Beban Statis Dinamis [PDF]

Citation preview

http://mech-idr.blogspot.com/2015/03/pembebanan-pada-struktur.html



Dalam menjalankan fungsinya, setiap struktur Teknik Sipil akan menerima pengaruh dari luar yang perlu dipikul. Selain pengaruh dari luar, sistem struktur yang terbuat dari material bermassa, juga akan memikul beratnya sendiri akibat pengaruh gravitasi. Selain pengaruh dari luar yang dapat diukur sebagai besaran gaya atau beban, seperti berat sendiri struktur, beban akibat hunian atau penggunaan struktur, pengaruh angin atau getaran gempa, tekanan tanah atau tekanan hidrostatik air, terdapat juga pengaruh luar yang tidak dapat diukur sebagai gaya. Sebagai contoh adalah pengaruh penurunan pondasi pada struktur bangunan, atau pengaruh temperatur / suhu pada elemen-elemen struktur. Dalam melakukan analisis dan desain dari suatu struktur bangunan, perlu adanya gambaran yang jelas mengenai perilaku dan besarnya beban yang bekerja pada struktur. Gambar 1 mengilustrasikan diagram dari beban-beban yang dapat bekerja pada struktur teknik sipil. Hal penting yang berkaitan dengan karakteristik beban untuk keperluan analisis struktur adalah pemisahan antara beban-beban yang bersifat statis dan dinamis. Secara umum, beban luar yang bekerja pada struktur Teknik Sipil dapat dibedakan menjadi beban statis dan beban dinamis. Beban statis adalah beban yang bekerja secara terus-menerus pada suatu struktur. Beban statis juga diasosiasikan dengan beban-beban yang secara perlahan-lahan timbul serta mempunyai variabel besaran yang bersifat tetap (steady states). Dengan demikian, jika suatu beban mempunyai perubahan intensitas yang berjalan cukup perlahan sedemikian rupa sehingga pengaruh waktu tidak dominan, maka beban tersebut dapat dikelompokkan sebagai beban statik (static load). Deformasi dari struktur akibat beban statik akan mencapai puncaknya jika beban ini mencapai nilainya yang maksimum. Beban statis pada umumnya dapat dibagi lagi menjadi beban mati, beban hidup, dan beban khusus, yaitu beban yang diakibatkan oleh penurunan pondasi atau efek temperatur Beban dinamis adalah beban yang bekerja secara tiba-tiba pada struktur. Pada umumya, beban ini tidak bersifat tetap (unsteady-state) serta mempunyai karakterisitik besaran dan arah yang berubah dengan cepat. Deformasi pada struktur akibat beban dinamik ini juga akan berubah-ubah secara cepat.



Gb. Beban pada struktur Teknik Sipil Dengan demikian, jika suatu beban mempunyai perubahan intensitas yang bervariasi secara cepat terhadap waktu, maka beban tersebut disebut sebagai beban dinamis (dynamic load). Beban dinamis dapat menyebabkan terjadinya osilasi sehingga deformasi puncak dari struktur tidak terrjadi bersamaan dengan terjadinya beban yang maksimum. Pengaruh beban statis dan beban dinamis pada struktur, dapat digambarkan pada Diagram Beban (P) – Waktu (t), seperti pada Gambar di bawah :



Gb. Diagram Beban ( P ) – Waktu ( t ) Beban statis dapat dianggap sebagai beban dinamis dengan intensitas beban yang tetap dari waktu ke waktu. Getaran mesin merupakan beban dinamis yang bersifat periodik karena mempunyai intensitas beban dan frekuensi getar yang berulang. Bentuk dari getaran yang ditimbulkan mesin pada umumnya berbentuk sinusoidal. Getaran gempa merupakan beban dinamik dengan intesitas dan frekuensi getar yang acak dari waktu ke waktu. Meskipun terjadi



dalam waktu yang singkat, tetapi getaran gempa dapat menimbulkan kerusakan pada struktur bangunan. Untuk memudahkan prosedur analisis struktur terhadap pengaruh beban yang ditimbulkan oleh ledakan, getaran mesin, dan pengaruh pergerakan kendaraan, sering dilakukan memperlakukan beban-beban tersebut sebagai beban statik. Pengaruh dinamik yang ditimbulkan oleh beban, diperhitungkan dengan mengalikan intensitas beban dengan suatu faktor pembesaran dinamik yang dinamakan faktor kejut. Untuk keperluan analisis struktur bangunan, sampai dengan tingkat intensitas beban tertentu serta batasan dari kondisi struktur bangunan tertentu, beban dinamik yang bekerja pada struktur, dapat diasumsikan sebagai beban statik ekuivalen. Sebagai contoh, analisis struktur bangunan gedung terhadap getaran gempa dapat dilakukan dengan metode analisis statik yang sederhana, yaitu Analisis Beban Gempa Statik Ekuivalen. Metode analisis statik ini dapat digunakan untuk menggantikan metode analisis dinamik yang cukup rumit. dengan persyaratan struktur yang dianalisis mempunyai bentuk yang simetris dengan ketinggaan bangunan gedung tidak lebih dari 40 m. Untuk bangunan gedung dengan bentuk yang tidak beraturan atau bangunan dengan ketinggian lebih dari 40 m, analisis struktur harus dilakukan secara dinamik.



https://yulianamargareta.wordpress.com/201 2/01/25/perbedaan-antara-beban-dinamikdan-beban-statik/ Perbedaan antara Beban Dinamik dan Beban Statik JANUARY 25, 2012YULIANA MARGARETHA



