Combined Loads [PDF]

Citation preview

Combined Loads Pembebanan gabungan/kombinasi adalah pembebanan yang terjadi ketika sekumpulan jenis beban yang berbeda diterapkan, misalnya momen lentur, gaya aksial, dan torsi. Tujuan dalam pembebanan gabungan adalah untuk menentukan tegangan pada suatu titik di bagian struktur ramping yang mengalami pembebanan yang berubah-ubah. Sebuah penampang dipotong melalui titik perhatian dan beban / momen internal yang dievaluasi di pusat bagian untuk menjaga keseimbangan. Sistem pembebanan internal ini akan terdiri dari tiga komponen gaya dan tiga vektor pasangan (momen). Untuk menentukan distribusi tegangan pada suatu titik, diterapkan prinsip superposisi. Jika pembebanan menghasilkan lebih dari satu jenis tegangan, tegangan total dalam suatu penampang dapat dihitung dengan menjumlahkan tegangan individu bersama-sama (superposisi).



Tinjauan tentang tegangan yang tercakup dalam pembahasan ini ada di bawah ini: Gaya Aksial Gaya aksial bekerja pada pusat aksis dari elemen struktur. Jika beban menyebabkan penambahan panjang dari elemen, maka gaya yang bekerja adalah gaya tarik. Jika beban menyebabkan elemen memendek, maka gaya yang bekerja adalah gaya tekan. Kondisi struktur ini biasanya ditemukan pada elemen-elemen struktur yang join-joinnya merupakan sendi seperti yang biasanya didapatkan pada sistem struktur rangka batang dengan elemen yang tertarik disebut batang tarik dan elemen yang tertekan disebut batang tekan. Selain itu elemen yang memikul beban tekan juga biasanya disebut dengan kolom.



Gaya Geser Gaya geser bekerja tegak lurus terhadap aksis dari elemen struktur. Gaya geser bisa berupa gaya terpusat dan bisa juga berupa beban merata per satuan panjang.



Momen Lentur Dalam praktek di lapangan sulit untuk menerapkan momen lentur murni pada elemen struktur. Secara umum, momen lentur murni diperoleh dengan menerapkan jenis beban lainnya pada elemen struktur. Sebagai contoh pada gambar elemen vertikal BC ditempatkan pada elemen AB dan membawa beban geser horizontal P. Maka akibat itu pada AB terdapat momen M = Ph dan juga beban aksial P pada titik B.



Torsi Kondisi yang sama dalam penerapan momen lentur pada elemen struktur juga terjadi pada penerapan torsi pada elemen struktur. Sebagai contoh pada balok kantilever sesuai dengan gambar, elemen horizontal BC memikul gaya geser vertikal W pada titik C. Maka kantilever AB menerima torsi T = Wh dan gaya geser W pada titik B.



Beban Luar dan Gaya Dalam Semua gaya-gaya yang diilustrasikan pada gambar-gambar di atas merupakan Beban Luar. Penempatan beban luar pada sistem struktur akan memicu terjadinya reaksi perletakan pada tumpuan. Reaksi dari tumpuan juga didefinisikn sebagai beban luar.



Apabila balok kantilever seperti pada gambar dipotong pada potongan m-m maka bagian elemen BC tidak mampu lagi mendukung beban W. Maka pada kasus ini bagian elemen AB yang akan menjadi tumpuan untuk bagian elemen BC. Maka pada potongan m-m titik B aka terjadi momen dan gaya geser akibat bagian elemen BC dan titik B bagian elemen AB akan menerima gaya dan momen yang sama akan tetapi arahnya berlawanan. Sistem gaya seperti ini disbut dengan Gaya Dalam. Secara umum gaya dalam bervariasi sepanjang bentangan elemen struktur, dimana momen dalam, M, akan meningkat semakin dekat dengan tumpuan. Maka pada hal ini pada potongan m-m terdapat gaya dalam gaya geser dan momen lentur.



Gaya dalam terditribusi pada penampang elemen dalam bentuk tegangan. Resultan dari setiap distribusi tegangan sesuai dengan gaya dalam yang bersesuaian maka gaya dalam sering juga disebut resultan tegangan. Dalam analisis perlu untuk menentukan posisi dan nilai maksimum dari tegangan dan perpindahan. Seringkali langkah pertama yang harus ditentukan adalah menentukan distribusi gaya dalam dari empat gaya-gaya di atas.