Materi 4 Struktur Beban

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.


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


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


LOADS OF STRUCTURES

CONTOH: Beban Mati � Berat sendiri bahan bangunan

3


LOADS OF STRUCTURES

CONTOH: Beban Mati � Berat sendiri bahan bangunan


LOADS OF STRUCTURES

CONTOH: Beban Hidup

4


LOADS OF STRUCTURES

CONTOH: Beban Hidup


LOADS OF STRUCTURESBeban mati dan beban hidup:

Beban angin:

5

Beban angin: Beban selisih suhu: Beban akibat perbedaanpenurunan fondasi:


LOADS OF STRUCTURES


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:


LOADS OF STRUCTURES

7


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


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


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)


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


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


LOADS OF STRUCTURES

10


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.


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.


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


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.


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)



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!



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 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!

Documents

Materi 4 Struktur Beban