8 : Untuk sistem seperti dalam Gambar 3.21, tentukan besar gaya R yang membuat

So.1l 3.8 : Untuk sistem seperti dalam Gambar 3.21, tentukan besar gaya R yang membuat

sisitem berada di dalam keadaan seimbang. Berapa gaya tekan akibat papan kaku pada silinder? Lakukan analisis dengan cara analitis. Abaikan berat sendiri papan.

If I

1 · . A MB1\ R . l )0 " " l • · n1 ' .. 1\, 1 , ' " ' " ' I I , ..,1 1

m • ol •I

32 ' 1'. ' • (vfEKANIKA. TEKNIK: STATIKA UM.AM AI\AI .ISIS STRUKTUR BERBENTUK RANGKA

Soal 3.9: Suatu batang kaku dengan berat sendiri yang dapat diabaikan, memiliki

hubungan sendi yang dapat berputar dengan mulus (tanpa gesekan) pada ujung kiri. Di atasnya terletak suatu silinder berbobot W yang berada dalam keadaan diam, akibat sokongan gaya F dengan arah 45° dengan kedudukan horizontal batang. Dengan cara analitis,

tentukan besar gaya F, serta reaksi yang timbul pada ujung sendi kiri. Lihat

GA MB A . Q 3 22 Si'it<'m Caya, Soal 39

Gambar 3.22 untuk penjelasan. Soal 3.10: Gambar 3.23 memperlihatkan suatu

sistem balok kaku dengan berat sendiri W yang dianggap bekerja pada tengah

p anj ang, dengan ujung kiri yang ditahan dengan sendi yang mulus tanpa gesekan, sementara ujung lainnya

ditahan dengan gaya F yang dikerjakan

ortogonal dengan sumbu aksial batang. Dengan cara analitis, hitunglah besar

gaya F serta reaksi dalam pada sendi ujung kiri.

GAMBAR

3.23 Sistem Gaya, Soal 3. 10

Pemodela n Stru ktur

4. 1 U M U M Sistem struktur terdiri dari titik-titik bermateri yang saling menyamb�mg dan akhimya

membentuk suatu kesatuan. Tentu saja, sistem struktur mengambil bentuk dalam tata ruang, sesuai dengan kesinambungan topologi dari antar titik bermateri yang membentuk sistem tersebut. Sistem

struktur dapat merupakan sistem yang sederhana a tau bahkan kompleks, baik dalam bentuk maupun dari sifat fisis, yang jika diikuti secara tepat, akan sulit dianalisis sebab tidak cukup sederhana.

Sebagai contoh, hubungan antara balok, pelat dan kolom yang masing-masing memiliki ukuran sendiri-sendiri, tidak memiliki suatu titik tunggal sebagai titik pertemuan. Demikian juga halnya dengan ujung komponen (misalnya kolom) yang ditumpu sebagai perletakan. Hal yang sama juga kita hadapi dalam aspek kontak antara beban luar dan sistem, yang dapat merupakan bidang kontak yang cukup kompleks. Dengan alasan tersebut, kita akan cukup sulit untuk menentukan model yang cukup sederhana yang dapat mewakili struktur sebenamya, kecuali jika diambil beberapa pendekatan atau asumsi/pemisalan. Sebagai contoh, balok dan kolom dianggap sebagai garis pada garis berat, sehingga pertemuan kolom dan balok menjadi suatu titik tunggal perpotongan antara garis berat kedua komponen.

Bab ini bertujuan untuk membahas aspek pemodelan sistem struktur atas suatu model diskrit yang terdiri atas komponen batang-batang yang saling disambungkan pada titik pertemuan. Sifat titik pertemuan didiktekan oleh cara pembuatannya (sambungan mekanis) atau oleh tuntutan dari sifat gaya luar yang bekerja. Pemodelan mencakup bahasan diskritisasi sistem struktur dan pemodelan gaya-gaya luar. Dengan demikian, tingkat pemahaman dan kemahiran dalam modelisasi sistem

struktur sangat bermanfaat untuk dapat merepresentasikan problem struktur yang dihadapi secara cukup teliti, namun masih sederhana.

