7/21/2019 Handout-KUBAH-1.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/handout-kubah-1pdf 1/7

1

AHMAD TUSI 2011

Bisa dianalisisdan dihitung

dalam kuliah ..

Bahan untuk konstruksi

bangunan ini kekuatannyaberapa ya?!

KEKUATAN BAHAN

AHMAD TUSI 2011

PENDAHULUAN

Ilmu Kekuatan Bahan (Strength of Materials) termasukIlmu Mekanika terutama untuk bahan padat(Mechanics of Solid Materials)

Pengertian:

Analisis mengenai reaksi internal (tegangan dandeformasi) dari suatu bahan dengan konstruksi tertentuyang menahan beban

Ilmu gaya dan sifat-sifat (mekanis, fisik dan kimiawi)bahan merupakan ilmu-ilmu dasar yang diperlukandalam analisis, selain matematika dan fisika

7/21/2019 Handout-KUBAH-1.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/handout-kubah-1pdf 2/7

2

AHMAD TUSI 2011

Reaksi Internal:

P1

P2

Tegangan (Stress)

Deformasi (Deformation)

C M

Akibat pembebanan yang dapat berupa gaya tekan (P1), gayatarik (P2), momen (M) dan atau kopel (C), timbul reaksi-reaksiinternal berupa tegangan (stress) dan perubahan bentuk ataudeformasi (deformation)

Reaksi Internal

AHMAD TUSI 2011

Pembebanan• Jenis pembebanan (loading) bervariasi menurut tipe atau

macam konstruksi dasar dari bangunan yang dipakai, yaitubeban aksial pada konstruksi batang (rod), beban lateral,

momen titik dan kopel pada konstruksi balok (beam), beban

aksial pada konstruksi kolom (column), dan bebanpuntir/torsional pada konstruksi poros (shaft), serta kombinasidari berbagai beban tersebut

• Berdasarkan garis/cara kerjanya, pembebanan dapat dibedakan

menjadi beban-beban terpusat (concentrated loads) danbeban-beban tersebar (distributed loads); sedangkan terhadapwaktu dapat dibedakan menjadi beban statis (besaran dan arahtetap sepanjang waktu) dan beban dinamis (besaran dan arahberubah sepanjang waktu)

CATATAN: Dalam analisis kekuatan bahan ini lebihdikonsentrasikan pada beban-beban bersifat statis

• Semua beban dalam kondisi equilibrium, yaitu aksi = reaksi

7/21/2019 Handout-KUBAH-1.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/handout-kubah-1pdf 3/7

3

AHMAD TUSI 2011

batang tekan

P Pbatang tarikP P

P

R1 R2

w

balok M

k   ol     om

P

P

porosT T

(2)

(1)

(3)

(4)

Empat macam konstruksi dasardengan pembebanannya, dalambentuk diagram badan bebas

AHMAD TUSI 2011

Sifat-Sifat Penampang (Cross Section Properties)

b

hr

D

Dimensi-1 (panjang): b, h, D, r (satuan: m) [L1]

Dimensi-2 (luas): A (satuan: m2) [L2]

Dimensi-3 (modulus penampang): Z (satuan: m3) [L3]

Dimensi-4 (inersia): I (satuan: m4) [L4]

7/21/2019 Handout-KUBAH-1.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/handout-kubah-1pdf 4/7

4

AHMAD TUSI 2011

P   σ P

A

TARIKAN DAN TEKANAN

(Tension and Compression)

Suatu batang dengan penampang A dan panjang L mengalami gaya tarik(tension) sebesar P, maka akan terjadi tegangan tarik σ sebagai reaksiinternalnya. Gaya P bekerja pada centroid penampang batang.

Besarnya tegangan tarik σ (rata-rata) dapat dihitung dengan rumus

rancangan sebagai berikut (tegangan yang timbul harus lebih kecilatau sama dengan tegangan ijin atau tegangan kerja):

Dimana σ adalah tegangan ijin/kerja (N/m2)

L

σ = P/A ≤ σ

AHMAD TUSI 2011

Kesetimbangan yang terjadi bila penampang A yang kita amati membentuk

sudut α (miring) adalah bahwa reaksi internal pada penampang tersebut

berupa tegangan normal σ dan tegangan geser τ seperti yang terlihat pada

bagan badan bebas berikut ini:

α

Pσ

τP

A

0.5

0.0

-0.5

1.0

-1.0

45º0º 135º90º 180º

σ

τ

Variasi sudut αdari 0º sampai180º memberikannilai-nilai σ dan τ

seperti padagarafik, dimana:

τ max = 0.5 σmax

7/21/2019 Handout-KUBAH-1.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/handout-kubah-1pdf 5/7

5

AHMAD TUSI 2011

Akibat gaya tarik, suatu batang akan mengalami perpanjangan sebesar ∆L.

Pada kondisi elastis, berlaku Hukum Hooke σ = Εε.

P P

∆LL

Karena tegangan rata-rata σ = P/A dan regangan ε =∆L/ L, maka nilai ∆L

akibat tarikan dapat dituliskan dalam rumus rancangan sebagai berikut:

P L

∆L = ----------- ≤ ∆L

AΕ

Catatan: Rumus-rumus tegangan dan deformasi untuk tarikan (tension) samadengan tekanan (compression), hanya saja σ dan ∆L untuk tekanandalam perhitungan bertanda negatif (-).

Asumsi: tidak ada perubahan pada penampangselama terjadi perpanjangan (tarikan)

atau perpendekan (tekanan).

AHMAD TUSI 2011

PP

∆L L

d D

Bila pada tarikan terjadi perubahan dimensi dari penampang dengandiameter D menjadi d, atau luas penampang (A) menjadi lebih kecil,

maka kemungkinan regangan akan terjadi pada arah sb X, Y, dan Z,dengan rumus sebagai berikut:

εx = 1/ Ε[σx – µ(σy + σz)]

εy = 1/ Ε[σy – µ(σx + σz)]

εz = 1/ Ε[σz – µ(σx + σy)]

Dimana µ adalah Poisson’s Ratio

7/21/2019 Handout-KUBAH-1.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/handout-kubah-1pdf 6/7

6

AHMAD TUSI 2011

STRESS AND STRAIN

DIAGRAM

AHMAD TUSI 2011

7/21/2019 Handout-KUBAH-1.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/handout-kubah-1pdf 7/7

7

AHMAD TUSI 2011