Idealisasi Elemen Struktur

Tentu kita sudah mengetahui ada banyak sekali elemen struktur, contoh sederhananya ada elemen balok, elemen kolom, elemen pelat dan sebagainya. Tulisan ini bertujuan untuk mengulas singkat beberapa elemen yang digunakan dalam studi mekanika teknik.

Review singkat tentang elemen solid

Elemen solid

Pada dasarnya, untuk semua benda yang kontinum, bila hukum konstitutif dari elemen tersebut diasumsikan elastik linear, maka akibat beban dari luar, elemen elementer dari benda solid (lihat gambar diatas) memiliki 6 buah variabel tegangan yang independen.

Gambar kubus elementer diatas menggambarkan elemen elementer berbentuk kubus pada sistem sumbu kartesian.

Sekarang kita coba intip sedikit tensor tegangan Cauchy-nya (note : pembahasan tentang tensor ini blm dilakukan disini, tp kalau mau iseng2 bisa membaca ringkasannya di wikipedia).

Tensor tegangan Cauchy didefinisikan sbb :

\sigma_{ij} = \begin{bmatrix} {\sigma}_{11}&{\sigma}_{12}&{\sigma}_{13}\\{\sigma}_{21}&{\sigma}_{22}&{\sigma}_{23}\\{\sigma}_{31}&{\sigma}_{31}&{\sigma}_{33} \end{bmatrix}

Perhatikan bahwa didalam tensor tersebut kita memiliki 9 variabel, namun pada kondisi elastis, nilai tegangan gesernya dapat disederhanakan sbb :

\sigma_{12}=\sigma_{21}

\sigma_{23}=\sigma_{32}

\sigma_{13}=\sigma_{31}

Sehingga praktis disitu hanya ada 6 variabel yang independen. Agar tidak melenceng terlalu jauh, untuk sementara kita cukupkan pembahasan elemen solid sampai disini.

Pada kenyataannya, memodelkan seluruh bagian struktur dengan elemen solid sangatlah memakan waktu. Kecuali untuk problem2 spesifik yang memerlukan pendetailan, atau memiliki pembebanan yang tidak lazim (misalnya beban temperatur, beban dinamik mesin2 besar, atau beban ledakan), maka biasanya elemen2 struktur sudah disederhanakan sedemikian rupa agar memudahkan proses perencanaan (design).

Elemen kolom

Kolom merupakan elemen struktur yang utamanya berfungsi menopang gaya aksial dan tentunya gaya lateral dari struktur.

Catatan : Bagi yang kurang paham gambar vektor dengan 2 buah panah, itu merupakan vektor rotasi di sumbu tersebut (menggambarkan momen)

column-modelisation

Idealisasi elemen kolom

Elemen balok

Balok merupakan elemen yang utamanya menahan geser dan momen dari beban diatasnya. Perhatikan bahwa balok tidak dirancang untuk menahan beban aksial pada sumbu balok

beam-modelisation

Idealisasi elemen balok

Elemen membran

Elemen membran merupakan salah satu elemen yg berbentuk lembaran. Sesuai namanya, elemen ini dibuat untuk hanya mampu menahan beban2 pada arah bidangnya (inplane stress), tanpa memiliki tahanan lentur.

Kalau mau memodelkan pelat lantai bangunan, ya jangan gunakan elemen ini πŸ˜† Gunakan elemen ini untuk memodelkan elemen struktur yang tidak memiliki kemampuan lentur, tp memiliki kapasitas membran yang besar, contohnya seperti geomembran.

membran-modelisation

Idealisasi elemen membran

Elemen pelat

Elemen pelat adalah elemen struktur yang hanya memiliki tahanan lentur saja. Pada umumnya pelat lantai dimodelkan dengan elemen ini.

plate-modelisation

Idealisasi elemen pelat

Elemen cangkang

Sederhananya elemen cangkang adalah elemen gabungan dari elemen membran dan elemen pelat, yaitu elemen yang memiliki tahanan in-plane dan out-of-plane, mampu menahan lentur, namun juga memiliki tahanan tekan. Elemen ini wajib digunakan saat ada bagian elemen yang mengalami beban lentur dan tekan. Contohnya adalah struktur-struktur seperti keong-mas di TMII atau atap gedung dpr-mpr RI.

keong-mas

Teater keong mas di TMII

atap-dpr-mpr

Gedung MPR-DPR RI

Thx, sampai jumpa di postingan berikutnya 😎

Iklan

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: