plat lipat

7/24/2019 Plat Lipat

1/16

STRUKTUR BENTANG LEBAR

ANNAS MARUF

STRUKTUR PLAT LIPAT1

STRUKTUR PLAT LIPAT (Folded Plate Structure)

1. Prinsip-prinsip umum

Struktur plat lipat sebagai salah satu alternatif struktur permukaan yang

merupakan pengembangan bentuk dari plat datar, dimana efisiensi struktur dari

bentuk plat datar dapat lebih dioptimalkan dengan membentuk rusuk-rusuk pada

plat tersebut dengan jalan memberi tekukan-tekukandalam bentuk lipatan yang

teratur pada daerah-daerah tertentu dipermukaan plat.

Prinsip pengakuan dengan cara tekukan, sebenarnya secara sederhana

telah dapat kita jumpai di alam, seperti pada tumbuhan-tumbuhan yang berdaun

panjang, seperti pada daun berjenis palm dan jenis rumput-rumputan, dimana

terlihat jelas bahwa beban dari daun tersebut selain dipikul oleh tulang daun, juga

dibantu oleh kekuatan dari lembaran daun itu sendiri yang terjadi akibat adanya

tekukan-tekukan yang membujur

Contoh lain terlihat pada kertas yang dilipatlipat atau seng gelombang

yang mempunyai kekuatan dan bentuk lebih kaku dibandingkan dengan bentuk

yang datar walaupun kedua bentuk tersebut terbuat dari bahan dan ukuran serta

mutu yang sama. Beban sendiri kertas terliat dapat dipikul oleh kekakuan dari

rusuk lipatan yang timbul akibat adanya lengan tuas yang yang memungkinkan

timbulnya momen perlawanan yang dihasilkan dari kerja sama antara tegangan

pada rusuk lipat dan rusuk tepi

Mengapa bentuk lipatan mempunyai kekakuan yang lebih besar bila

dibandingkan dengan bentuk datar dengan luas yang sama dan dari bahan yang

sama pula? Hal ini dapat dijelaskan karena momen inersia yang didapatkan dari

bentuk lipatan akan jauh lebih besar bila dibandingkan pada momen inersia yang

diperoleh dari bidang datar. Secara mekanika, bentuk lipatan mempunyai harga

momen inersia; I= 121 3bh , sedangkan pada bidang datar adalah I= 12

1 hb 3 .

Dengan terbentuknya lengan tuas, maka gaya-gaya akibat berat sendiri

dan gaya luar dapat ditahan oleh bentuk lipatan tersebut.


2/16


ANNAS MARUF


Dari uraian tersebut dapatlah kita mengambil suatu pengertian bahwa

struktur lipat merupakan suatu bentuk yang terjadi dari lipatan dari lempengan-

lempengan plat itu sendiri dimana kekakuan dan kekuatannya terletak pada

keseluruhan bentuk itu sendiri.

Dengan adanya kekakuan dan sifat-sifat diatas, dapatlah diterapkan

prinsip-prinsip tersebut sebagai salah satu cara penyelesaian sistem struktur,

dimana suatu komponen permukaan yang tadinya bersifat sebagai unsur penutup

saja selanjutnya sudah dapat dikembangkan menjadi suatu unit komponen

struktur yang monolit, dimana komponen tersebut mempunyai karakter yang

struktural.

Analogi dari bentuk-bentuk yang ada pada alam, maka konstruksi lipat

dapat dikembangkan baik dari segi geometri (bidang, kurva, prismatik) maupun

segi konstruksinya (solid, rangka, rusuk sejajar) yang dapat diterpakan pada

komponen bangunan seperti konstruksi dinding, atap, lantai, dengan berbagai

bentuk dan bahan.

2. Bentuk dasar struktur plat lipat

Tidak terlepas dari uraian gaya, dasar dari bentuk lipatan yang paling

sederhana adalah dengan mencari bentuk-bentuk yang sesuai dengan penyaluran

gayanya. Secara umum bentuk dasar dari plat lipat dapat dikelompokkan dalam

dua bagian yaitu :

1) Plat lipat rangka

Bentuk dasar dari plat lipat rangka, berasal dari bentuk-bentuk kurva

terbuka sederhana yang dibentuk dari garis-garis lurus yang mana pada

setiap elemen kurva membentuk sudut lipatan.


