FAKTOR KEAMANAN

Definisi Faktor Keamanan

• Faktor keamanan adalah angka yang menjamin agar benda yang dipakai atau direncanakan aman.

• Dirumuskan sebagai:Faktor keamanan =

• Faktor keamanan haruslah lebih besar daripada 1,0. Untuk menghindari kegagalan, biasanya,angka ini berkisar antara 1,0 sampai 15.

dibutuhkanyang

sebenarnya

kekuatan

kekuatan

Pertimbangan dalam Menentukan Faktor Keamanan

• Kemungkinan pembebanan melampaui batas dari struktur.

• Jenis pembebanan (statis, dinamis).• Ketidak telitian dalam struktur.• Variasi dalam sifat-sifat bahan.• Keburukan yang disebabkan kondisi atau efek-

efek lingkungan yang lain.

Konsekuensi-Konsekuensi pemilihan Faktor Keamanan

• Apabila pengambilan faktor keamanan sangat rendah, maka kemungkinan kegagalan akan menjadi tinggi. Karena itu, rancangan strukturnya mungkin tidak diterima.

• Apabila faktor keamanan sangat besar, maka pemakaian bahan akan boros dan struktur menjadi berat sehingga tidak cocok dari segi fungsi.

• Untuk kebanyakan struktur, perlu diperhatikan agar bahannya tetap berada dalam jangkauan elastis untuk menghindari adanya deformasi permanen apabila bebannya diambil. Oleh karena itu, metode perencanaan yang lazim adalah menggunakan faktor keamanan terhadap tegangan luluh maupun tegangan batas dari bahan, sehingga diperoleh tegangan izin (allowable stress) atau tegangan kerja (working stress), yang tak boleh dilampaui di setiap bagian dalam struktur.

Tegangan yang diizinkan pada suatu benda

A. Tegangan izin oleh pembebanan tetapPembebanan tetap sebenarnya dibagi 2 macam, yaitu :• Pembebanan tetap dalam keadaan diam

(statis)• Pembebanan tetap dalam keadaan bergerak

(dinamis).

• Kedua hal di atas mempunyai faktor keamanan yang berlainan, dan untuk beban dinamis faktor keamanannya harus lebih besar daripada yang statis karena pada pembebanan dinamis selain menerima beban gaya luar benda juga mengalami kelelahan akibat beban yang berubah-ubah.

B. Tegangan izin oleh pembebanan tidak tetap.Pembebanan tidak tetap yang dimaksud adalah bebannya bergerak tetapi bendanya sewaktu-waktu mengalami penambahan beban maupun pengurangan beban. Oleh karena itu, faktor keamanannya lebih besar dari beban dinamis.

C. Tegangan izin oleh pembebanan impak (kejut).Karena bendanya mengalami impek, maka faktor keamanannya lebih besar daripada benda yang menerima pembebanan tetap dan tidak tetap. Hal ini disebabkan bendanya tidak sempat mengalami gaya tegang akibat adanya beban yang tiba-tiba

Tegangan izin

Perumusan-perumusan:• I

• IIn

yizin

keamanan Faktor

batas TeganganizinTegangan

keamanan Faktor

luluh TeganganizinTegangan

nu

izin

• Faktor keamanan terhadap tegangan batas (Ultimate Stress) harus lebih besar daripada terhadap tegangan luluh (yield stress), Hal ini disebabkan karena tegangan batas lebih besar daripada tegangan luluh untuk semua bahan.

Contoh soal

Sebuah kolom pendek berongga terbuat dari besi tuang, mempunyai garis tengah bagian luar 22 cm dan mendapat beban sebesar 45 ton. Kekuatan tekan dari besi tuang adalah 7200 kgf/cm². Bila faktor keamanan adalah 4, hitunglah tegangan tekan yang diizinkan dan berapakah tebal dinding minimum yang diperlukan supaya tegangan yang diizinkan jangan sampai dilampaui?

Gambar contoh soal

Penyelesaian

Kekuatan Tekan: u = 7200 kg/cm²Tegangan tekan yang diizinkan ( )

Misal garis tengah lingkaran dalam adalah x cm, maka luas penampang kolom pendek adalah :

nU

keamananfaktor

tekankekuatan

18004

7200

2222 2244

XXDA

Misal garis tengah lingkaran dalam adalah x cm, maka luas penampang kolom pendek adalah :

A

P

P

A

• Diperoleh:

PX 2222

4

1800

4500022

422 X

25224

22 X

2527,12222 xX

• Menghasilkan:

• Tebal dinding minimum:

17,4522 X

26,21X

2

26,2122

2

XDt

mmcmt 68,3368,0

Soal Latihan

Suatu kabel baja menanggung beban 400 kg pada salah satu ujungnya. Jika tegangan luluh kabel baja adalah 960 kg/cm² dan faktor keamanannya 1,2. Berapakah diameter minimum yang diperlukan.

Gambar soal