7/25/2019 jurnal fixxxx

1/7

ANALISA TEKUK KRITIS PADA PIPA BERBENTUK SEGI EMPAT YANG DIKENAI

BEBAN BENDINGDENGAN VARIASI VERTIKAL

Lukfandi 1, Hartono Yudo1, Wilma Amirudin 1

1)S1 Teknik Perkapalan, Fakultas Teknik, Universitas Diponeoro

!mail" fandiundip11#$a%oo&'o&id

Abstrak

Pada kontruksi baja permasalahan yang sangat penting adalah mengenaistabilitas, dikarenakan komponen struktur baja rentan terhadap tekuk akibatpembebanan yang melebihi kapasitasnya sehingga terjadi ketidakstabilan padastruktur baja. Terjadinya fenomena tekuk pada struktur baja disebabkan karenaelemen baja pada umumnya sangat tipis, sehingga mudah mengalami tekukyang akan mengurangi kapasitas dari struktur itu sendiri.pada permasalahan inipenelitian yang dilakukan adalah pada pipa segi empat dengan variasi bentukdan masing-masing panjang dan tebal yang berbeda yaitu L/a = 1,1!,", a/t =!,1,1!, dan a/b = .!,."!.,1"! yang dikenai beban bending. Pada kenyataanbenda uji tersebut akan mengalami tekuk lentur dan terjadi ketidakstabilanakibat pembebanan gaya. #etelah memperoleh data hasil apa yangdianalisa,dapat disimpulkan semakin besar nilai deformasi, momen bu$klingyang terjadi semakin ke$il dan yang akhirnya akan konstan

Kata Kunci% Pipa segi empat &erongga, &eban tekuk, beban elastis

in the steel $onstru$tion is a very important issue regarding the stability,

be$ause the $omponent of steel stru$tures sus$eptible to bu$kling due to load

that e'$eeds its $apa$ity, $ausing instability in the stru$ture of the steel. Theo$$urren$e of the phenomenon of bu$kling of steel stru$tures due to steel

elements are generally very thin, so it(s easy to bu$kle that )ill redu$e the

$apa$ity of the stru$ture sendiri.pada this issue of the resear$h is on the pipe

)ith a re$tangular shape variations and ea$h long and thi$k ie di*erent L / a =

1,1!,", a / t = !,1,1!, and a / b = .!,."!.,1"! subje$ted to bending loads.

+n fa$t the test spe$imen )ill bu$kle bending and instability due to the imposition

of for$e. fter obtaining the results of )hat the data is analyed, it $an be

$on$luded the greater the value of deformation, bu$kling moment that

in$reasingly smaller and eventually )ill be $onstant

ey)ords% Pipes re$tangular ollo), &urden bu$kling, elasti$ load

PENDAHULUAN

(aa adala% sala% satu *a%an kontruksi $an

palin pentin, sifat + sifatn$a $an terutama

dalam penunaan konstruksi adala% kekuatann$a

$an tini dan sifat $an keliatann$a&

eliatann$a -du'tilit$) adala% kemampuan untuk

*erdeformasi se'ara n$ata *aik dalam teanan

maupun dalam kompresi se*elum teradi

keaalan. /osep% !&(o0les,1234&

(u'klin -tekuk) pada *aa teradi aki*at

penekanan pada suatu *atan dimana $an

menalami a$a tekan aksial& Dalam %al ini,

tekuk dapat teradi se*elum atau sesuda%

teanan di'apai terle*i% da%ulu, tentu tidak

menadi masala% dalam per%itunan kekuatan

*aa& 5amun apa*ila tekuk teradi se*elum

teanan idiil di'apai, tentu akan sanat

*er*a%a$a karena peristi0a tekuk teradi se'ara

ti*a6ti*a tanpa mem*eri tanda6tanda misaln$a

teradin$a deformasi se'ara perla%an6la%an $an

semakin lama semakin *esar

Pipa sei empat dapat dikateorikan *erdasarkan

panann$a $aitu pipa sei empat pendek dan

1

7/25/2019 jurnal fixxxx

2/7

pipa sei empat panan&Pipa sei empat pendek

adala% enis pipa sei empat $an keaalan$a di

tentukan *erupa keaalan material -kekuatan

material)&Pipa sei empat panan adala% pipa sei

empat $an keaalann$a ditentukan ole% tekuk

-buckling) $an dise*a*kan ole%ketidaksta*ilan&Tekuk -*u'klin) adala% suatu

enis keaalan $an dise*a*kan ole%

ketidaksta*ilan suatu elemen struktur $an

dipenaru%i ole% aksi -*e*an tekuk)& (e*an tekuk

adala% *e*an $an dapat men$e*a*kan suatu pipa

sei empat menekuk, *e*an ini dise*ut P78- P78

9 :;!1?&

(atan ini pada %akekatn$a aran sekali

menalami tekanan aksial saa& Apa*ila se*ua%

*atan lurus di *e*ani a$a tekan aksial denan

pem*erian *e*an semakin lama semakin tini,

maka pada *atan terse*ut akan menalami

peru*a%an& Peru*a%an dari keadaan sum*u *atan

lurus menadi sum*u *atan melenkun

dinamakan tekuk& >1?

Elastik Tekuk

Analisis tekuk elastik pada dasarn$a adala% %asil

penem*anan analisa elastik linier& Han$a saa

dalam elastis tekuk, penau% a$a aksial te%adap

kekakuan lentu elemen diper%itunkan& Untuk

mema%ami apa $an dimaksud, ada *aikn$a

di*a$ankan instrumen itar& Tali senar

dianaloikan se*aai elemen struktur $an

ditinau& /ika kondisi tali senar $an tidak

diken'ankan -tidak ada a$a tarik) maka tali

se'ara fisik terli%at kendor -tidak kaku) *a%kan

ketika dipetik, tidak ada perla0anan -senar

menikuti ara% petikan)& Tetapi ika se*alikn$a,

ketika tali senar tela% diken'ankan, maka se'ara

fisikpun kondisin$a *e*eda& Tali senar akan

terli%at sanat kaku, dapat dipetik dan

menim*ulkan dentinan nada& (esarn$a

penen'anan-a$atarik)mempenaru%ifrekuens

i nada -kekakuan)& Semakin kaku maka frekuensinadan$a semakin tini, dan se*alikn$a&

Perilaku elemen struktur, $an seperti tali

senar-lansun), tidak dapat ditankap denan

analisis struktur elastis + linier $an *iasa&

Analoi tali senar menunukan *a%0a a$a

aksial tarik -positif) akan meninkatkan

kekakuan lentur elemen struktur& Demikian ua

se*alikn$a , a$a aksial tekan -neatif) dapat

menurani kekakuan& (a%kan untuk elemen

denan kateori lansun, a$a aksial tekan

$an *esar dapat men%ilankan kekakuanstruktur se'ara keseluru%an, kondisi ini dise*ut

tekuk -buckling)&>@?

Pada tekuk elastis, *esarn$a deformasi pada

struktur se*elum tekuk tidak *erpenaru atau

tidak diper%itunkan& Dalam %al ini, kondisi

eometri struktur dianap sama seperti pada

kondisi elastis linier, dimana deformasi $an

teradi dianap relatif ke'il, se%ina dapat

dia*aikan& Pada%al tekuk adala% permasala%an

sta*ilitas, $an sanat dipenaru%i ole%

deformasi, ole% karena itu tekuk elastis %an$a

'o'ok diunakan pada struktur $an lansin

dan tidak *ero$an, dimana keruntu%an tekuk

$an teradi sifatn$a ti*a6ti*a dan tidak dida%ului

ole% teradin$a deformasi $an *esar& ondisi ini

tentun$a saa teradi pada setiap enis struktur,

nilai $an di%asilkan dari ini akan mem*erikan

*atas atas dari *e*an tekan $an dapat di*erikan&

ondisi aktual *isa le*i% ke'il&

Elastis Ore ke !"

/ika deformasin$a relatif *esar sedemikian

se%ina konfiurasi eometri *eru*a%, maka

%asil menadi tidak valid& asusn$a menadi non

linier eometri, ika demikian 'ara elastis linier

"

7/25/2019 jurnal fixxxx

3/7

am*ar 1& !lasti' modulus tanensial >@?

$an *iasa dipakai akan mem*erikan %asil $an

tidak tepat& Untuk menatasi, pen$elesaiann$a

%arus memasukan penaru% deformasi

struktur&Le*i% kompleks di*andin elastik linier,

untuk itu umumn$a perlu iterasi dan ta%apan

*e*an& Ble% se*a* itu strukturn$a dise*ut se*aai

struktur orde ke 6;, istila% lain $an sepadan

adala% non linier eometri&

am*ar ;& (u'klin pada model >C?

Dalam praktek, kelansinan Pipa segi empat

$an ada tern$ata men$e*a*kan tekuk teradin$a

pada kondisi inelastis, se%ina teori !uler tidak

tepat lai diunakan& Pada kondisi inelastis

kekakuan Pipa sei empat menadi *erkuran& @?

Plastis Tekuk

Pada *alok *aa denan profil kompak dantam*atan lateral $an 'ukup, ketika di*e*ani terus

se'ara *erta%ap maka *aia penampan $an

menalami momen maksimum, serat terluar

akan men'apai teanan lele% atauyielding -titik

a pada am*ar ;)& /ika *e*an terus ditam*a%kan,

*esarn$a teanan tidak *ertam*a%, tetapi

*aian $an menalami lele% meram*at ke serat*aian dalam& Lama +lama teanan di

keseluru%an penampan akan men'apai lele%

atau kondisi plastis - titik e diam*ar ;)

am*ar &@ & Hu*unan momen dan kurvature

pada penampan *aa profil WF -(eedle 132)

/ika *alokn$a menerus atau struktur statis tak

tentu, denan 'ara $an sama maka pada *aian

$an menalami momen maksimum ak%irn$a

ua akan menalami sendi plastis& eskipun

demikian %al itu tidak serta men$e*a*kan

kondisi me'%anism, karena ketika *e*an

ditam*a%kan, sturktur masi% mampu

menerimatam*a%an *e*an tanpa memperli%atkanteradin$a deformasi $an *esar& Adan$a

penam*a%an *e*an akan didistri*usikan ke

*aian elemen lain $an *elum menalami lele%&

/ika *e*an terus ditam*a%kan, kondisin$a

menadi *erulan seperti se*elumn$a -am*ar ;)

dan ak%irn$a sendi plastis $an *aru akan

ter*entuk& Setela% 'ukup *an$ak sendi plastis

$an ter*entuk maka pada ak%irn$a struktur

akan menalami kondisi me'%anism ua dan

ak%irn$a runtu%&>;?

Parameter penentu kekuatan pipa sei empat

Setela% mempelaari seara% " siapa,kapan dan

*aaimana rumus +rumus kekuatan pipa sei

empat tela% disusun, maka perlu meneta%ui

ua parameter $an tela% keta%ui selain panan

Pipa sei empat, $an akan mempenaru%i

kekuatann$a& alau panan Pipa sei empat

elas, karena menentukan kelansinan Pipa sei

empat& Adapun parameter lainn$a -(or%ovde

122), adala% "

0

7/25/2019 jurnal fixxxx

4/7

1& utu *aa

;& etode pem*uatan Pipa sei empat

@& Ukuran Penampan

C& (entuk Penampan3& Sum*u Lentur

E& (esarn$a 'a'at + *enkokan $an ada

& ondisi kekanan uun tumpuan Pipa sei

empat

Penaru% mutu *aa, *entuk penampan dan

sum*u lentur ketika teradi tekuk tela% dipa%ami

ua, se*aikn$a tida% di*a%as lai& Adapun metode

pem*uatan Pipa sei empat -temperatu saat

penilasan, kondisi pendininan, proses

mem*uat lurus elemen, properti loam ua

*entuk profil penampan) akan menentukan *esar

dan distri*usi teanan residu maksimum pada

penampann$a&>@?

METODOLOGI PENELITIAN

Data odel

Penam*ilan data Pipa sei empat atas

rekommendasi dari dosen pem*im*in& Data

pendukun lainn$a diam*il dari internet dan *uku

$an suda% ada&

am*ar C& model pipa sei empat @D

keteranan"

a=* 9 G,3, G,;3, G,1;3

a=t 9 3, 1G, 13

l=a 9 1G, 13, ;G

am*ar C& Pipa sei empat dimodelkan denan

S7 ar'

