Sabtu, 22 Januari 2011

Tarik, Tekan, Lentur, Geser, Torsi & Tumpu Pada Struktur Teknik Sipil

Gaya eksternal yang bekerja pada struktur akan menyebabkan timbulnya gaya internal di dalam elemen-elemen struktur. Gaya internal di dalam elemen yang paling umum terjadi adalah berupa tarik, tekan, lentur, geser, torsi, dan tumpu (Gambar 9). Yang berkaitan dengan gaya-gaya internal adalah timbulnya tegangan dan regangan internal. Tegangan (stress) adalah ukuran intensitas gaya per satuan luas, dimana satuannya adalah lb/in² atau N/mm² (MPa), dan regangan (strain) adalah ukuran deformasi, dimana satuannya adalah in./in. atau mm/mm.

Gaya tarik (tension force) mempunyai kecenderungan untuk menarik elemen hingga putus. Kekuatan elemen tarik tergantung pada luas penampang elemen dan material yang digunakan. Elemen yang mengalami tarik dapat mempunyai kekuatan tinggi, misalnya pada kabel yang digunakan untuk struktur terbentang panjang. Kekuatan elemen tarik umumnya tergantung pada panjangnya. Tegangan tarik terdistribusi merata pada penampang elemen, besarnya tegangan tarik adalah gaya per satuan luas.


Gaya tekan (compression force) cenderung akan menyebabkan kehancuran atau tekuk pada elemen. Elemen yang pendek cenderung hancur, dan mempunyai kekuatan relatif setara dengan kekuatan elemen tersebut apabila mengalami tarik. Sebaliknya, kapasitas pikul beban elemen tekan semakin kecil untuk elemen yang semakin panjang. Elemen tekan panjang dapat menjadi tidak stabil, dan dapat secara tiba-tiba menekuk pada taraf beban kritis. Ketidakstabilan tiba-tiba yang menyebabkan elemen tidak dapat memikul beban tambahan sedikitpun, bisa terjadi tanpa terjadi kelebihan tegangan pada material. Fenomena ini disebut tekuk (buckling). Karena adanya fenomena tekuk ini, maka elemen tekan yang panjang tidak dapat memikul beban yang sangat besar.

Lentur (bending) adalah keadaan gaya kompleks yang berkaitan dengan melenturnya elemen. Biasanya lentur terjadi pada elemen balok sebagai akibat dari adanya beban transversal. Aksi lentur menyebabkan serat-serat pada satu muka elemen memanjang, mengalami tarik, dan serat pada muka lainnya mengalami tekan. Jadi, baik tarik maupun tekan terjadi pada satu penampang yang sama. Keadaan gaya yang kompleks ini tidak dapat hanya dinyatakan dengan tegangan yang besarnya sama dengan gaya dibagi luas penampang.

Tegangan tarik dan tegangan tekan ini bekerja dalam arah tegak lurus permukaan penampang. Kekuatan elemen yang mengalami lentur tergantung pada distribusi material pada penampang, juga jenis materialnya. Sebagai respon atas adanya lentur, penampang mempunyai bentuk-bentuk khusus, misalnya profil sayap lebar dari baja, atau penampang beton bertulang yang menggunakan tulangan baja sebagai pemikul tarik.

Geser (shear ) adalah keadaan gaya yang berkaitan dengan aksi gaya-gaya berlawanan arah, yang menyebabkan satu bagian struktur tergelincir terhadap bagian di dekatnya. Tegangan yang timbul disebut sebagai tegangan geser (shear stress), yang bekerja dalam arah tangensial permukaan gelincir. Tegangan geser umum terjadi pada balok. Torsi (torsion) adalah puntir. Baik tegangan tarik maupun tekan terjadi pada elemen yang mengalami torsi.

Tegangan tumpu (bearing stress) terjadi antara bidang muka dua elemen apabila gaya-gaya disalurkan dari satu elemen ke elemen lainnya. Sebagai contoh, tegangan tumpu pada ujung-ujung balok yang terletak di atas dinding atau kolom. Tegangan-tegangan yang terjadi mempunyai arah tegak lurus permukaan elemen. Defleksi (deflection) yang diakibatkan beban pada elemen harus dibatasi pada taraf yang diijinkan. Tegangan dan interaksi tegangan dapat saja terjadi pada elemen struktur.

0 komentar:

Poskan Komentar