Selama ini telah dipelajari perilaku struktur yang mendapat beban statis, artinya bebanbeban tersebut tetap, baik intensitasnya, tempatnya, arah garis kerjanya. Sedangkan dalam dinamika struktur akan dipelajari perilaku struktur jika struktur tersebut mendapat beban dinamis, yaitu beban yang berubah-ubah menurut fungsi waktu ( time varying ). Perbedaan antara Beban Dinamik dan Beban Statik : Beban Statik : Adalah beban tetap, baik besarnya (intensitasnya), titik bekerjanya dan arah garis kerjanya tetap. Beban Dinamik : 1. Beban yang besarnya ( intensitasnya ) berubah-ubah menurut waktu, sehingga dapat dikatakan besarnya beban merupakan fungsi waktu. 2. Bekerja hanya untuk rentang waktu tertentu saja, akan tetapi walaupun hanya bekerja sesaat akibat yang ditimbulkan dapat merusakkan struktur bangunan, oleh karena itu beban ini harus diperhitungkan didalam merencanakan struktur bangunan. 3. Beban dinamik dapat menyebabkan timbulnya gaya inersia pada pusat massa yang arahnya berlawanan dengan arah gerakan. Contoh gaya inersia yang paling sederhana adalah tumpukan kotak pada bak belakang truk akan terguling kedepan bila truk direm mendadak, dan akan terguling kebelakang bila truk dengan mendadak dijalankan. 4. Beban dinamis lebih kompleks dari pada beban statis, baik jika ditinjau dari bentuk fungsi bebannya maupun akibat yang ditimbulkan. 5. Karena beban dinamik adalah fungsi dari waktu, maka pengaruhnya terhadap struktur juga akan berubah-ubah.menurut waktu. Oleh karena itu penyelesaian persoalan dinamik harus dilakukan secara berulang-ulang mengikuti sejarah pembebanan yang ada. Jika penyelesaian problem statik bersifat tunggal (single solution ), maka dalam penyelesaian problem dinamik bersifat penyelesaian berulangulang ( multiple solution ). 6. Karena beban dinamik menimbulkan repons yang berubah-ubah menurut waktu, maka struktur yang bersangkutan akan ikut bergetar.



Pada saat bergetar bahan dari struktur akan melakukan resistensi/perlawanan terhadap getaran/gerakan, dan pada umumnya dikatakan bahan yang bersangkutan mempunyai kemampuan untuk meredam getaran. Dengan demikian pada pembebanan dinamik akan terdapat peristiwa redaman yang hal ini tidak terdapat pada pembebanan statik. Contoh-contoh Beban Dinamik : 1. 2. 3. 4.



5.



6. 7. 8.



Getaran yang di-akibatkan oleh generator. Getaran dijembatan yang diakibatkan oleh gerakan kendaraan. Getaran yang di-akibatkan oleh suara yang keras, seperti mesin jet pesawat terbang. Angin. Angin dengan kecepatan tinggi dan menerpa suatu struktur bangunan dapat diekivalenkan sebagai suatu gaya yang bekerja sekaligus menggetarkan struktur bangunan. Beban Gelombang Air Laut. Gelombang air laut menimpa bangunan pantai seperti pemecah gelombang ( breakwater), dermaga dll. juga merupakan beban dinamik yang di-ekivalenkan suatu gaya yang bekerja pada bangunanbangunan tersebut. Energi gelombang ini dapat disebabkan adanya tiupan angin yang kencang, maupun gempa bumi yang terjadi didasar laut dapat menimbulkan gelombang tsunami. Gempa bumi. Ledakan bahan peledak atau bom. Dan lain-lain.



http://ilcapitanoramadhani.blogspot.com/2011/05/dinamika-struktur.html



Rabu, 18 Mei 2011 DINAMIKA STRUKTUR



DINAMIKA STRUKTUR



Secara sederhana 'dinamik' dapat diartikan sebagai variasi atau perubahan terhadap waktu dalam konteks gaya yang bekerja (eksitasi) pada struktur. Beban dinamis dapat berupa variasi besarannya (magnitude), arahnya (direction) atau posisinya (point of application) berubah terhadap waktu. Demikian pula respons struktur terhadap beban dinamik, yaitu lendutan dan tegangan yang dihasilkan juga perubahan-waktu, atau bersifat dinamik.



(a)



(b)



Gambar 1.1. Balok kantilever dengan (a) beban statis dan (b) beban dinamis.



Pada gambar diatas terlihat balok kantilever dengan dua jenis pembebanan berbeda yaitu beban statis dan dinamis. a. Gambar 1.1 (a) menunjukan balok kantilever dengan beban statis, responnya dipengaruhi oleh beban P. b. Gambar 1.1 (b) menunjukan balok kantilever dengan beban dinamis atau beban yang bervariasi terhadap waktu P(t).



Lendutan dan tegangan internal yang timbul dalam kasus beban statis hanya ditimbulkan langsung oleh beban P, sedangkan dalam kasus beban dinamis, percepatan yang dialami oleh balok akibat P(t) menimbulkan gaya inersia yang terdistribusi pada seluruh bagian balok. Lendutan dan tegangan pada balok sangat dipengaruhi pula oleh gaya inersia yang ditimbulkan oleh massa balok ketika mengalami



percepatan. Jika pengaruh gaya inersia yang terjadi sangat signifikan, maka perlu dilakukan analisa dinamis. Perbedaan respon untuk beban statis dandinamis juga dapat dilihat pada gambar 1.2 berikut:



(a)



(b)



Gambar 1.2. Balok dengan (a) beban statis dan (b) beban dinamis