Upload
den-bagus
View
58
Download
5
Embed Size (px)
DESCRIPTION
engineering
Citation preview
1
STRUCTURAL ANALYSISSTRUCTURAL ANALYSIS
LOADS OF STRUCTURES
PEDOMAN2 PEMBEBANAN:
Tata Cara Perencanaan Pembebanan Jembatan Jalan Raya. SNI 03-1725-1989
Tata Cara Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung SNI 03-1727-1989
Pedoman Pembebanan untuk Jembatan Jalan Rel
etc.
STRUCTURAL ANALYSISSTRUCTURAL ANALYSIS
LOADS OF STRUCTURES
JENIS-JENIS BEBAN UNTUK BANGUNAN GEDUNG (SNI 03-1727-1989):
1. Beban Mati (M):ialah berat dari semua bagian dari suatu gedung yang bersifat tetap, termasuk segala unsur tambahan, `finishing`, mesin2, serta peralatan tetap yg merupakan bagian yg tak terpisahkan dari gedung itu.
2. Beban Hidup (H):ialah semua beban yg terjadi akibat penghunian atau penggunaan suatugedung; termasuk beban2 pada lantai yg berasal dari barang2 yg dapatberpindah, mesin2 serta peralatan yg tidak merupakan bagian yg tak terpisahkan dari gedung dan dapat diganti selama masa hidup dari ge-dung tersebut, sehingga mengakibatkan perubahan dalam pembebananlatai atau atap gedung.
2
STRUCTURAL ANALYSISSTRUCTURAL ANALYSIS
LOADS OF STRUCTURES
3. Beban Angin (A):ialah semua beban yg bekerja pada gedung atau bagiannya yg disebab-kan oleh selisih dalam tekanan udara.
4. Beban Gempa (G):ialah semua beban atau gaya-gaya di dalam struktur yang terjadi oleh gerakan tanah akibat gempa
5. Beban Khusus (K):ialah semua beban yang bekerja pada gedung atau bagian gedung yg terjadi akibat:- selisih suhu- pengangkatan dan pemasangan- penurunan fondasi- gaya2 tambahan yg berasal dari beban hidup � gaya rem, gaya sen-trifugal dan gaya dinamis
STRUCTURAL ANALYSISSTRUCTURAL ANALYSIS
LOADS OF STRUCTURES
CONTOH: Beban Mati � Berat sendiri bahan bangunan
3
STRUCTURAL ANALYSISSTRUCTURAL ANALYSIS
LOADS OF STRUCTURES
CONTOH: Beban Mati � Berat sendiri bahan bangunan
STRUCTURAL ANALYSISSTRUCTURAL ANALYSIS
LOADS OF STRUCTURES
CONTOH: Beban Hidup
4
STRUCTURAL ANALYSISSTRUCTURAL ANALYSIS
LOADS OF STRUCTURES
CONTOH: Beban Hidup
STRUCTURAL ANALYSISSTRUCTURAL ANALYSIS
LOADS OF STRUCTURESBeban mati dan beban hidup:
Beban angin:
5
Beban angin: Beban selisih suhu: Beban akibat perbedaanpenurunan fondasi:
STRUCTURAL ANALYSISSTRUCTURAL ANALYSIS
LOADS OF STRUCTURES
STRUCTURAL ANALYSISSTRUCTURAL ANALYSIS
LOADS OF STRUCTURES
Beban gempa:
6
16o
14o
12o
10o
8o
6o
4o
2o
0o
2o
4o
6o
8o
10o
16o
14o
12o
10o
8o
6o
4o
2o
0o
2o
4o
6o
8o
10o
94o 96o 98o 100o 102o 104o 106o 108o 110o 112o 114o 116o 118o 120o 122o 124o 126o 128o 130o 132o 134o 136o 138o 140o
94o 96o 98o 100o 102o 104o 106o 108o 110o 112o 114o 116o 118o 120o 122o 124o 126o 128o 130o 132o 134o 136o 138o 140o
Banda Aceh
Padang
Bengkulu
Jambi
Palangkaraya
Samarinda
BanjarmasinPalembang
Bandarlampung
Jakarta
Sukabumi
BandungGarut Semarang
Tasikmalaya Solo
Blitar MalangBanyuwangi
Denpasar Mataram
Kupang
Surabaya
Jogjakarta
Cilacap
Makasar
Kendari
Palu
Tual
Sorong
Ambon
Manokwari
Merauke
Biak
Jayapura
Ternate
Manado
Gambar 2.1. Wilayah Gempa Indonesia dengan percepatan puncak batuan dasar dengan perioda ulang 500 tahun
Pekanbaru
: 0,03 g
: 0,10 g
: 0,15 g
: 0,20 g
: 0,25 g
: 0,30 g
Wilayah
Wilayah
Wilayah
Wilayah
Wilayah
Wilayah
1
1
1
2
2
3
3
4
4
56
5
1
1
1
1
1
1
2
2
2
22
2
3
3
3
33
3
4
4
4
44
4
5
5
5
55
5
6
6
6
4
2
5
3
6
0 80
Kilometer
200 400
Beban gempa:
STRUCTURAL ANALYSISSTRUCTURAL ANALYSIS
LOADS OF STRUCTURES
7
STRUCTURAL ANALYSISSTRUCTURAL ANALYSIS
LOADS OF STRUCTURES
KOMBINASI PEMBEBANAN:
Pada umumnya beban yang bekerja pada suatu struktur tidak hanya satu jenis beban saja, tetapi merupakan kombinasi dari berbagai jenis beban yang salah satunya adalah beban mati (D) karena jenis beban ini selalu ada.