3/16


ANNAS MARUF


Gambar 2. Plat lipat rangka

2) Plat lipat bidang

Bentuk-bentuk yang dapat dijadikan dasar untuk pengembangan

konstruksi lipatan bidang adalah bentuk dasar piramida, prismatis, dan

semi prismatis.

Gambar 3. Plat lipat bidang membentuk bidang


4/16


ANNAS MARUF


Adapun plat lipat tersebut dapat dibentuk dari beberapa jenis material,

seperti :

Dari bahan logam ( seng, aluminium, baja, dan lain-lain)

Dari bahan sintetis (plastik, fiber glass, acrylic, dan lain-lain)

Dari bentuk beton (beton bertulang, ferro cement) dan lain-lain.

3. Pengaruh Beban Terhadap Struktur Plat Lipat

Terjadinya peristiwa pengakuan struktur sistem lipatan, apat lebih jelas

dipahami engan meninjau dan menganalisa prinsip-prinsip kerja gaya terhadap

suatu lipatan yang dapat diterangkan dengan mekanika sederhana.

Sebelum meninjau penyaluran gaya pada konstruksi lipatan, terlebih

dahulu kita meninjau gaya pada bidang datar. Dalam bidang datar semua gaya

yang bekerja dapat diuraiakan menjadi gaya sejajar bidang dan gaya tegak lurus

bidang. Gaya sejajar bidang lebih mampu untuk dipikul bidang tersebut jika

dibandingkan dengan gaya yang datang dari arah tegak lurus bidang datar

(gambar 4).

Gambar 4. Arah gaya pada bidang


5/16


ANNAS MARUF


Bidang datar akan lebih mudah terguling jika dibandingkan dengan bentuk

lipatan. Hal ini disebabkan karena tidak adanya titik kumpul penahan gaya sedang

setiap titik menjadi penahan gaya dan momen.

Gambar 5. Gaya yang bekerja pada bidang datar.

Jika gaya tersebut bekerja pada lipatan, maka akan terjadi sebagai berikut:

Gaya dengan arah memanjang akan dipikul oleh bidang datar dari lipatan.

Gaya dengan arah melintang, akan diuraikan menjadi dua gaya dimana

masing-masing besarnyalebih kecil dari gaya dari arah melintang tersebut.

Gambar 6. Arah gaya bekerja pada lipatan

Untuk gaya P yang bekerja pada tengah-tengah bidang, gaya diuraikan

menjadi gaya sejajar bidang dan gaya tegak lurus. Sedangkan gayaP yang

bekerja pada rusuk-rusuk lipatan akan diuraikan sejajar pada masing-

masingbidang datar yang bersisian seperti terlihat pada gambar dibawah ini


6/16


ANNAS MARUF


(gambar 7).Besarnya kemiringan bidang datar dari lipatan ini menentukan pula

besarnya uraian gaya yang bekerja.

Gambar 7. Uraian yang bekerja pada bidang

Dari uraian gaya P tersebut, ternyata bidang lipatan akan lebih kuat

memikul gaya-gaya, baik arah melintang maupun arah memanjang. Karena gaya

P diuraikan sejajar bidang dan hanya dipikul oleh bidang itu sendiri, maka beban

P yang harus dipikul oleh konstruksi menjadi kecil.

Untuk menjaga perubahan bentuk lipatan, maka perlu untuk

mempertahankan tebal d dan lebar b serta tinggi lipatan (h) dimana gaya P

yang bekerja pada rusuk B dan C serta gaya H yang bekerja pada rusuk A

mengakibatkan perubahan pada jarak b dan h.

Untuk menghindari terjadinya perubahan bentuk lipatan, rusuk-rusuk A,

B, dan C harus dibuat kaku dengan cara dipegang dan ditahan oleh tumpuan

sendi atau monolit sehingga tumpuan menjadi sesuatu yang rigit (gambar 8). Jadi

disini dapat diterangkan bahwa sebenarnya yang menahan gaya-gaya adalah tiap-

tiap bidang, sedangkan rusuk-rusuk berfungsi sebagai pemegang dan pengaku

bidang.