4.2 M O D E L DISKRIT STR U KTUR Pada hakekatnya, sistem struktur merupakan sistem yang terdiri dari titik bermateri yang

tersusun secara menerus atau berkesinambungan. Dengan demikian, terdapat tak terhingga

34 Mf K A !\. I KA T F K N I K STATI Ki\ D-\1 /\ M A NAUSIS STRUKTL'R F[Rlllc:--.T U K RAN G K !\ tampang atau penampang sebagai lokasi dimana gaya-gaya reaksi perlu dihitung. Namun,

demi kesederhanaan dan kehematan perhitungan, analisis dapat digunakan dehgan menggunakan sua tu model diskrit yang dipilih untuk merepresentasikan sistem yang sebenarnya.

Model diskrit sistem struktur berbentuk rangka adalah sua tu model yang diperoleh dengan membagi sistem atas beberapa bagian batang yang satu sama lain dihubungkan oleh titik simpul (node). Titik simpul ini dapat diambil pada titik pertemuan, pada lokasi loncatan geometri, pada

lokasi bekerjanya beban terpusat, dan pada perletakan. Dengan cara ini, sistem menjadi terbagi atas bagian kecil yang dinamakan elemen atau batang, berupa segmen lurus atau lengkung

yang dibatasi dua titik simpul sebagai ujung. Pada masing-masing tampang titik ujung batang bekerja gaya-gaya reaksi yang dapat

dipandang berpasangan dengan gaya yang dikerjakan oleh batang pada titik simpul yang bersangkutan. Gaya-gaya yang dikerjakan oleh ujung-ujung batang yang bertemu pada suatu

titik simpul, secara total bekerja pada titik simpul tersebut. Kriteria keseimbangan yang diterapkan atas semua batang dan semua titik simpul yang ada, menghasilkan persamaan yang dapat disusun sebagai sistem persamaan simultan dan lalu diselesaikan untuk menentukan besamya gaya-gaya reaksi.

Ada suatu sifat khusus elemen batang, yaitu fakta bahwa sekali gaya-gaya reaksi ujung telah dihitung, gaya reaksi pada suatu penampang dalam batang dapat dihitung cukup dengan

menerapkan statika saja. Dengan demikian, pengambilan jumlah titik simpul dapat diusahakan seminimum mungkin.

Untuk jelasnya, tinjaulah suatu sistem struktur berupa balok menerus seperti dalam Gambar

4.1. Model diskrit dapat disusun dengan mengambil semua perletakan sebagai titik simpul. Sambungan sendi S dapat juga diambil sebagai titik simpul, sehingga digunakan tiga elemen, yaitu AB, BS, dan SC. Karena titik D sebagai lokasi bekerjanya gaya terpusat P1 tidak dimbil sebagai titik simpul, dikatakan bahwa pada elemen AB bekerja beban lokal (atau beban elemen), yaitu beban yang bekerja dalam elemen (antara dua ujung A dan B). Juga, elemen SC mempunyai gaya P2 yang bekerja sebagai beban elemen di titik E.

(a) struUur

(b) ti tik simpul

(c) - elemen dan - -

titik simpul elemen A R

elemen se

elemen BS GAMBAR Ll . l

D1skritisasi Sistem

Sebagai contoh berikutnya, tinjaulah suatu sistem struktur berupa portal seperti dalam Gambar 4.2. Dalam hal ini, titik perletakan A dan ujung bebas D harus diambil sebagai titik simpul sebagai batas dari sistem. Kemudian, titik B dan C sebagai lokasi loncatan geometri (patahan) diambil sebagai titik simpul. Dengan demikian, sistem struktur dimodel atas elemen batang segmen lurus AB, BC, dan CD. Gaya P menjadi beban lokal atau beban elemen di atas

elemen BC, dan gaya V pada B dan H pada D menjadi gaya titik simpul.

(a) sistl'm

cieme-n !lC

t>it'f11c'l1 L- ,\ F)

D I___::: 711( ___

GAMBAR

4 2 Dtskntis.Jsi rort<�l

Sebagai rangkuman, pemodelan diskrit sistem struktur memberikan beberapa kemWlgkinan sebagai berikut.

a. Dengan pengambilan sistem atas beberapa elemen, diperoleh kemungkinan untuk menghitWlg reaksi dalam pada potongan di titik simpul, termasuk reaksi perletakan.

b. Pengambilan titik sambWlg sebagai titik simpul, diperoleh segmen/ elemen dengan bentuk yang lebih sederhana dan dapat diisolir dan ditinjau secara terpisah.

c. Peninjauan elemen demi elemen, serta titik simpul demi titik simpul, dapat menghasilkan sua tu analisis yang jauh lebih praktis dan sederhana, daripada analisis struktur keseluruhan.

