Perancangan Struktur Underwater Habitat Dengan Konfigurasi Silinder Berpenegar Cincin Eksternal Berujung Ellipsoidal - ITS Repository
TUGASAKHIR
(LL 1327)
"PERANCANGAN STRUKTUR UNDERWATER HABITAT
DENGAN KONFIGURASI SILINDER BERPENEGAR CINCIN
EKSTERNAL BERUJUNG ELLIPSOIDAL"
f;a
"f'?"!
&*Dn'di)MI"' Ula:, ~at
t«JJn 180&, r1t1. IJ8f1 ;:am l!ft.T:
&lltJk t«nn ;'S.1g ~:Jml
0
~rlo"'Qn
. ~;.IJ'
Gambar 2.11 Gaya-gaya pada Shell Sphere (Schodek, 1999)
II-14
'BAB II.TINJAUAN PUSTAKA & VASA'R TtO'R.I
Ga~,
n~o'hl.•r
.1dal~h
tt'bm th daerah ala" '1 dan cj>2 mendefenisikan segmen shell yang ditinjau. Suku sebelah kiri
adalah W. untuk cj>1 = 0, maka :
RP
N---; - l+cos¢
(2.20)
Ekspresi ini kenyataanya identik dengan :
p
N =;
2f1Rsin 2 ¢
(2.21)
Kedua ekspresi tersebut menunjukkan gaya meridional yang ada pada potongan
horizontal.
2.2.2. Konsep Tegangan
2.2.2.1. Tegangan Aksial/Normal
Tegangan normal pada struktur dapat diakibatkan karena dua hal yaitu yang
disebabkan oleh gaya aksial dan lenturan.
•!• Disebabkan oleh gaya aksial
F
a=-
A
(2.22)
II-18
BAB II.TINJAUAN PUSrAKA & VASAR TEOR.I
Dimana:
A : Luas Penampang lintang (in2)
F : Gaya tarik (lb)
Pada gambar 2.14 batang mengalami pembebanan aksial akibat gaya tarik P. Akibat
gaya ini, batang akan mengalami tegangan aksial sebesar (Popov, 1993):
~-
~
f- · - . - . - . - . - · - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ·f-----•!"
.....
Gambar 2.14 Pembebanan aksial pada batang tubular (Popov, 1993)
•!• Disebabkan oleh lenturan, ada dua kondisi lenturan yaitu :
My
Pada batang lurus
a=--
Padalengkungsimetris
u
z
=-.,:~
My
Ae(R- y)
(2.23)
(2.24)
•!• Disebabkan oleh momen lentur mumi.
Selain akibat gaya aksial, tegangan aksial dapat diakibatkan juga oleh momen lentur
mumi akibat kopel M yang terjadi di setiap ujungnya (gambar 2.15). Tegangan yang
tejadi akibat momen ini dikenal sebagai bending stress atau tegangan lentur.
Gambar 2.15 Pembebanan momen kopel pada batang tubular (Popov, 1993)
11-19
'BA'B II.TIN]AUAN PUSTAKA & VASA'R TEORI
Dimana:
y = jarak dari sumbu netral ke sembarang titik A pada penampang (gambar 2.15)
lz = momen inersia bidang penampang melintang terhadap sumbu z
Interaksi antara kedua jenis tegangan aksial di atas dalam kaitannya dengan
superposisi antara kedua jenis tegangan aksial tersebut, menghasilkan koreksi pada
besar tegangan lentur. Pengurangan besar tegangan lentur akibat adanya akibat
tegangan tarik dapat diabaikan tetapi pertambahan besar tegangan lentur akibat
terbentuknya tegangan buckling yang disebabkan oleh tegangan aksial tekan perlu
diperhatikan.
2.2.2.2. Tegangan Geser
Penyebab
te~adiny
tegangan geser ada dua jenis yaitu tegangan geser yang
disebabkan oleh puntiran dan gaya geser dalam balok.