Gambar 8. Pengakuan pada rusuk lipatan.


7/16


ANNAS MARUF


Keadaan penampang plat yang praktis mempunyai sepasang sisi yang

pendek, maka lenturan terhadap sisi pendek tersebut merupakan titik lemah oleh

karena momen perlawanan serat tepi plat pada daerah ini tidak cukup mempunyai

lengan tuas yang dapat menahan lenturan.

Akan tetapi dengan adanya pengikatan secara monolit pada salah satu sisi

dari plat tersebut, kedudukan dari plat (sisi) akan saling bekerjasama dalam

meniadakan gaya yang dapat menyebabkan lentur pada sisi pendek tadi sehingga

arah dari gaya tersebut praktis hanya terarah pada sumbu penampang arah sisi

panjang. Ditempat-tempat tertentu yaitu setelah mencapai panjang sisi L, dibuat

bidang-bidang pengaku yang bisa menahan terjadinya lentur dan perubahan

bentuk (deformasi) rusuk, seperti terlihat pada gambar 8.

Gambar 9. Penampang plat

Plat lipat yang disanggah, setiap tekukannya akan menjadi sangat kaku

untuk dukungan melintang pada setiap lipatan, ini disebabkan karena pada daerah

tepi plat, gaya horisontal yang timbul akibat pembebanan pada permukaan plat

memaksa terjadinya perubahan posisi, dimana gaya horisontal ditahan oleh reaksi

horisontal dari tumpuan pada tekukan plat.

Momen lentur yang terjadi adalah diakibatkan oleh beban merata atau

akibat dari berat sendiri. Besarnya momenyang terjadi tergantung dari besarnya

sudut, dimana makin besar sudutnya akan makin besar pula momen yang terjadi,

dan sudut yang paling efektif adalah sudut 450.


8/16


ANNAS MARUF


Pada penampang plat, terlihat bahwa beban P

terurai menurut sumbu X dan Y, sehingga beban

P ditolerir oleh hasil kerja sama antara lentur

arah X dan arah Y. Karena sudut 450 sebagai

kemiringan sudut yang paling efektif dalam

keadaan ini, resultant gaya P pada arah X dan Y

besarnya sama.

Gambar 10.

Pada gambar dibawah (gambar 11) terlihat bahwa jika sudut a>450maka

Ry>Rx, demikian pula sebaliknya. Plat datar yang merupakan elemen dari struktur

lipat, lebih mampu menerima beban pada arah X dibanding beban pada arah Y.

luasan ruang yang mampu dinaungi pada keadaan sudut a 450 lebih maksimal

dengan tetap mempertahankan kekuatan dari struktur lipat sendiri.

Gambar 11. Sudut efektif gaya adalah 450

Jadi berdasarkan uraian gaya tersebut diatas, dapatlah disimpulkan bahwa

konstruksi lipatan yang perlu diperhatikan adalah pencegahan terjadinya

deformasi dengan cara memastikan bahwa konstruksi sudah cukup kaku. Untuk

mencapai maksud tersebut, maka ada beberapa hal yang mempengaruhi

kemampuan struktur ini dalam menerima beban, yaitu :

Sudut lipatan

Tinggi lipatan

Tebal bidang datar lipatan


9/16


ANNAS MARUF


Bidang pengaku

Kekakuan rusuk lipatan dan tumpuan.

4. Perilaku Plat Lipat Terhadap Pembebanan

Plat yang membentuk satu unit lipatan dan berdiri sendiri tidak akan

mempunyai kekakuan yang sama dan merata pada setiap arah, melainkan

kekakuan tersebut akan berbed-beda pada arah tertentu. Suatu plat lipat

mempunyai kekakuan lentur yang terbesar pada arah punggungnya. Seperti

terlihat pada gambar 11 dibawah ini dimana pada keadaan A akan lebih kaku

daripada keadaan B.

Gambar 12. Deformasi apabila pembebanan berlebih

Adanya perbedaan kekakuan dari suatu bentuk tekukan terhadap arah-

arah tertentu, terlihat seperti pada keadaan konstruksi pada gambar diatas yang

mana akan lebih mudah terlipat karena cekungan dari pada ke arah cembungnya.