4.3 TATA S U M B LJ LOKAL DAf'J

G LO B .t�L

Pemodelan sistem atas model diskrit yang terdiri atas elemen dan titik simpul, memWlgkinkan pengaturan proses analisis yang dilaksanakan secara bertahap, yaitu tahap elemen atau bagian sistem, dan tahap keseluruhan struktur. Dalam tahap elemen, proses analisis dilakukan dengan menyatakan besaran elemen, seperti perpindahan dan gaya, yang lebih mudah dan praktis jika menggunakan sistem tata sumbu yang khusus digunakan Wltuk elemen itu

sendiri. Tata sumbu elemen yang bersifat lokal ini dinamakan tata sumbu lokal. Jadi, masing­ masing elemen memiliki tata sumbu lokal sendiri. Tata sumbu lokal diambil dengan terlebih

dahulu menetapkan ujWlg pertama dan kedua. Setelah itu, sumbu X lokal diambil berimpit

dengan poros aksial yang mengarah dari titik ujWlg pertama ke ujWlg yang kedua. Sumbu lainnya diatur berikutnya, sedemikian hingga menuruti aturan tangan kanan seperti dalam

bahasan Pasal 3.2.

Dalam tahap struktur, diperlukan satu tata sumbu yang bersifat global, terhadap mana besaran komponen gaya dikaitkan. Sewaktu perjumlahan komponen gaya struktural dilakukan, gaya-gaya elemen yang dinyatakan dalam tata sumbu lokal, dirotasikan dahulu sesuai dengan

orientasi tata sumbu lokal elemen terhadap tata sumbu global.

36 MEKANIKA TEKNIK- STI\TIKA [)1\L/\M ANI\ USIS STRUKTL R BERBEN fU K RI\!\JC K!\

=vrz. � :, z

(b)

GAMBAR

4.3 Tata Sumbu Lokal dan Globdl

Sebagai contoh, tinjaulah sistem struktur seperti dalam Gambar 4.2 yang kembali digambarkan dalam Gambar 4.3. Sistem rangka ini dibagi atas elemen AB, BC, dan CD dengan titik

dan A, B, C sebagai titik ujung pertama untuk masing-masing elemen tersebut. Informasi ini dapat diberikan dengan menyajikan suatu daftar yang memuat elemen-elemen dengan masing-masing titik pertama dan titik kedua yang bersangkutan. Ini dinamakan insidens elemen (element incidences) seperti dalam Gambar 4.3a. Cara lain yang dapat digunakan untuk memberikan informasi ini adalah batang menurut urutan titik yang secara implisit menjabarkan mana titik pertama dan kedua. Sebagai contoh, sebut elemen "CD" secara implisit menyatakan

bahwa titik C adalah titik pertama yang menjadi awal dari tata sumbu lokal elemen ini. Dengan demikian, sumbu lokal untuk ketiga elemen terlihat dalam Gambar 4.3b. Hubungan tata sumbu lokal elemen ke-i dengan tata sumbu global dikaitkan dengan sudut ai, yaitu sudut apit yang

diukur dari sumbu X positif ke sumbu xi positif dengan arah putaran positif (yaitu dari X ke Y, putaran dengan arah vektorial pada sumbu Z positif). Kaitan tersebut dinyatakan dalam

lx; rl

a1 O]jxl 0 YJ

hubungan transformasional (rotasi) yang mengambil bentuk sebagai

:, (4.1) 0 J 0 0 z

yang dalam notasi matriks dinyatakan dalam

(4.2) Di lain pihak, dapat dituliskan hubungan sebaliknya dalam rumus

lx,l = [R,] IX}

I l z ol

[(( "In '' cos

h: x,l

ft

I ()

a,

37 yang dinyatakan secara simbolis dalam bentuk matriks sebagai

lXI = [r) l-')

Matriks rotasional [R;] dan [r;] dalam Persamaan (4.2) dan (4.4) memiliki suatu hubungan khusus, yaitu bahwa

[R,J (4.5) = = r�r l,;J l (�j

= [Rf = [1\;l

I (4.6)

yang dinamakan sifat kontragredien (contra-gredience) dari matriks transformasi.

