Dasar-dasar tegangan statika Bangunan merupakan konsep yang penting dalam desain struktur. Teori ini menjelaskan bagaimana gaya yang bekerja pada struktur akan mempengaruhi tegangan yang terjadi. Teori ini juga menjelaskan bagaimana gaya-gaya ini mengalir melalui struktur dan bagaimana tegangan dapat dikontrol. Teori ini juga memungkinkan desainer untuk menentukan jumlah gaya yang diperlukan untuk menahan beban pada struktur yang diberikan.
Dasar-dasar tegangan statika Bangunan meliputi beberapa konsep penting, seperti gaya, tegangan, dan deformasi. Gaya adalah kekuatan yang diterapkan pada struktur. Tekanan adalah gaya per satuan luas yang diterapkan pada struktur. Deformasi adalah perubahan bentuk yang terjadi pada struktur akibat gaya yang diterapkan.
Konsep lain yang penting dalam teori tegangan statika adalah gaya gaya geser, tarik, dan tekan. Gaya geser adalah gaya yang diterapkan pada struktur dan menyebabkan struktur bergerak secara melingkar. Gaya tarik adalah gaya yang diterapkan pada struktur dan menyebabkan struktur bergerak secara linear. Gaya tekan adalah gaya yang diterapkan pada struktur dan menyebabkan struktur mengalami penekanan.
Konsep lain yang penting dalam teori tegangan statika adalah konsep keseimbangan. Keseimbangan menyatakan bahwa jumlah gaya yang bekerja pada struktur harus sama dengan jumlah gaya yang menolak struktur. Ini berarti bahwa jika satu gaya meningkat, maka gaya lainnya harus menurun untuk mempertahankan keseimbangan.
Dasar-dasar tegangan statika Bangunan memungkinkan desainer untuk memahami bagaimana gaya bekerja pada struktur dan bagaimana tegangan dapat dikontrol. Ini juga memungkinkan desainer untuk menghitung jumlah gaya yang diperlukan untuk menahan beban pada struktur yang diberikan.
Elemen-elemen Sistem Struktur Bangunan
. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Struktur
Statika Konstruksi Balok Sederhana
Analisis Rangka Batang (Truss) Sederhana
3.7. Dasar-Dasar Tegangan STATIKA BANGUNAN
3.7.1. Tegangan Normal STATIKA BANGUNAN
Pengetahuan dan pengertian tentang bahan dan perilakunya jika
mendapat gaya atau beban sangat dibutuhkan di bidang teknik bangunan.
Jika suatu batang prismatik, dengan luas tampang seragam di sepanjang
batang, menerima beban atau gaya searah dengan panjang batang, maka
gaya tersebut akan menimbukan tegangan atau tekanan pada tampang
batang. Tegangan atau tekanan merupakan besaran gaya per satuan luas
tampang. Sehingga besar tegangan yang dialami batang prismatik tersebut
masing-masing sebesar T/A dan P/A. Pada gambar, A merupakan luas
tampang melintang batang yang dikena T atau P pada .
Sumber: Hasil penggambaran
R R
= 35°
Sumber: Hasil penggambaran
Jika batang tersebut menerima gaya tarikan (Gambar), maka
akan timbul tegangan tarik. Sedang jika batang menerima gaya tekan,
(Gambar) akan menyebabkan tegangan tekan pada tampang melintang
batang. Tegangan dinyatakan dengan simbol σ. Secara umum besaran
tegangan dapat ditulis dengan formula sebagai berikut.
σ = P / A (3.5)
Dimana:
σ = Tegangan
P = Besarnya gaya
A = Luas tampang
Menurut Hukum Hooke, setiap batang bahan akan berubah
mengalami perubahan bentuk (deformasi), baik perpanjangan atau
perpendekan saat menerima gaya. Bertambah panjang jika menerima
tegangan tarik, bertambah pendek jika menerima gaya tekan. Perubahan
panjang – pendek batang, diberi symbol δ, dipengaruhi oleh pajang batang,
tegangan yang terjadi, dan modulus elastisitas dari bahan (E). Besaran
perubahan akibat gaya tersebut dapat ditulis dengan formula sebagai
berikut.
δ = ε L (3.6)
Dimana : δ = Perubahan panjang : perpanjangan / perpendekan
ε = Regangan bahan = σ / E
L = Panjang Batang
E = Modulus elatisitas bahan
3.7.2. Tegangan Geser (Shear) STATIKA BANGUNAN
Jika gaya normal/tangensial merupakan gaya sejajar arah
memanjang batang, gaya geser merupakan gaya yang berarah tegak lurus
dengan panjang batang. Ilustrasi geseran ditunjukkan pada Gambar.
Batang vertikal pada gambar tersebut menerima geseran di dua bagian
potongan m dan potongan n. Besaran tegangan geser dinyatakan dengan
simbol τ dalam satuan. Jika besaran gaya geser (S) dikerjakan pada
batang akan menimbulkan tegangan geser (τ) dengan formula sebagai
berikut.