Keadaan tersebut mengakibatkan plat lipat menjadi kurang efektif apabila bekerja

bekerja sendiri-sendiri, karena kekuatannya tidak merata terhadap setiap arah,

tetapi dengan cara menggabungkan unit-unit plat lipat, dapat bekerja saling

membantu untuk meniadakan kekurangan dari masing-masing unit karena reaksi

yang timbul pada suatu unit dapat segera dieliminir oleh aksi dari unti lainnya.

Dapat terlihat perubahan pada plat lipatyang disanggah dan diberi beban

sedikit demi sedikit, maka terlihat bahwa sebelum kekuatan maksimumdari lentur

terlampaui, maka terlebih dahulu terjadi perubahan pada sudut lipatan didaerah

yang mengalami momen (pada daerah pertengahan dari bentangan) yang

menimbulkan terjadinya pergeseran kedudukan dari rusuk-rusuk terhadap

kedudukan semula hingga akhirnya sudut lipatan tersebut mencapai 00pada saat


10/16


ANNAS MARUF


itulah plat melendut dan terlipat kebawah yang dalam hal ini berarti kekuatan

batas dari bentuk plat tipis telah terlampaui.

Gambar 13. Pembebanan pada plat lipat

Jadi kesimpulan adalah plat lipat akan kehilangan efek strukturalnya

apabila terjadi suatu pembebanan yang mengakibatkan terjadinya perubahan

profil dari plat lipat tersebut misalnya perubahan dari tinggi lengan tuas atau

terbukanya sudut lipatan dan lain sebagainya, atau dengan kata lain bahwa plat

lipat akan mencapai batas kekuatan maksimumnya pada saat kedudukan dari

sudut lipatan/bentuknya mengalami perubahan akibat pembebanan.

Lengan tuas plat dapat mengecil apabila sudut-sudut dari rusuk-rusuk

terbuka, dan panjang lengan tuas dapat dipertahankan apabila sudut lipatannya

mempunyai kedudukan yang stabil dengan memperhatikan perilaku plat lipat

terhadap pembebanan maka untuk menstabilkan kedudukan dari sudut lipatan

dapatlah ditempuh dengan jalan membentuk berupa macam varian sistem

pengaku sudut.

Dengan mengandalkan hasil kerja sama dari keseluruhan bentuk,

pembebanan oleh gaya-gaya luar dipukul secara kompak. Oleh karena itu setiap

sistem steruktur permukaan senantiasa dibuat sedemikian rupa sehingga

mempunyai penyelesaian unik yang sebentuk atau homogen pada setiap tempat.


11/16


ANNAS MARUF


Sistem kerja dari suatu unit plat dapat diindentikkan dengan kisi dari balok

portal, dimana kekuatan strukturnya dan ketahanan bentuknya lebih diandalkan

pada kekakuaan sambungan. Adanya sistem jepitan pada sambungan,

menyebabkan timbulnya momen negatif pada daerah tersebut yang selanjutnya

menimbulkan pula momen distribusi pada arah lainnya.


12/16


ANNAS MARUF


PERMUKAAN BIDANG DENGAN LIPATAN YANG SALING BERLAWANAN.

Kedalaman yang sama dari lipatan profil dan ketinggian yang sama pula diatas

tanah.


13/16


ANNAS MARUF


PERMUKAAN BIDAF DENGAN LIPATAN YANG SALING BERLAWANAN

Kedalaman yang sama dari lipatan profil, dan ketinggian yang sama pula diatas

tanah.


14/16


ANNAS MARUF


SISTEM STRUKTUR LINEAR TERSUSUN OLEH PERMUKAAN BIDANG LIPATAN.

Rangka dua sendi : dari bubungan ke jurai lipatan


15/16


ANNAS MARUF


SISTEM STRUKTUR LINEAR TERSUSUN OLEH PERMUKAAN BIDANG LIPATAN

Rangka dua sendi A : dari bubungan ke jurai lipatan


16/16


ANNAS MARUF


plat lipat

Documents