PEMBEBANAN DALAM STRUKTUR

PEMBEBANAN DALAM STRUKTUR

Oke dalam kesempatan ini kita akan berdiskusi tentang macam-macam beban dalam struktur baik itu rumah dan gedung.

Dalam melakukan analisis desain suatu struktur, perlu ada gambaran yang jelas mengenai perilaku dan besar beban yang bekerja pada struktur. Pada gambar ,  menunjukan  diagram  beban-beban  yang  harus  diperhatikan dan cara untuk menentukan karakteristiknya. Perencanaan pembebanan di Indonesia   diatur   melalui   SNI   03-1727-1989-F,   Tata   cara   perencanaan pembebanan untuk rumah dan gedung

Hal penting yang mendasar adalah pemisahan antara beban-beban yang bersifat statis dan dinamis.

Ø  Gaya  statis  adalah  gaya  yang  bekerja  secara  terus-menerus  pada struktur.  Deformasi ini akan mencapai puncaknya apabila gaya statis maksimum.

Ø  Gaya  dinamis  adalah  gaya  yang  bekerja  secara  tiba-tiba  dan/atau kadang-kadang pada      struktur.  Pada                        umumya  mempunyai karakterisitik besar dan lokasinya berubah dengan cepat. Deformasi pada struktur akibat beban ini juga berubah-ubah secara cepat. Gaya dinamis dapat menyebabkan terjadinya osilasi pada struktur hingga deformasi  puncak  tidak  terjadi  bersamaan  dengan  terjadinya  gaya terbesar

v  Gaya-gaya Statis

Gaya-gaya  statis  pada  umumnya  dapat  dibagi  lagi  menjadi  beban mati, beban hidup, dan beban akibat penurunan atau efek termal.

·         Beban  Mati  adalah  beban-beban  yang  bekerja  vertikal  ke  bawah pada  struktur  dan  mempunyai  karakteristik  bangunan,  seperti  misalnya penutup lantai, alat mekanis, partisi yang dapat dipindahkan, adalah beban mati.  Berat  eksak  elemen-elemen  ini  pada  umumnya  diketahui  atau  dapat dengan  mudah  ditentukan  dengan  derajat  ketelitian  cukup  tinggi.  Semua metode untuk menghitung beban mati suatu elemen adalah didasarkan atas peninjauan  berat  satuan  material  yang  terlihat  dan  berdasarkan  volume elemen  tersebut.  Berat  satuan  (unit  weight)  material  secara  empiris  telah ditentukan dan  telah  banyak  dicantumkan  tabelnya  pada  sejumlah  sumber untuk memudahkan perhitungan beban mati

·         Beban  hidup  adalah  beban-beban  yang  bisa  ada  atau  tidak  ada pada struktur untuk suatu waktu yang diberikan. Meskipun dapat berpindah- pindah, beban hidup masih dapat dikatakan bekerja secara perlahan-lahan pada  struktur.  Beban  penggunaan  (occupancy  loads)  adalah  beban  hidup. Yang   termasuk   ke   dalam   beban   penggunaan   adalah   berat   manusia, perabot, barang yang disimpan, dan sebagainya

Dalam peraturan pembebanan Indonesia, beban hidup meliputi:

     Beban hidup pada lantai gedung

o     Beban   sudah   termasuk   perlengkapan   ruang   sesuai   dengan kegunaan   ruang   yang   bersangkutan,   serta   dinding   pemisah ringan   dengan   berat   tidak   lebih   100   kg/m2.   Beban   untuk perlengkapan ruang yang berat harus ditentukan tersendiri.

o     Beban tidak perlu dikalikan koefisien kejut

o     Beban  lantai  untuk  bangunan  multi  guna  harus  menggunakan

beban terberat yang mungkin terjadi

     Beban hidup pada atap bangunan

o     Untuk  bagian  atap  yang  dapat  dicapai  orang  harus  digunakan minimum sebesar 100 kg/m2   bidang datar

o     Untuk beban akibat air hujan sebesar (40 – 0.8 ) kg/m2, dengan

 adalah sudut kemiringan atap bila kurang dari 50.

o     Beban      terpusat       untuk      pekerja       dan      peralatan        pemadam kebakaran sebesar minimum 100 kg.

o     Bagian tepi atap yang terkantilever sebesar minimum 200 kg.

o     Pada  bangunan  tinggi  yang  menggunakan  landasan  helikopter diambil sebesar 200 kg/m2 .

v  Beban Angin

Struktur yang berada pada lintasan angin akan menyebabkan angin berbelok atau dapat berhenti. Sebagai akibatnya, energi kinetik angin akan ber-ubah bentuk menjadi energi potensial yang berupa tekanan atau isapan pada struktur. Besar tekanan atau isapan yang diakibatkan oleh angin pada suatu  titik  akan  bergantung  pada  kecepatan  angin,  rapat  massa  udara,

lokasi  yang  ditinjau  pada  struktur,  perilaku  permukaan  struktur,  bentuk geometris, dimensi dan orientasi struktur.

