifikasi yaitu balok (beam), portal (frame), dan rangka (truss). Balok adalah elemen struktur yang menerima beban arah transversal secara dominan. Analisis strukutr balok dikatakan lengkap bila diagram gaya lintang dan momen lentur telah diketahui. Portal merupakan suatu struktur yang tersusun dari batang-batang yang dihubungkan dengan sambungan yang kaku (rigid joint). Analisis struktur portal ini dikatakan lengkap bila variasi gaya akisal, gaya lintang, dan momen sepanjang batang telah diketahui. Rangka adalah surtu struktur yang mana semua batang-batangnya, biasanya diasumsikan, terhubungkan dengan sendi (hinge), untuk mengeliminasi gaya lintang dan momen dalam batang. Secara umum, analisis struktur rangka hanya menentukan gaya aksial dalam semua batang.
Dalam kajian keseimagn struktur pada suatu bidang coplanar (bidang x- y), suatu struktur harus memenuhi persyaratan keseimbangan seperti diberikan dalam persamaan 1.1. ΣFx = 0 ΣFy = 0 (1.1) ΣMz = 0 Jika suatu struktur dalam keseimbangan, masing-masing batang dan sambungan atau setiap bagian struktur harus dalam keseimbangan juga dan harus memenuhi persamaan keseimbangan. Struktur yang memenuhi dan dapat dianalisis cukup dengan menggunakan persamaan keseimbangan (persamaan 1.1) dikategorikan sebagai struktur statis tertentu. Dengan demikian, struktur statis tak tentu tidaklah cukup diselesaikan atau dianalisis hanya dengan menggunakan persamaan keseimbangan di atas. Struktur statis tak tentu terdapat beberapa kebebasan dalam pemilihan batang atau reaksi-reaksi yang dikenal sebagai kelebihan (redundant). Statika dalam sistem gaya pada bidang co-planar memberikan hanya dua reaksi yang diketahui, sebarang tambahan reaksi adalah kelebihan. Suatu struktur dengan kelebihan reaksi disebut juga sebagau struktur statis tak tentu. Derajat ketidaktentuan statis ditunjukkan dengan jumlah kelebihan reaksi pada struktur.
Terima Kasih PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL