Konsep teori karakteristik material baja Konsep teori stabilitas struktur

a Portal ruang b Rangka batang ruan g c Balok balkon

2.2. Konsep teori karakteristik material baja

Untuk struktur baja yang paling penting salah satunya adalah sifat sifat karakteristik kekuatan material baja tersebut.ketika pembebanan berlaku maka pada tahap mula mula sampai batas tertentu berada pada kondisi elastis, kemudian dengan ber tambah-nya beban kondisi elastis ini akan beralih ke tahap plastis dan seterusnya mencapai puncak beban yang dapat ditahan sehingga akhirnya akan runtuh. Perilaku ini dapat digambarkan dengan hubungan antara tegangan regangan yang terjadi dan dirumuskan oleh Hooke bahwa, σ = E.ε ......................................................……………..............2.1 Gambar 2.2. Contoh konstruksi dua dimensi dari gabungan elemen dimensi satu Gambar 2.3. Contoh konstruksi tiga dimensi dari gabungan elemen dimensi satu 9 Universitas Sumatera Utara Regangan ε Regangan ε Tegangan σ Daerah elastis Daerah plastis Tegangan Maximum Titik Runtuh σ YIELD σ Y Daerah pengerasan regangan ε P P L ∆L σ ult Daerah plastis Daerah elastis Tegangan σ Lengkung alternatif peralihan elastis - plastis dimana, ε = ∆L L σ = Tegangan yang terjadi , ε = Regangan yang terjadi , E = Modulus elastisitas , L = Panjang semula dan ∆L = Perobahan panjang. Gambar 2.4. Grafik tegangan – regangan material baja Pada peralihan elastis ke plastis terjadi suatu tegangan proporsional tiba tiba dan daerah plastis sering antara 8 sampai 20 kali daerah elastis dan daerah plastis akan ber alih ke daerah pengerasan regangan, seterusnya dengan pertambahan tegangan dan regangan yang non linier, sampai mencapai tegangan maximum, kemudian mulai terjadi regangan meningkat terus tetapi tegangan nominal tersebut menurun akhir nya terjadi keruntuhan.

2.3. Konsep teori stabilitas struktur

Keunggulan bahan struktur dari baja yang terutama adalah sifat kekuatan yang tinggi dan sifat keliatannya ‘high ductility, sehingga mampu berdeformasi secara nyata 10 Universitas Sumatera Utara sebelum terjadi kegagalan. Pada perencanaan suatu konstruksi baja diharapkan struktur yang dihasilkan akan dapat menahan beban rencana tanpa terjadi deformasi yang dapat menyebabkan struktur bangunan mengalami keruntuhan. Dalam hal ini biasanya struktur dirancang dengan kekakuan yang mantap, sehingga beban rencana yang dipikul oleh struktur berada pada kondisi aman. Konsep stabilitas pada suatu struktur baja biasanya diterapkan sebagai prinsip dasar, maka setiap perencanaan harus mempertimbangkan kondisi keseimbangan, karena sistem struktur akan terganggu keseimbangannya jika diberi beban, ada 3 alternatif dasar yang dapat menjadi prinsip dasar keseimbangan tersebut antara lain : 1. Jika sistem struktur tetap berada pada posisi originalnya, maka sistem tersebut dikatakan stabil, artinya jika beban ditiadakan maka sistem kembali seperti semula Gambar 2.5a 2. Jika sistem struktur menerima besar beban tertentu, apabila beban tersebut dihilangkan maka sistem akan kembali seperti semula, tetapi apabila beban ditambah sedikit saja maka sistem tersebut tidak lagi kembali seperti semula walaupun beban ditiadakan, kondisi ini dikatakan netral, artinya besar beban itu adalah beban kritis Gambar 2.5b 3. Jika sistem struktur terus bergerak, dan cendrung tidak mampu mendukung beban, maka sistem tersebut dikatakan tidak stabil Gambar 2.5c Konsep stabilitas dari ketiga keseimbangan tersebut di visualisasikan dengan sebuah bola yang bergulir di atas suatu bidang pada Gambar 2.5. a b c 11 Universitas Sumatera Utara Akibat karakter ketidak stabilan tersebut akan terjadi perubahan geometri yang dihasilkan oleh kehilangan kemampuan memikul beban tersebut. Pada bagian a beban PPcr, maka kondisi struktur masih berada dalam keadaan stabil, dan pada bagian b jika P=Pcr maka struktur berada pada kondisi mulai tidak stabil sehingga nilai Pcr adalah suatu nilai yang menjadi batas peralihan kondisi struktur stabil dan tidak stabil labil. Apabila pembebanan melebihi Pcr maka struktur akan mengikuti pola keruntuhan nya dan tidak dapat kembali lagi pada kondisinya semula bagian c, dengan kata lain telah terjadi perubahan geometri dan sifat kekuatan bahan tersebut. Masalah ini menjadi penting bagi perencana struktur baja untuk diterapkan, selain pertimbangan tercapainya kekuatan maximum, kekakuan juga harus dipertimbangkan untuk kestabilan.

2.4. Elastisitas yang linier