HASIL DAN PEMBAHASAN

Per%itunan pem*e*anan

1& Pem*e*anan ritis

'r 9

Penentu ondisi (atas

Ta*el 1& ondisi (atas

Hasil Analisa

am*ar 3 deformasi pada model

lokasi titik independen translasisu su sum*

titik inde enden ada atas dan fi 6 fititik inde enden ada kanan fi fi 6rotasi

titik inde enden ada atas dan 6 6 6titik inde enden ada kanan 6 6 6

7/25/2019 jurnal fixxxx

5/7

am*ar E& (u'klin pada model

Analisa untuk model denan a=t93

odel 1

Untuk analisa elasti' didapatkan deformasi

maksimum se*esar @&122 'm denan momen

bucklingse*esar 2&@@ 1GE

5m

Untuk analisa elasto6plastis didapatkan nilai

deformasi se*esar G&GG 'm denan momen

*u'klin 1& 1G35m

odel 1G

Untuk analisa elasti' didapatkan nilai deformasi

maksimum se*esar 1&G2 'm denan momen

buckling se*esar 1&;2 1G5m

Untuk analisa elasto6plastis didapatkan nilai

deformasi se*esar G&G3@ 'm denan momen

*u'klin E&G; 1G3

odel 1

Untuk analisa elasti' didapatkan nilai deformasi

maksimum se*esar G&1E1 'm denan momen

*u'klin se*esar ;&G1 1G

am*ar & Bval deformasi elastis a=t93

Dapat disimpulkan *a%0a semakin ke'il a=* atau

semakin tini *entuk pipa sei empat maka

semakin ke'il pula nilai deformasi $an di alami

namun semakin *esar nilai momen *u'klin

$an di teriman$a& Hal ini dapat dili%at pada

am*ar 2& Per*edaan oval deformasi pada mid6

span untuk tiap model

odel 1 odel 1G odel 1

am*ar & Deformasi pada tena% model -elasto

plastis

Ta*el @& omen *u'klin -!lasto6plastis)

!

odel *='r 'r *

1 G&;@1 1&13!IG 2&@@!IGE1G G&E2; 1&2!IG 1&;2!IG1 G&3E; @&;;!IG ;&G1!IG

odel *='r -! 'r *

1 G&G1@ 1&13!IG 1&!IG31G G&G@;; 1&2!IG E&G;!IG31 G≥3 @&;;!IG ;&G1!IGE

7/25/2019 jurnal fixxxx

6/7

odel 1 odel 1G odel 1

enerankan *a%0a model di analisa dalam

kondisi elasto6plastis denan menam*a%kan nilai

$ield stress se*esar ;3G pa& Dari rafik tampak

*a%0a momen *u'klin sama& Hal ini dise*a*kan

karena momen *u'klin di*atasi ole% $ield stress=

am*ar 1G& (u'klin momen a=t 9 3

enunukan %u*unan antara momen *u'klin

$an teradi denan nilai a=t untuk masin6masin

model& Untuk model sifat elastis, a=* $an palin

renda% memiliki momen *u'klin $an le*i%

*esar daripada a=* $an le*i% tini& Hal ini

dise*a*kan ole% *esarn$a nilai deformasi $an

didapatkan akan menurani nilai momen

*u'klin& aka semakin ke'il nilai deformasi

maka akan semakin *esar nilai momen *u'klin

$an didapatkan&

Untuk model denan sifat elasto6plastis,nilai

momen *u'klin %amper konstan untuk masin6

masin model& Hal ini dise*a*kan ole% nilai

maksimum momen *endin $an diunakan

di*atasi ole% $ield stress

am*ar 11& (u'klin momen a=t9 1G

am*ar 11& (u'klin momen a=t9 13

PENUTUP

esimpulan

kesimpulan $an diperole% dari penelitian ini

adala%"

1& Denan *ertam*a%n$a tini model dan

semakin *esar a=t, momen *u'klin teradi

semakin *esar& Hal ini dise*a*kan karena apa*ila

model semakin tini maka $an teradi semakin

ke'il pula deformasi $an teradi& 5ilai momen

*u'klin untuk masin6masin model adala%

2&@@ 1GE J 1&;2 1G J ;&G1 1G&

;& Untuk analisa elasto6plastis,nilai momen

*u'klin $an teradi le*i% ke'il dari model $an

*ersifat elastis& Hal ini dise*a*kan ole% momen

$an teradi pada model di*atasi ole% $ield

stress& 5ilai momen *u'klin untuk masin6

masin model adala% 1&!IG3 J E&G;!IG3 J

;&G1!IGE

Sara#

2

7/25/2019 jurnal fixxxx

7/7

1& Perlu pendalaman untuk analisa *u'klin

denan menam*a%kan *er*aai enis sifat material

;& model $an diunakan untuk dianalisa

*u'klin tidak %an$a ter*atas pada tini dan te*al

@& model an suda% diteliti dapat diaplikasikanatau diui sesuai lapanan dan aturan $an *erlaku

DA$TAR PUSTAKA

>1? Yudo,Hartono&,

TakaoYos%ika0a&

;G1C&

K(u'klinp%enomenon

for

strai%tand'urved

pipe under pure *endin&Journalof Marine and

Science Technology& 3&

>;? Sunono &H,Buku Teknik sipil ,Pener*it

5ova,12C

>@? Wir$anto De0o*roto&-;G1@)&omputer

8eka$asa Struktur denan SAP;GGG,Lumina Press

&/akarta& -release April ;G1@)

es,123

3