dapat berhubungan dengan temperatur tekuk yang berkenaan dengan suhu atau gejala lainnya.
Di dalam permasalahan tekuk klasik, sistem dalam keadaan stabil jika N adalah cukup kecil dan menjadi tidak stabil jika N adalah besar. Nilai dari N dimana
suatu sistem struktur mulai tidak stabil disebut dengan nilai kritis Ncr. Secara umum, hal yang tersebut di bawah ini haruslah ditentukan terlebih dahulu:
- Konfigurasi keseimbangan dari struktur dengan pembebanan tertentu.
- Berada pada konfigurasi stabil.
- Nilai kritis pembebanan serta konsekuensi perilaku yang dapat terjadi.
II.3.1 Metode Keseimbangan Netral
Pada keadaan umum, kestabilan dapat didefinisikan sebagai kemampuan suatu sistem fisik untuk dapat kembali ke keadaan seimbang apabila diberikan sedikit
gangguan. Untuk suatu sistem mekanik, kita dapat mengambil batasan seperti yang
diberikan oleh Dirichlet: “keseimbangan dari suatu sistem mekanik adalah stabil apabila, di dalam perpindahan titik dari sebuah sistem dari posisi keseimbangan oleh
suatu jumlah yang sangat kecil dan memberikan masing-masing suatu kecepatan awal kecil, perpindahan titik yang berbeda dari sistem, sepanjang keadaan gerakan, berada
di bawah batas-batas yang telah ditentukan”. Batasan di atas menunjukkan dengan jelas bahwa kestabilan adalah suatu
solusi keseimbangan sistem, dan permasalahan untuk memastikan kestabilan adalah suatu pemecahan dan mempunyai kaitan dengan yang lainnya.
Universitas Sumatera Utara
Apabila kita menggambarkan suatu sistem konservatik elastik yang pada awalnya dalam keadaan seimbang di bawah pengaruh gaya-gaya, maka sistem akan
berubah menjadi keadaan tidak seimbang dengan adanya sedikit gangguan yang diberikan terhadapnya. Jika gaya yang bekerja adalah sebesar W, kemudian:
W = T + V = konstan Dengan mengingat asas dari kekekalan energi.
Dalam hubungan ini, T adalah energi kinetik sistem dan V adalah energi potensial. Suatu peningkatan kecil pada T, disertai dengan penurunan kecil pada V,
atau sebaliknya. Jika sistem pada awalnya berada pada konfigurasi keseimbangan dari energi potensial minimum, kemudian energi kinetik T sepanjang dalam pergerakan
bebas mengalami penurunan karena V haruslah meningkat. Sehingga perpindahan dari keadaan awal akan tersisa lebih kecil dan menjadi keadaan yang stabil.
Konsep kestabilan dapat digambarkan oleh contoh terkenal dari sebuah bola yang diletakkan pada suatu bidang yang dilengkungkan serta berada pada berbagai
posisi. Dari beberapa posisi dan perilaku yang diberikan oleh ilustrasi bola di bawah ini, kita dapat mengambil kesimpulan dan gambaran mengenai beberapa tipe
keseimbangan.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.2 Tiga keadaan keseimbangan
Meskipun bola berada pada keadaan seimbang untuk setiap posisi yang ditunjukkan, sebuah pengujian menyimpulkan keberadaan perbedaan-perbedaan yang
penting dari ketiga situasi di atas. Apabila bola pada bagian a dipindahkan sedikit dari posisi awal
keseimbangan, maka bola tersebut akan kembali pada posisi awal tersebut akibat perpindahan yang disebabkan oleh gaya yang diberikan. Kondisi yang terlihat dalam
keadaan ini dapat disebut dengan keseimbangan stabil. Sebagai perbandingan, bola pada bagian b, apabila dipindahkan sedikit dari posisi akhir, maka bola tersebut
tidak akan kembali ke posisi awal, tetapi selanjutnya akan bergerak lebih jauh dari posisi keseimbangan awal. Keseimbangan bola pada bagian b merupakan sangat
tidak stabil dan genting. Ini disebut dengan keseimbangan tidak stabil. Untuk bagian c dapat menggambarkan sebuah keseimbangan lainnya yang mungkin. Setelah bola
dipindahkan sedikit, maka bola tidak kembali pada posisi keseimbangan awal tetapi
Universitas Sumatera Utara
tidak juga bergerak menjauh dari posisi keseimbangan. Perilaku ini disebut dengan keseimbangan netral.
Ilustrasi bola di atas dapat juga digambarkan seperti gambar 2.3 di bawah, dimana memiliki keseimbangan pada setiap titik sepanjang garis ABC.
Gambar 2.3 Permukaan stabilitas Pada daerah antara A dan B maka keseimbangan adalah stabil, dan daerah
antara B dan C merupakan keseimbangan tak stabil. Pada titik B, dimana merupakan titik perubahan antara dua daerah baik keseimbangan stabil maupun tak stabil, disini
bola berada pada keseimbangan netral. Pada pembahasan sebelumnya dikatakan bahwa sebuah kolom akan
mengalami tekuk pada beban tertentu dikarenakan konfigurasi yang terus menerus menjadikan tak stabil terhadap beban. Perilaku kolom ini identik dengan ilustrasi bola
pada gambar 2.3. Konfigurasi terus menerus pada kolom akan menjadi stabil pada pembebanan yang relatif kecil, tetapi menjadi tidak stabil pada pembebanan besar.
Jika hal ini diasumsikan bahwa keadaan dari keseimbangan netral berada pada peralihan dari kondisi keseimbangan stabil ke tak stabil pada kolom, sama seperti
yang dilukiskan pada gambar 2.3, kemudian beban pada konfigurasi terus menerus
Universitas Sumatera Utara
yang diberikan pada kolom menjadi tidak stabil adalah beban dimana keseimbangan netral adalah mungkin. Beban ini biasanya disebut dengan beban kritis.
Untuk menentukan beban kritis pada kolom, haruslah mencari besaran beban dimana bagian struktur berada pada keseimbangan baik pada konfigurasi tekuk penuh
maupun sebahagian. Teknik yang digunakan dalam kriteria ini untuk menghitung beban kritis disebut dengan metode keseimbangan netral.
II.3.2 Energi Potensial Minimum
