Analisis struktur: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
k clean up, replaced: Kadangkala → Kadang kala |
Fitur saranan suntingan: 3 pranala ditambahkan. |
||
| (4 revisi perantara oleh 3 pengguna tidak ditampilkan) | |||
Baris 1:
{{Two other uses|studi struktural di bidang teknik|penggunaan ilmu sosial|strukturalisme}}
<ref name=":0" />'''Analisis struktur''' merupakan ilmu untuk menentukan efek dari beban pada struktur fisik dan komponennya. Adapun cabang pemakaiannya meliputi analisis bangunan, [[jembatan]], [[perkakas]], [[mesin]], tanah, dll. Analisis struktur menggabungkan bidang [[mekanika teknik]], [[teknik material]] dan [[matematika teknik]] untuk menghitung [[deformasi]] struktur, [[gaya (fisika)|kekuatan]] internal, tegangan, [[tekanan]], reaksi tumpuan, percepatan, dan [[stabilitas]]. Hasil analisis tersebut digunakan untuk memverifikasi kekuatan struktur yang akan maupun telah dibangun. Dengan demikian analisis struktur merupakan bagian penting dari [[teknik struktural|desain rekayasa struktur]].
== Sejarah ==
[[Berkas:Discorsi Festigkeitsdiskussion.jpg|kiri|jmpl|Tulisan Galileo Gallilei mengenai lentur balok kantilever.]]
Sejarah analisis struktur lahir dari ilmu [[mekanika]] yang merupakan cabang dari [[fisika]]. Tulisan tertua yang berisi ilmu ini dibuat oleh [[Archimedes]] (287-212 SM) yang membahas prinsip pengungkit dan prinsip kemampuan mengapung. Kemajuan yang besar diawali oleh hukum kombinasi vektor gaya oleh Stevinus (1548-1620), yang juga merumuskan sebagian besar dari prinsip-prinsip statika. Penyelidikan tentang lentur pertama kali dilakukan [[Galileo Galilei]] (1564-1642) namun baru dipecahkan dengan baik oelh [[Auguste Coloumb]] (1736-1806). Robert Hooke (1635 - 1703) menemukan kelakuan material yang dikenal dengan [[hukum Hooke]] sebagai dasar dari ilmu elastisitas. Metode kerja maya dikembangkan awalnya oleh Leibnitz untuk menyelesaikan masalah mekanika biasa. Selanjutnya pendekatan ini benar-benar sangat berguna dan penggunaannya diperluas dalam berbagai kasus. Berbeda dengan ilmuwan lain yang menekankan persamaan analitik, Christian Otto Mohr (1835–1918) mengembangkan metode grafis yang antara lain lingkaran Mohr (untuk menentukan tegangan), dan diagram Williot-Mohr (untuk menentukan perpindahan truss). Tokoh lain yang terlibat dalam perkembangan ilmu analisis struktur awal diantaranya, Marotte, D'Alembert, [[Euler]] (teori balok dan tekuk), Navier, Bernoulli (teori balok), [[Maxwell]] (Prinsip Maxwell), Betti (hukum Betti), St. Venant (torsi), Rayleigh, dan Castigliano (teori defleksi). Teori balok Euler-Bernoulli dibuktikan kebenarannya dengan diselesaikannya pembangunan [[Menara Eiffel]] di Paris. Sebelumnya teori itu hanya dibahas oleh para ilmuwan semata.
Pada abad modern, perkembangan besar ilmu bahan dilakukan oleh ilmuwan [[Rusia]]-[[AS]] Stephen P. Timoshenko. Maha karyanya ''Strength of Material'' merupakan buku wajib mahasiswa [[teknik sipil]] hampir diseluruh [[dunia]]. Penemuan penting lain adalah metode distribusi momen oleh Hardy Cross pada tahun [[1930]] dalam tulisannya di jurnal ASCE. Kontribusi lain Cross adalah metode [[analogi]] kolom. Namun metode klasik yang mulai digantikan seiring dengan berkembangnya kemampuan dan kecepatan komputer. Maka dari itu penggunaan [[metode elemen hingga]] semakin meluas oleh insinyur struktur. Analisis yang sebelumnya memakan banyak kertas dengan ketelitian semakin berkurang dengan banyaknya variabel berhasil diatasi. Metode ini pertama kali dipakai dalam menganalisis gedung [[Sydney Opera House|Opera Sydney]] oleh firma konsultan kenamaan Ove Arup. Bisa dikatakan metode elemen hingga merupakan penemuan terpenting dalam bidang analisis struktur.
== Elemen struktur ==
Baris 20:
* ''M'' - momen pada sumbu netral
* ''y'' - jarak tegak lurus sumbu netral ke tepi
* ''I''<sub>''x''</sub> - [[momen inersia]] luasan pada sumbu netral ''x''.
=== Elemen tekan: Kolom ===
Baris 26:
=== Pelat ===
=== Membran ===
Baris 36:
== Tipe struktur ==
Kombinasi elemen struktur dan material yang menyusunnya disebut sebagai suatu sistem struktur. Setiap sistem dibangun dari satu atau lebih dari keempat tipe dasar struktur.<ref>Hibbeller, R.C, 1999, '''Analisis Struktur''', PT
[[Berkas:Hancock tower 2006.jpg|jmpl|kiri|Gedung John Hancock Center, merupakan gabungan struktur kerangka kotak (''tube'') sebagai penahan beban gravitasi dan truss-x sebagai pengaku lateral.]]
=== Truss ===
Baris 61:
== Beban ==
[[Berkas:Jembatan Truss Dutch Leupung.JPG|jmpl|Jembatan tipe Warren Truss di Leupung, [[Aceh]]. Disini beban mati adalah berat rangka baja dan perkerasan jalan. Sedang beban hidupnya adalah beban kendaraan, angin, dan gempa.]]
Setelah dimensi dari struktur itu diketahui, sangat penting kemudian menentukan beban apa saja yang ditanggung dari struktur. Beban disain biasanya dispesifikasi oleh peraturan bangunan yang berlaku. Untuk wilayah hukum Indonesia digunakan [[SNI]] 03 1727
Ada dua jenis beban pada struktur yang harus dipertimbangkan dalam desain. Tipe pertama ini disebut dengan '''Beban mati''' yang merupakan berat dari kumpulan setiap anggota struktur maupun berat objek benda yang ditempatkan secara permanen. Sebagai contoh, kolom, balok, balok penopang (girder), pelat lantai, dinding, jendela, ''plumbing'', alat listrik, dan lain sebagainya.
Kedua adalah '''Beban hidup''', yang mana beban yang bergerak atau bervariasi dalam ukuran maupun lokasi. Contohnya adalah beban kendaraan pada jembatan, beban pengunjung pada gedung, beban hujan, beban salju, beban ledakan, beban gempa, dan beban alami lainnya.
=== Beban angin ===
Bila struktur merintangi aliran angin, [[energi kinetik]] angin dikonversikan ke dalam energi potensial tekanan, yang menyebabkan terjadinya suatu pembebanan angin. Efek angin pada struktur bergantung pada kerapatan dan kecepatan udara, sudut datang angin, bentuk dan kekakuan struktur dan kekesaran permukaannya. Pembebanan angin bisa ditinjau dari pendekatan [[statik]] maupun [[dinamik]].
=== Beban gempa ===
[[Gempa bumi]] menghasilkan pembebanan pada suatu struktur melalui interaksi gerakan [[tanah]] dan karakteristik respon struktur. Pembebanan ini merupakan hasil dari distorsi struktur yang disebabkan oleh gerakan tanah dan kekakuan struktur. Besarnya bergantung pada banyak dan tipe percepatan gerak tanah, masa dan kekakuan struktur. Pembebanan dan analisis gempa di Indonesia merujuk pada SNI 03 1726
=== Tekanan Hidrostatik dan Tekanan Tanah ===
Baris 75:
== Stabilitas struktur ==
Pada struktur stabil, deformasi yang diakibatkan beban pada umumnya kecil dan gaya dakhil (internal) yang timbul dalam struktur mempunyai
Sebagai contoh, bayangkan tiga buah balok disusun membentuk rangka segiempat. Berikan gaya horizontal diujung rangka atas balok tersebut. Maka lama kelamaan rangka itu roboh. Salah satu cara untuk membuatnya lebih stabil dengan ''bracing'' atau mengisinya dengan dinding. Selain dengan yang disebutkan tadi, ketidakstabilitas struktur bisa diakibatkan juga oleh kelemahan kolom yang diakibatkan tekuk maupun efek ''P-Delta''.
| |||