Dalam analisis struktur harus ditinjau berbagai kombinasi beban yang mungkin terjadi dari saat pembangunan sampai bangunan itu melakukan fungsinya.
Terdapat dua keadaan yang harus ditinjau:1. Kombinasi beban pada saat layan, yaitu kombinasi dari beban-beban
saat struktur tersebut melakukan fungsinya.Misalnya:D + L
STRUCTURAL ANALYSISSTRUCTURAL ANALYSIS
LOADS OF STRUCTURES
KOMBINASI PEMBEBANAN:
2. Kombinasi beban pada saat beban lebih (overload), yaitu kombinasi beban-beban yang dikalikan suatu faktor beban (>1) pada saat perancangan kekuatan struktur.Misalnya:1,2 D + 1,6 L1,2 D + 1,0 L + 1,0 Edst.
8
STRUCTURAL ANALYSISSTRUCTURAL ANALYSIS
LOADS OF STRUCTURES
BENTUK-BENTUK BEBAN:
Dari bentuknya beban pada struktur dapat dibedakan menjadi:
1. Beban terpusat (beban titik); Concentrated Load � P:Yaitu beban yang bekerja terpusat pada suatu bidang yang kecil.Misalnya:beban dari roda kendaraan di atas jembatan
beban dari sebuah kolom yang ditumpu suatu balok
P (kN)
P (kN)
STRUCTURAL ANALYSISSTRUCTURAL ANALYSIS
LOADS OF STRUCTURES
BENTUK-BENTUK BEBAN:2. Beban merata; uniform load � q
Yaitu beban yang bekerja pada suatu luasan secara merata.Misalnya:beban mati pada plat atau balokbeban dinding pada balok
q (kN/m)
3. Beban segita dan trapesium � q1 & q2Yaitu beban yang bekerja pada suatu luasan dan terdistribusi dalam bentuk segitiga atau trapesium (trapesium = gabungan segi 3 + segi4)Misalnya:beban bidang plat yang didukung balok
q1
(kN/m)
q (kN/m)
q1 (kN/m)
q2 (kN/m)
9
STRUCTURAL ANALYSISSTRUCTURAL ANALYSIS
LOADS OF STRUCTURES
BENTUK-BENTUK BEBAN:4. Beban tidak beraturan � q(x)
Yaitu beban yang bekerja pada suatu luasan .dan terdistribusi secara tidak merata misalnya berupa fungsi sin, cos, atau sama sekali tidak beraturan.
q(x) (kN/m)
Beban terpusat
Beban merata
STRUCTURAL ANALYSISSTRUCTURAL ANALYSIS
LOADS OF STRUCTURES
10
STRUCTURAL ANALYSISSTRUCTURAL ANALYSIS
LOADS OF STRUCTURES
Tributary Area & Load Paths
LOADS & INTERNAL FORCESLOADS & INTERNAL FORCES
LOADS
JENIS PEMBEBABAN STRUKTURPada umumnya sebuah elemen struktur mengalami pembebanan yang kompleks yang merupakan gabungan dari berbagi jenis pembebanan yang berbeda. Terdapat 4 (empat) jenis pembebanan utama, yaitu:Beban aksial (normal), beban geser, beban momen lentur, dan beban torsi.
Beban aksial (normal) Axial Load � beban tarik atau beban desakBeban Geser Shear LoadBeban Momen Lentur Bending MomenBeban Torsi Torsion
SeeMegson
(Structural & Stress Analysis)p. 33 – 37
11
JENIS-JENIS GAYA-GAYA DALAMSesuai dengan jenis pembebanan yang ada, maka terdapat 4 (empat) jenis gaya-gaya dalam, yaitu:
Gaya normal � Normal Force NFGaya geser � Shear Force SFMomen Lentur � Bending Momen BMTorsi � Torsion TM
Pada kenyataannya pada umumnya gaya-gaya dalam tersebut muncul secara bersamaan atau kombinasi dari beberapa diantaranya.