Apabila  suatu  fluida  seperti  udara  mengalir  di  sekitar  suatu  benda, akan  terladi  pola  arus  kompleks  di  sekitar  benda  tersebut.  Perilaku  dan kerumitan  pola  aliran  itu  bergantung  pada  bentuk  benda.  Aliran  dapat berupa aliran laminer, dapat pula turbulen. Gaya yang bekerja pada benda sebagai hasil dari gangguan pada aliran tersebut dapat berupa tekanan atau isapan.  Semakin  langsing  suatu  benda,  akan  semakin  kecil  gaya  reaksi yang  diberikannya  dalam  arah  berlawanan  dengan  arah  angin  bergerak, seperti pada Gambar

Aliran angina di sekitar bangunan Sumber : Schodek, 1999

Beban  angin  ditentukan  dengan  menganggap  adanya  tekanan  positif  dan tekanan negatif atau hisapan yang bekerja tegak lurus pada bidang-bidang.

     Tekanan tiup

o    Pada kondisi umum diambil rata-rata 25 kg/m2

o    Di laut dan tepi laut sampai sejauh 5 km minimum 40 kg/m2

o    Pada      daerah       dengan       kecepatan        angin      besar      digunakan perhitungan tekanan sebesar:  V2  / 16  (kg/m2),  dengan  v  adalah

kecepatan yang ditentukan oleh instansi yang berwenang

o    Pada bentuk cerobong ditentukan: (42,5 + 0,6 h) kg/m2, dengan h adalah tinggi cerobong

o    Apabila  bangunan  terlindung  dari  angin  dapat  dikalikan  dengan koefisien reduksi sebesar 0,5.

v  Beban Gempa

Gempa   bumi   adalah   fenomena   getaran   yang   dikaitkan   dengan kejutan pada kerak bumi. Kejutan yang berkaitan dengan benturan tersebut akan  menjalar  dalam  bentuk  gelombang.  Gelombang  ini  menyebabkan permukaan bumi dan bangunan di atasnya bergetar.

   Pada saat bangunan bergetar, timbul gaya-gaya pada struktur bangunan karena adanya kecenderungan massa bangunan            untuk mempertahankan  dirinya  dari  gerakan.  Gaya  yang  timbul  ini  disebut  gaya inersia.  Besar  gaya-gaya  tersebut  bergantung  pada  banyak  faktor.  Massa bangunan   merupakan   faktor   yang   paling   utama   karena   gaya   tersebut melibatkan  inersia.  Faktor  lain  adalah  cara  massa  tersebut  terdistribusi, kekakuan  struktur,   kekakuan   tanah,   jenis   pondasi,   adanya   mekanisme redaman  pada  bangunan,  dan  tentu  saja  perilaku  dan  besar  getaran  itu sendiri. Perilaku dan besar getaran merupakan aspek yang sulit ditentukan secara  tepat  karena  sifatnya  yang  acak  (random),  sekalipun  kadang  kala dapat  ditentukan  juga.  Gerakan  yang  diakibatkan  tersebut  berperilaku  tiga dimensi.  Gerakan  tanah  horisontal  biasanya  merupakan  yang  terpenting dalam tinjauan desain struktural.

Massa dan kekakuan struktur, yang juga periode alami dari getaran yang  berkaitan,  merupakan  faktor  terpenting  yang  mempengaruhi  respons keseluruhan struktur terhadap gerakan dan besar serta perilaku gaya-gaya yang  timbul  sebagai  akibat  dari  gerakan  tersebut.  Salah  satu  cara  untuk memahami  fenomena  respons  yang  terlihat  dapat  diperhatikan  terlebih dahulu   bagaimana   suatu   struktur   kaku   memberikan   respons   terhadap getaran   sederhana   gedung.   Strukturnya   cukup   fleksibel,   seperti   yang umumnya terdapat pada semua struktur gedung.