4.4 DESKRIPSI KOM PON E N GA YA DALAM Tinjaulah suatu batang sebagai bagian dari suatu sistem struktur yang menerima beban

luar. Akibat beban luar, akan timbul gaya dalam yang bertugas untuk menyalurkan beban luar ke perletakan. Pada suatu potongan, muncul suatu gaya yang bekerja pada penampang seperti dalam Gambar 4.4. Gaya tersebut digambarkan sebagai gaya terpusat dengan arah yang membentuk sudut tertentu terhadap permukaan penampang, pada titik tangkap berjarak tertentu dari titik pusat/berat penampang.

Sebelum melanjutkan pembahasan, sesuatu yang penting untuk diketahui adalah tentang apa yang sebenamya terjadi pada suatu penampang, yaitu bahwa deformasi akan menimbulkan gaya terdistribusi pada penampang. Hubungan antara deformasi dan gaya terdistribusi pada penampang, kelak akan dipelajari dalam bahasan lanjut (dalam mekanika bahan). Dalam statika, kita cukup bekerja dengan analisis, di mana gay a terpusat (lumped force) seperti yang digambarkan

dalam Gambar 4.4 merupakan resultanta dari gaya terdistribusi pada penampang.

G aya penampang ini dapat digantikan oleh beberapa gaya yang bekerja terhadap penampang, yang diatur sebagai berikut.

(a) Ambillah penampang yang tegak lurus terhadap sumbu aksial batang. Sumbu aksial batang ini dapat berupa garis lurus (dalam kasus batang lurus), atau lengkung (dalam kasus

batang pelengkung), namun yang jelas bahwa penampang diambil tegak lurus sumbu aksial batang.

tltik berat penampan

--------- �� ---------

titik tangkap gay a

(a)

(b)

(c)

M I' KJ\.NlK.\ TEKNJK · STATIKA UM.AM AN1\I!SIS Sl RU KT U R HI::RI:lENTCK R.\NC�.A

38 (b) Pengaruh gaya dalam penampang, secara identik dapat diwakili oleh tiga gaya, yaitu

komponen gaya yang searah sumbu aksial dan melalui titik pusat penampang yang dinamakan gaya normal N, gaya yang bekerja pada penampang Gadi tegak lurus sumbu aksial batang) yang dinamakan gaya lintang Q, dan momen akibat pemindahan gaya nor­ mal dari titik tangkap semula, ke titik berat penampang.

Dalam ilustrasi Gambar 4.4, gaya F yang bekerja pada titik tangkap sejarak e dari titik berat

tampang dan dengan sudut 1/J dari garis normal penampang, dapat diwakili oleh gaya normal N, lintang Q , dan momen M dalam hubungan

1\11 = (J cos o ;(e J

Untuk seterusnya, kita akan bekerja dengan ketiga gay a dalam N, Q, dan M ini pada setiap penampang yang diminati.

Dalam paparan sebel umn ya, telah dijelaskan bahwa suatu sistem struktur dapat dimodel atas beberapa segmen atau elemen batang (lurus satu lengkung) yang dibatasi oleh titik simpul. Jika kita tinjau suatu batang, kedua titik ujung batang juga merupakan penampang yang

umumnya akan bekerja gaya-gaya. Gaya yang bekerja dinamakan gaya-gaya ujung.

4.5 BATAN G , PERTEM UAN, TITIK SIMPUL, DAN PERLETAKAN Batang adalah sebagian dari keseluruhan struktur yang dibatasi oleh dua titik ujung, yang

disambungkan dengan batang-batang lainnya untuk membentuk sistem struktur keseluruhan. Secara umum, pada kedua titik ujung dapat bekerja masing-masing tiga gaya, yaitu normal, lintang dan momen.

Sambungan, atau sering dinamakan titik buhul, adalah lokasi dimana ujung-ujung batang bertemu dan disambungkan secara monolit, atau secara mekanis. Umumnya, sambungan dapat menyalurkan ketiga jenis gaya dalam.

Perletakan adalah lokasi pada mana struktur diletakkan, sebagai pendukung yang menyalurkan akibat beban luar ke bagian pendukung lainnya, misalnya sistem struktur lain atau tanah. Yang jelas, sistem struktur hanya dapat stabil disebabkan oleh terletaknya struktur tersebut pada bagian pendukung yang stabil.