LOADS & INTERNAL FORCESLOADS & INTERNAL FORCES
INTERNAL FORCES
NOTASI dan PERJANJIAN TANDAUntuk kasus 3D pada umumnya digunakan sistim sumbu XYZ yg mengikuti ‘aturan tangan kanan‘sumbu z pada sumbu memanjang batang (positif ke kanan)sumbu x tegak lurus sb. y & z (positif ke depan)sumbu y tegak lurus sb. x & z (positif ke bawah)
Menurut sistim ini, beban vertikal ke bawah searah sumbu y, mempunyai tanda positif.
LOADS & INTERNAL FORCESLOADS & INTERNAL FORCES
INTERNAL FORCES
12
NOTASI dan PERJANJIAN TANDATanda untuk gaya-gaya dalam ditentukan sbb:1. Gaya-gaya dalam mempunyai tanda & nilai positif, jika:
Pada permukaan positif: gaya-gaya internal tsb mempunyai arah sesuai sumbu x,y,z positifATAUPada permukaan negatif: gaya-gaya internal tsb mempunyai arah sesuai sumbu x,y,z negatif
2. Gaya-gaya dalam mempunyai tanda & nilai negatif, jikaketentuan (1) tsb di atas tidak terpenuhi.
Z+
Y+S
N
M
SN
M M
N
S
N
M S
Permukaan positifPermukaan negatif
LOADS & INTERNAL FORCESLOADS & INTERNAL FORCES
INTERNAL FORCES
AXIAL LOAD (BEBAN AKSIAL/NORMAL)
TTBatang mengalami beban aksial/nor-mal tarik T:- Didalam batang terjadi gaya dalam (internal force) � gaya normal tarik
(Normal Force, NF + )- Batang memanjang
CCBatang mengalami beban aksial/ normal desak C:- Didalam batang terjadi gaya dlm (internal force) � gaya normal desak
(Normal Force, NF – )- Batang memendek.
LOADS & INTERNAL FORCESLOADS & INTERNAL FORCES
INTERNAL FORCES & DEFORMATIONS
13
SHEAR LOAD (BEBAN GESER)
Penampang2 ini mengalami beban geser:
� terjadi internal force: Gaya Geser (Shear Force = SF)
� terjadi deformasi geser (dalam analisis struktur2 langsing, pada umumnya pengaruh deformasi ini kecil dan diabaikan)
LOADS & INTERNAL FORCESLOADS & INTERNAL FORCES
INTERNAL FORCES & DEFORMATIONS
q P
BENDING MOMENT (MOMEN LENTUR)
Penampang2 ini mengalami momen lentur akibat beban q atau P:
� terjadi internal force: Momen Lentur (Bending Moment = BM)
� terjadi deformasi lentur: batang melengkung
q P
Dalam kasus ini, akibat beban q atau P batang tsb juga mengalami beban geser!
LOADS & INTERNAL FORCESLOADS & INTERNAL FORCES
INTERNAL FORCES & DEFORMATIONS
14
Penampang batang ini mengalami momen puntir (torsi) akibat beban P MT = P . a
� terjadi internal force: Momen Puntir/Torsi (Torsion Moment = TM)
a
P
� terjadi deformasi geser (dalam analisis struktur2 langsing, pada umumnya pengaruh deformasi ini kecil dan diabaikan)
TORSION MOMENT (MOMEN TORSI/PUNTIR)
M=P.a
Dalam kasus ini, akibat beban P batang tsb juga mengalami beban geser dan momen lentur!
LOADS & INTERNAL FORCESLOADS & INTERNAL FORCES
INTERNAL FORCES & DEFORMATIONS
STRUCTURAL ANALYSISSTRUCTURAL ANALYSIS
LOADS OF STRUCTURES
JENIS-JENIS BEBAN MENURUT CARA BEKERJANYA:
1. Beban Langsung (direct load):Yaitu beban yang bekerja langsung pada struktur yang ditinjau,Misal: - berat sendiri balok atau plat- beban plat pada balok (balok dan plat monolit)
2. Beban Tidak Langsung (indirect load):Yaitu beban yang bekerja tidak langsung pada struktur yang ditinjau, tetapi melalui elemen2 struktur lain.Misal: - beban hidup jembatan (JR, JKA) pada gelagar utama jembatan
Penjelasan lebih lanjut ttg beban tdk langsung akan diberikan dalam kuliah setelah UTS!