τ = S / A (3.7)
Dimana : τ = Tegangan geser (kg/mm2, kg/cm2, ton/m2
S = Gaya geser (kg, ton)
A = luas tampang tergeser (mm2, cm2, m2)
Sumber: Hasil penggambaran
3.7.3. Tegangan Torsi (Puntir)
Terkadang suatu komponen struktur menerima puntiran, kopel puntir
atau momen puntiran. Puntiran tersebut menimbulkan tegangan geseran
yang disebut sebagai tegangan geser puntir. Ilustrasi batang yang
mengalami torsi ditunjukkan pada Gambar.
.JPG)
Besarnya tegangan yang diakibatkan oleh momen puntir/torsi pada tampang
batang lingkaran dan lingkaran berlubang dituliskan dengan formula sebagai
berikut.
τ = T . r / Ip (3.8)
Dimana :
τ = Tegangan geser torsi
T = Besaran momen torsi
r = Jari-jari batang terputir
Ip = Momen inersia polar tampang tergeser:
Ip = π d4/32 untuk lingkaran pejal
Ip = π/32(d24-d14) untuk lingkaran berlubang
Sumber: Hasil penggambaran
3.7.4. Tegangan Lentur pada Balok - STATIKA BANGUNAN
Balok merupakan struktur yang menerima beban tegak lurus
terhadap arah panjang. Karenanya balok umumnya mengalami lenturan dan
geseran pada bagian di dekat dudukan. Gaya geser, sering disebut gaya
lintang akan menyebabkan tegangan geser. Gambar menunjukkan
diagram geser balok yang terjadi di sepanjang batang. Ditunjukkan pula
diagram gaya momen yang menyebabkan lenturan pada balok. Momen
penyebab lenturan tersebut disebut sebagai momen lentur.
%20Struktur%20balok%20yang%20mengalami%20lenturan%20dan%20geser%20(b)%20Diagram%20tegangan%20akibat%20momen%20lentur.JPG)
Gambar (a) Struktur balok yang mengalami lenturan dan geser
(b) Diagram tegangan akibat momen lentur
Sumber: Hasil penggambaran
Gaya geser dan momen lentur tersebut akan menyebabkan
tegangan geser dan tegangan lentur. Tegangan lentur maksimum seperti
terjadi pada batang tepat di bawah P, berjarak a dari dudukan A. Diagram
momen lentur maksimum terjadi pada titik dimana geseran memiliki nilai = 0.
Sedangkan geseran maksimum terjadi umumnya di daerah dudukan. Pada
gambar gaya lintang masimum/ D maks terjadi di atas dudukan B.
Terdapat dua macam momen lentur, momen lentur positif dan
momen lentur negatif. Tampang balok yang mengalami lenturan positif akan
mengalami tegangan dengan arah sejajar panjang batang (tegangan
normal). Di bagian atas sumbu tengah tampang akan mengalami tegangan
tekan (Compression Stress). Bagian bawah sumbu tampang mengalami
tegangan tarik (tension stress).
Sedangkan tampang dengan lenturan negatif berlaku kebalikannya,
tegangan tarik di bagian atas dan tegangan tekan di bagian bawah sumbu
tampang. Besaran tegangan akibat lenturan pada balok dapat ditulis dengan
formula sebagai berikut.
σ = M.y/I (3.9)
Dimana:
σ = tegangan lentur yang terjadi pada batang
M = Momen lentur yang dialami balok
y = Jarak serat terjauh dari sumbu tampang
I = Momen inersia tampang balok
= 1/12 b h3 untuk tampang persegi panjang dengan lebar b
dan tingg h
= π d4/64 untuk tampang lingkaran
3.7.5. Tegangan Geser pada Balok
Balok yang menerima lentur dapat mengalami geseran ke arah
memanjang. Ilustrasi perilaku balok yang mengalami geseran pada arah
memanjang beserta diagram tegangan geser yang terjadi ditunjukkan
seperti pada Gambar.
Sumber: Hasil penggambaran
Tegangan geser paling besar terjadi pada garis netral tampang.
Besaran tegangan geser maksimum ke arah memanjang balok dengan
tampang persegi panjang ditunjukkan gambar, dapat dihitung dengan
formula sebagai berikut.
τmaks = 3 V / 2A (3.10)
Dimana:
V = Gaya geser / gaya lintang
A = Luas tampang melintang batang
= b.h untuk tampang persegi panjang
Sedangkan formula tegangan geser maksimum yang terjadi untuk tampang
lingkaran adalah sebagai berikut.
τmaks = 4 V/ 3πr2 = 4 V / 3A (3.11)
Dimana: V = Gaya geser / gaya lintang
A = Luas tampang melintang batang
= πr2 untuk tampang lingkaran
Selengkapnya : Teknik Struktur Bangunan
2
1
Posting Komentar