Berikut ini, diberikan beberapa jenis batang, pertemuan, dan perletakan yang sangat penting diketahui dalam proses pemodelan struktur.

(a) Pcrletakan Tergantung dari kondisi bagian pendukung, dan konstruksi perletakan itu sendiri dalam

desain, dibedakan beberapa macam perletakan. Tiga yang terpenting di antaranya adalah sebagai berikut.

(i) ]epitan

Jenis perletakan ini dapat menyalurkan baik gaya lintang, normal, dan momen. Sebagai contoh, adalah tiang listrik yang ditancapkan mendalam pada tanah keras, pilar jembatan yang didudukkan pada sistem poer yang relatif sangat kaku, dan lain-lain.

(ii) Sendi

Jenis perletakan ini dibuat hanya mampu melawan gaya lintang dan normal, dan bebas berputar pada porosnya, hingga tidak mampu menahan momen. Usaha untuk menimbulkan

gaya momen pada ujung-ujung batang yang bertemu pada titik sendi, tidak akan dilawan karena sendi akan berputar untuk menetralisir usaha semacam itu.

lll\il 4 l'i MODEl 1\N Sl RUKl Ul\

M omen

Dua gaya

Rol

Satu gaya, arah ..l rol

(iiz) Rol Je nis perletaka n ini d iatur se h ingga ha nya mampu me na ha n sat u kompo ne n gaya, ya itu gaya ya ng te gak lurus ter hadap ara h per geraka n rol. Gaya ya ng bekerja seara h rol t idak

akan d ita ha n, sebab ada nya gaya sepert i itu aka n me nyebabka n rol berputar, da n t it ik perletaka n ber geser. I ni serin g d igu naka n dalam struktur jembata n, u ntuk membebaska n

per geraka n ak ibat perpa nja nga n gela gar ak ibat ke na ika n s uhu atau de formas i elast is. Ko nstruks i ya ng jelas da n ri nci dar i ket iga je nis perletakan t idak aka n d isaj ika n d i s ini,

namu n, gambar s imbol dalam pemodela n struktur d iberika n dalam Tabel 4.1. (iJ) Samlnmgan Sambu nga n ya ng d ilakukan secara meka nis, a tau d ibuat mo nol it, d iba gi menur ut kelompok

berdasarka n kemampua nnya u nt uk me nya lurka n gaya a ntar bata ng ya ng bertemu.

(i) Sambungan Kaku

Je nis sambu nga n ini dapat me nyalurka n keti ga kompone n gaya, normal, linta ng dan mome n.

(ii) Sambungan Sendi

Je nis sambu ngan ini t idak dapat me nyalurka n mome n. Kem un gk ina n ada nya uju ng bata ng ya ng bem iat untuk me nyalurka n mome n, berakibat berputamya uju ng batan g pada se nd i, sedem ik ia n h ingga kemu ngk ina n m uncul nya mome n d ia nul ir.

(iii) Sambungan Rol

Je nis sambu nga n semacam i ni ha nya mampu me nyalurka n gaya ya ng te gak lurus b ida ng ko ntak a ntara kompo ne n.

Dapat d itamba hka n, bahwa sekal ipu n sambun ga n mampu untuk me nyalurka n mome n, aka n tetap'i dapat d ihadap i ko nd is i ba hwa beba n luar bekerja sedem ik ia n h ingga t idak me nga gitas i mu nculnya mome n pada sambu nga n. Jad i, dalam kasus i ni, sambur. ga n kaku berper ilaku m ir ip sebaga i se nd i.

40 (c) Ba tang

Batang dapat dikelompokkan berdasarkan kemampuannya untuk mengerahkan gaya dahun, dalam menjalankan fungsinya. Beberapa jenis batang diberikan dalam sajian berikut.

(i) Batang Balok-Kolom Jenis batang ini dapat mengerahkan perlawanan ketiga reaksi, baik normal, lintang maupun momen.

(ii) Balok Jenis ini merupakan jenis balok kolom, namun dengan gaya aksial yang absen. Jadi, umum­ nya balok menahan momen dan lintang.

(iii) Pendel Jenis ini merupakan elemen batang yang hanya berfungsi mengerahkan perlawanan terhadap gaya aksial tarik ataupun tekan.

