Bentuk elemen struktur,gaya dalam, dan efisiensi struktur

Agus Dwi Hariyanto, S.T., M.Sc.

Tujuan belajarMhs mengerti tentang bentuk elemen struktur, gaya dalam dan efisiensi struktur Mhs bisa menjelaskan tentang: bentuk, elemen beban, gaya dalam, bentuk dan pola pembebanan, dan hubungannya dengan efisiensi struktur.

Gaya dalamJenis gaya dalam yang terjadi di dalam sebuah elemen tergantung pada hubungan antara arah sumbu utamanya (sumbu memanjang) dan arah beban yang dikenakan padanya.

Gaya dalamGaya dalam aksial Jika sebuah elemen lurus, gaya dalam aksial terjadi jika beban diberikan sejajar terhadap sumbu memanjang dari elemen tersebut. Gaya dalam lentur Jika sebuah elemen lurus, gaya dalam lentur terjadi jika beban yang diberikan tegak lurus terhadap sumbu memanjang dari elemen tersebut.

Bentuk Elemen, Beban, dan Gaya dalam

A

B

C

A. Beban dalam arah sejajar dengan sumbu utama: gaya dalam aksial B. Beban tegak lurus terhadap sumbu utama: gaya dalam lentur C. Beban miring terhadap sumbu utama: kombinasi antara gaya dalam aksial dan gaya dalam lentur

Bentuk Elemen, Beban, dan Gaya dalam tarik aksial

ELEMEN STRUKTUR KABEL TIDAK MEMPUNYAI KEKAKUAN, KABEL TIDAK MAMPU MEMIKUL JENIS GAYA DALAM LAIN KECUALI TARIK AKSIAL

Bentuk Elemen, Beban, dan Gaya dalam tarik aksial

KABEL DISEBUT STRUKTUR TARIK (TENSILE STRUCTURE) PADA STRUKTUR JEMBATAN, KABEL DISTABILKAN DENGAN MENGGANTUNG RUAS JALAN DENGAN PENGGANTUNG DAN JALAN DIKAKUKAN DENGAN LATERAL TRUSSES

Bentuk Elemen, Beban, dan Gaya dalam tarik aksial

Kabel dipaksa oleh beban-beban yang ditanggungnya untuk menjadi bentuk yang membuat kabel tersebut mampu menahan beban dengan gaya dalam tarik aksial. Bentuk yang diikuti oleh sumbu memanjang ini berbedabeda tergantung pola pembebanan dan disebut bentuk form-active

Bentuk Elemen, Beban, dan Gaya dalam tekan aksialJika sebuah elemen kaku dibuat dengan mencerminkan form-active dari kabel, maka elemen ini juga akan dikenai gaya dalam aksial. Pada bentuk ini seluruh gaya dalam aksial adalah tekan

Bentuk Elemen, Beban, dan Gaya dalam tekan aksial

Bentuk Elemen, Beban, dan Gaya dalam tekan aksial

Pola beban, bentuk, dan jenis elemen

A.

B.

C.

Pola beban, bentuk, dan jenis elemenPADA GAMBAR TERLIHAT 2 (DUA) POLA BEBAN: BEBAN MERATA DAN DUA BEBAN TERPUSAT ELEMEN DISAMPING MEMIKUL JENIS GAYA DALAM LENTUR ELEMEN DISAMPING MERUPAKAN BENTUK ELEMEN NON-FORMACTIVE, KARENA SUMBU MEMANJANGNYA TIDAK MENYESUAIKAN TERHADAP POLA PEMBEBANAN, GAYA DALAM YANG TERJADI HANYA GAYA DALAM LENTUR

Pola beban, bentuk, dan jenis elemenPADA GAMBAR TERLIHAT 2 (DUA) POLA BEBAN: BEBAN MERATA DAN DUA BEBAN TERPUSAT ELEMEN TERSEBUT MEMPUNYAI BENTUK YANG MENYESUAIKAN DENGAN TEPAT TERHADAP POLA PEMBEBANAN OLEH KARENA ITU ELEMEN TERSEBUT MERUPAKAN ELEMEN FORM-ACTIVE YANG HANYA MEMIKUL GAYA AKSIAL