•!• Disebabkan oleh puntiran
Poros melingkar
r== Tp
Poros sikuempat
r = - -2
ahc
Tabung dinding tipis tertutup
r=2At
•!• Disebabkan oleh gaya geser dlm balok
lp
T
T
r =
v
__!!_
It
(2.25)
(2.26)
(2.27)
(2.28)
II-20
'BA'B II.TINJAUAN PUSTAJ
(LL 1327)
"PERANCANGAN STRUKTUR UNDERWATER HABITAT
DENGAN KONFIGURASI SILINDER BERPENEGAR CINCIN
EKSTERNAL BERUJUNG ELLIPSOIDAL"
f;a
"f'?"!
&*Dn'di)MI"' Ula:, ~at
t«JJn 180&, r1t1. IJ8f1 ;:am l!ft.T:
&lltJk t«nn ;'S.1g ~:Jml
0
~rlo"'Qn
. ~;.IJ'
Gambar 2.11 Gaya-gaya pada Shell Sphere (Schodek, 1999)
II-14
'BAB II.TINJAUAN PUSTAKA & VASA'R TtO'R.I
Ga~,
n~o'hl.•r
.1dal~h
tt'bm th daerah ala" '1 dan cj>2 mendefenisikan segmen shell yang ditinjau. Suku sebelah kiri
adalah W. untuk cj>1 = 0, maka :
RP
N---; - l+cos¢
(2.20)
Ekspresi ini kenyataanya identik dengan :
p
N =;
2f1Rsin 2 ¢
(2.21)
Kedua ekspresi tersebut menunjukkan gaya meridional yang ada pada potongan
horizontal.
2.2.2. Konsep Tegangan
2.2.2.1. Tegangan Aksial/Normal
Tegangan normal pada struktur dapat diakibatkan karena dua hal yaitu yang
disebabkan oleh gaya aksial dan lenturan.
•!• Disebabkan oleh gaya aksial
F
a=-
A
(2.22)
II-18
BAB II.TINJAUAN PUSrAKA & VASAR TEOR.I
Dimana:
A : Luas Penampang lintang (in2)
F : Gaya tarik (lb)
Pada gambar 2.14 batang mengalami pembebanan aksial akibat gaya tarik P. Akibat
gaya ini, batang akan mengalami tegangan aksial sebesar (Popov, 1993):
~-
~
f- · - . - . - . - . - · - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ·f-----•!"
.....
Gambar 2.14 Pembebanan aksial pada batang tubular (Popov, 1993)
•!• Disebabkan oleh lenturan, ada dua kondisi lenturan yaitu :
My
Pada batang lurus
a=--
Padalengkungsimetris
u
z
=-.,:~
My
Ae(R- y)
(2.23)
(2.24)
•!• Disebabkan oleh momen lentur mumi.
Selain akibat gaya aksial, tegangan aksial dapat diakibatkan juga oleh momen lentur
mumi akibat kopel M yang terjadi di setiap ujungnya (gambar 2.15). Tegangan yang
tejadi akibat momen ini dikenal sebagai bending stress atau tegangan lentur.
Gambar 2.15 Pembebanan momen kopel pada batang tubular (Popov, 1993)
11-19
'BA'B II.TIN]AUAN PUSTAKA & VASA'R TEORI
Dimana:
y = jarak dari sumbu netral ke sembarang titik A pada penampang (gambar 2.15)
lz = momen inersia bidang penampang melintang terhadap sumbu z
Interaksi antara kedua jenis tegangan aksial di atas dalam kaitannya dengan
superposisi antara kedua jenis tegangan aksial tersebut, menghasilkan koreksi pada
besar tegangan lentur. Pengurangan besar tegangan lentur akibat adanya akibat
tegangan tarik dapat diabaikan tetapi pertambahan besar tegangan lentur akibat
terbentuknya tegangan buckling yang disebabkan oleh tegangan aksial tekan perlu
diperhatikan.
2.2.2.2. Tegangan Geser
Penyebab
te~adiny
tegangan geser ada dua jenis yaitu tegangan geser yang
disebabkan oleh puntiran dan gaya geser dalam balok.
•!• Disebabkan oleh puntiran
Poros melingkar
r== Tp
Poros sikuempat
r = - -2
ahc
Tabung dinding tipis tertutup
r=2At
•!• Disebabkan oleh gaya geser dlm balok
lp
T
T
r =
v
__!!_
It
(2.25)
(2.26)
(2.27)
(2.28)
II-20
'BA'B II.TINJAUAN PUSTAJ