(iv) Batang Tarik Jenis ini, sering dikenal sebagai kabel, merupakan batang yang hanya mampu menahan gaya aksial tarik saja.

Dapat ditambahkan, kondisi beban yang bekerja atau jenis sambungan pada ujung batang, akan menentukan apakah gaya yang dipikul menjadi lengkap atau tidak. Sekalipnn batang mampu untuk memikul ketiga jenis gaya dalam, akan tetapi jika kedua ujungnya merupakan sambungan sendi, dan tidak ada gaya lateral yang bekerja pada batang, maka batang akan berperilaku sebagai batang pendel. Dengan demikian, selain berdasarkan atas kemampuan batang dalam menyalurkan gaya dalam, maka kondisi pembebanan dan sistem sambungan juga dapat dijadikan dasar untuk menetapkan jenis dari batang tersebut.

(d) Titik Simpul

Titik simpul (node) adalah titik pertemuan yang diambil sebagai titik temu antara batang, dalam konsep pemodelan struktur. Titik simpul dapat merupakan penampang monolit, perletakan, sambungan, atau penampang monolit sebagai titik loncatan geometri struktur atau bahkan suatu penampang fiktif yang diambil pada lokasi tertentu di sepanjang sumbu aksial batang.

Sebagai contoh, tinjaulah suatu sistem struktur yang terdiri atas balok tunggal yang ditumpu sedemikian hingga mempunyai bagian overhang, seperti dalam Gambar 4.5. Titik perletakan sendi A dan rol

C diambil sebagai titik simpul karena A sebagai ujung balok merupakan batas struktur, dan pada titik C terjadi loncatan gaya dengan adanya reaksi rol. Titik D sebagai ujung batas struktur juga harus diambil sebagai titik simpul.

GAMBAR

4.5 1 itik Simpul Dalam Modt-1 Disknt

OD FLAN S rRUKTUR

Titik B sebagai patahan/loncatan geometri diambil sebagai titik simpul. Dengan pengambilan ini, ada 3 elemen batang lurus atau berbentuk sederhana, yaitu bagian AB, BC dan CD. Titik

E sebagai titik tangkap beban terpusat, juga dapat diambil sebagai titik simpul. Dalam hal ini,

tentu saja jumlah segmen bertambah menjadi empat, yaitu AB, BE. EC dan CD. Pengambilan titik tangkap gaya luar terpusat sebagai titik simpul tambahan �cialam oahasan di atas, titik E), mempunyai makna khusus yang taktis, sebab di tempat secamam ini, terjadi diskontinuitas

gaya-gaya dalam, seperti bahasan Pasal 6.6 dalam Gambar 6.17.

Singkatnya, titik simpul sebagai pertemuan antara segmen atau elemen, dapat berupa titik pertemuan nyata antara batang yang secara mekanis disambnngkan, ujnng perletakan, ujung bebas, titik tangkap gaya luar terpusat, atau bahkan penampang fiktif se m b ar an g yang diminati.

4.6 P E M O D E LA N GAYA LUAR Konsiderasi mengenai gaya-gaya luar merupakan hal yang tidak sederhana. Dalam terapan,

kemungkinan dapat dihadapi problem pembebanan yang sederhana, hingga kasus yang cukup kompleks. Namun, untuk kelengkapan pembahasan, aspek konsiderasi gaya luar akan diberikan dalam uraian berikut ini, sekalipun hanya ditinjau dari sudut pandangan praktis.

Ditinjau dari caranya mempengaruhi sistem struktur, dibedakan dua macam gaya luar, yaitu gaya yang bekerja pada permukaan sistem sebagai bidang kontak (gaya traksi permukaan, atau surface tractions), dan gaya yang menangkap secara tersebar pada titik-titik bermateri sistem

(gaya badan, atau body forces). Ini telah dijelaskan dalam Pasal 1.1. Sebagai contoh, desakan angin pada permukaan bangunan gedung, desakan air pada dinding struktur dam, termasuk kelompok gaya traksi permukaan. Gaya gempa, berat sendiri (bobot sendiri) sistem merupakan contoh dari gaya badan.