Pola beban, bentuk, dan jenis elemenPADA GAMBAR TERLIHAT 2 (DUA) POLA BEBAN: BEBAN MERATA DAN DUA BEBAN TERPUSAT ELEMEN TERSEBUT MEMIKUL KOMBINASI DARI GAYA DALAM LENTUR DAN AKSIAL OLEH KARENA ITU ELEMEN TERSEBUT MERUPAKAN ELEMEN SEMI-FORM-ACTIVE

Bentuk Elemen StrukturElemen form-active Elemen semi-form-active Elemen non-form-active

Pola beban, bentuk, dan efisiensiBentuk form-active berdasarkan potensinya, adalah jenis struktur yang paling efisien Bentuk non-form-active adalah jenis struktur yang paling tidak efisien

Efisiensi struktur Jumlah bahan yang harus disediakan untuk memberikan kekuatan dan kekakuan elemen yang cukup Efisiensi struktur dilihat berdasarkan berat bahan yang harus disediakan untuk memikul suatu beban tertentu.

Bentuk dan pola pembebananBentuk struktur atau bentuk elemen struktur maupun penampang elemen akan mempengaruhi kemampuannya dalam menahan beban, sehingga bila bentuk bisa mengikuti pola pembebanan, maka struktur tersebut akan semakin efektif. Struktur yang efektif akan berdampak pada penghematan penggunaan jumlah bahan, sehingga struktur makin efisien.

Bentuk dan pola pembebanan

Dengan volume tetap, bentuk berbeda, kolom disamping mampu menahan beban yang berbeda

Bentuk yang diperbaikiTINGKAT EFISIENSI SEBUAH ELEMEN DAPAT DIPERBAIKI JIKA BAHAN YANG KURANG MENGALAMI TEGANGAN DIBUANG HAL INI DAPAT DICAPAI DENGAN PILIHAN GEOMETRI YANGTEPAT BAIK PADA PENAMPANG MELINTANG MAUPUN PADA PENAMPANG MEMANJANG

Bentuk yang diperbaiki

BAHAN YANG DEKAT DENGAN AXIS NETRAL TIDAK BANYAK MENERIMA BEBAN, SEHINGGA BAHAN TERSEBUT DAPAT DIHILANGKAN UNTUK MENINGKATKAN EFISIENSI STRUKTUR

Bentuk yang diperbaikiPLAT TIPIS DENGAN PENAMPANG MELINTANG PERSEGI TIDAK EFISIEN

PLAT TIPIS DILIPAT UNTUK MEMBERIKAN PERBAIKAN PENAMPANG MELINTANG YANG LEBIH EFISIEN PLAT TEBAL DENGAN PENAMPANG MELINTANG YANG TIDAK EFISIEN DAN MEMPUNYAI TEGANGAN DAN KEKAKUAN YANG SAMA DENGAN PLAT TIPIS YANG DILIPAT

Bentuk yang diperbaiki1. BALOK PADAT KURANG KUAT DAN KAKU JIKA DIBANDINGKAN DENGAN STRUKTUR SUSUNAN SEGITIA PADA BERAT YANG SAMA 2. SUB-ELEMEN YANG MEMBENTUK SEGITIGA HANYA TERKENA GAYA DALAM AKSIAL SAJA, SEHINGGA MEMUNGKINKAN PENCAPAIAN TINGKAT EFISIENSI STRUKTUR YANG TINGGI

PenutupUnsur-unsur yang berhubungan dengan efisiensi struktur dapat digunakan sebagai dasar perbendaharan visual dalam perancangan arsitektur

ReferensiMcdonald, Angus J. (2002), Struktur dan Arsitektur, Erlangga Jakarta Frick, Heinz dan Purwanto (1998), Sistem bentuk struktur bangunan, Kanisius Yogyakarta Salvadori, Mario (1990), The Art of Construction, Chicago Review Press Chicago

Pelatihan 6 Nopember 2009Penyelesaian Problem Struktur HALTE TUNGGU UK PETRA - Mhs membawa semua gambar disain dan maket studi - Mhs membawa bahan maket struktur

Kuliah UMUMSelasa, 3 Nopember 2009 Jam 15.00-17.00 WIB Oleh BUDIMAN HENDROPURNOMO (DCM, JAKARTA) GEDUNG T 503