Ditinjau dari segi letak bekerja (titik tangkap) dan besar (intensitas), dibedakan antara- gaya tetap dan berubah. Gaya luar dengan letak titik tangkap berbeda, dinamakan gaya bergerak. Sebagai contoh, beban keran yang berpindah sepanjang gelagar, beban kendaraan mobil di atas

lantai jembatan, dan lain semacamnya termasuk be ban bergerak. Be ban dengan intensitas berubah termasuk gaya tidak tetap. Jika perubahan dari intensitas gaya bervariasi serta berkarakteristik menurut waktu, maka dihadapi gaya dinamis. Jika perubahan intensitas berjalan cukup perlahan sedemikian hingga pengaruh waktu tidak dominan, dihadapi gaya statis. Beban statis yang mempunyai intensitas maksimum yang berlawanan, dinamakan beban bertukar.

Sekarang kita merinci gaya statis secara lebih mendalam. Gaya dengan intensitas tetap, termasuk kategori gaya statis. Sebagai contoh, balok yang dicor dan mengeras di tempat pembuatan, lalu diangkat ke posisi yang diinginkan, memikul berat sendiri yang setelah diangkat, merupakan gaya luar yang tetap serta yang bekerja secara segera (instant). Demikian juga misalnya dengan komponen baja profil yang dipasang di tempatnya, akan memikul berat sendiri secara segera. Namnn, ada komponen gaya luar yang dikerjakan meningkat dari nol ke nilai maksim umn ya, secara perlahan. Gaya luar semacam ini dinamakan gaya monotonik. Jika terdapat beberapa komponen gaya yang dikerjakan secara monotonis atas suatu sistem, namun dengan rasio satu sama lain yang konstan, dihadapi kasus pembebanan proporsional.

Dalam terapan, sering dilakukan suatu praktek yang memperlakukan beban bergerak sebagai gaya statis dengan titik tangkap yang bervariasi. Efek yang ditimbulkan oleh pergerakan gaya diperhitungkan dengan mengalikan intensitas gaya dengan suatu faktor perbesaran yang dinamakan faktor kejut. Dalam hal ini, analisis dilakukan sebagaimana lazimnya kasus statis, dengan hasil yang nantinya diperkalikan dengan faktor kejut. Dalam praktek, proses dilakukan lebih praktis dengan mengalikan intensitas gaya dengan faktor kejut.

4.6. 1 Klasifikasi Be ban

Dalam Bab 1 telah dijelaskan bahwa suatu sistem struktur perlu direncanakan mampu memikul beban dan/ a tau pengaruh luar yang mungkin bekerja, disamping bobot sendiri struktur itu sendiri. Besar (intensitas) serta cara bekerjanya beban luar yang harus ditinjau, diatur dalam peraturan yang khusus telah disusun untuk keperluan perencanaan.

Sebagai contoh, untuk bangunan gedung, beban yang perlu ditinjau dibagi atas dua macam,

yaitu beban tetap dan beban sementara. Beban tetap dibagi atas beban mati dan beban hidup. Beban mati mencakup bobot sendiri sistem struktur, serta bagian lain yang bekerja secara tetap, misalnya coran lantai/ubin di setiap lantai tingkat. Beban hidup mencakup beban manfaat yang bergerak/berpindah, misalnya beban/ bobot penghuni, perabotan dan lain-lain semacarnnya. Beban sementara mencakup desakan dan hisapan angin, gempa dan lain-lain. Selain itu perlu juga ditinjau beban-beban khusus yang mungkin timbul, misalnya pengaruh

getaran mesin-mesin, hantaman barang lontaran an gin puting beliung (tornado), dan lain-lain. Pola dan intensitas pembebanan untuk gedung-gedung diatur dalam peraturan khusus untuk muatan gedung. Jenis struktur lain-lainnya tentu saja memiliki peraturan pembebanan tersendiri, misalnya peraturan jembatan jalan raya, kereta api dan lain-lain.

Sampai dengan tingkat intensitas gaya tertentu, serta batasan kondisi struktur bagunan tertentu, beban-beban dinamis dapat diwakili dengan beban statis ekivalen, yaitu beban pengganti yang bersifat statis, dengan pengaruh yang kira-kira dapat mewakili pengaruh dari

beban dinamis yang sebenamya. Namun, untuk membatasi diri, dalam buku ini hanya dibahas beban yang bersifat statis saja. Kasus-kasus pembebanan yang lebih kompleks dapat dipelajari

dalam buku-buku referensi yang ada.