Saya punya dua anak perempuan, Lizzie umur 5 tahun dan Lydia umur 4 tahun. Banyak yang mengira mereka itu kembar, karena ukuran badannya hampir sama besar. These two precious little girls, kalau bersama, kemungkinan besar akan bergesekan, memperebutkan sesuatu, seringnya sih mainan. Kadang saya dan ibunya suka diuji batas kesabarannya oleh tingkah mereka.
Tapi kalau mereka dipisah, suruh main sendiri-sendiri, itu pasti akan kecarian, saling membutuhkan. Si kakak akan nyari si adik, demikian juga sih baliknya. Nggak klop rasanya kalau main sendiri-sendiri. Batang tarik dan batang tekan itu ibarat dua saudara. Mirip perilakunya, tapi di beberapa hal berbeda.
Tidak akan lengkap komposisi suatu struktur rangka tanpa ada batang tarik dan batang tekan di dalamnya. Di pembelajaran kali ini, kita akan mempelajari tentang analisa batang tekan. Kalau ini video pertama yang kalian tonton, sebenarnya ada dua topik yang sudah kita bahas sebelumnya, yaitu konsep LRFD dan batang tarik. Kalian bisa melihatnya di playlist pelajar struktur.
di UBL untuk lebih lengkapnya. Bagi yang sudah mengikuti pembelajaran ini dari awal, mungkin kalian sudah bisa menduga bahwa batang tekan adalah elemen struktur yang mengalami batang tekan. Contohnya seperti di jembatan yang sebelumnya sudah... saya sampaikan ketika beban yang bekerja menyebabkan jembatan ini melendut, batang bawah mengalami gaya tarik batang atas mengalami gaya tekan batang diagonal dan yang vertikalnya itu bisa mengalami gaya tekan atau gaya tarik.
Jadi kita akan mempelajari di video liveboard kali ini adalah bagian atas itu bagian yang mengalami gaya tekan. Sama seperti batang tarik, batang tekan juga dapat kita temukan pada rangka jembatan, menara sutet, rangka tap baja. Kolom-kolom di bangunan baja juga adalah batang tekan kalau tidak ada transfer moment dari balok ke kolom. Prinsip dasar batang tekan juga masih dari hukum hukum yang kita diskusikan sebelumnya.
Jadi sebuah batang yang mengalami tegak gaya aksial, ini luasan kotornya, dan kalau kita kasih beban aksial P, Tegangan yang terjadi itu adalah P dibagikan dengan luas kotornya. Lantas apa yang membedakan batang tarik dan batang tekan? Ada yang dinamanya fenomena buckling.
Jadi, apa itu? Sebibaratkan ini, penggaris ini adalah sebuah kolom, dan akan saya tekan, perhatikan apa yang terjadi. Dia bisa mengalami tekuk seperti begini. Ini namanya buckling atau fleksural lenturnya seperti begini. Ini yang tidak terjadi pada batang tarik.
Pada batang tekan, ini bisa terjadi. Jadi itu yang membedakan prinsip batang tarik dan batang tekan. Jadi kalau saya gambarkan di sini skema batang tekan tadi, batang tekan tadi bisa mengalami tekuk seperti begini, atau buckling. Nah, kita akan mencari tahu berapa sih gaya yang menyebabkan tekuk tersebut. Itu dikenal dengan istilah P-critical atau critical buckling load.
Apa itu maksudnya? Yaitu adalah critical buckling load adalah gaya yang diberikan kepada batang tekan yang menyebabkan batang tekan tersebut mulai menekuk. Gaya minimal yang mampu dipikul sebuah batang tekan, yang diberikan kepada batang tekan tersebut, yang akibat beban P tersebut, batang tekan ini akan mengalami teguk.
Dan nilainya itu tergantung dari beberapa faktor. Jadi nilai PCR ini Dihitung bergunakan persamaan ini. P kritikal adalah V kuadrat yang 3,14, E kali I dibagikan L kuadrat.
Yang pertama kali mengembangkan persamaan ini adalah Leonard Euler. Leonard Euler itu sebenarnya seorang matematikawan yang berkebangsaan Swiss. Di tahun sekitar 1700-an, beliau menurunkan persamaan ini untuk menghitung berapa beban kritikal yang bisa dialami sebuah...
kolom sebelum dia tertekuk. Dia mengusulkan atau menurunkan persamaan ini. Tentunya di video ini tidak kita bahas secara detail bagaimana persamaan itu diperoleh.
Tapi ada beberapa aspek yang akan kita diskusikan dari persamaan tersebut. Jadi di sini ada beberapa faktor yang akan saya jelaskan. L ini adalah panjang batang tekan yang tertekuk.
I itu adalah modulus elasticitas bahan, dan, eh, maksudnya E, E adalah modulus elasticitas bahan, I ini adalah moment inersia penampang. Jadi artinya ini, jadi kalau misalkan saya bandingkan, saya mendiskusikan tentang L ini, kalau dia panjangnya, ini ada visual aid yang lain, kalau dia semakin panjang kolomnya, semakin panjang kolomnya, itu pikir kritikalnya itu semakin kecil. Jadi semakin mudah kita tekukan.
Itu maksudnya. Jadi itu faktor L kuadrat. Jadi semakin panjang dia, akan semakin mudah kita tekukan.
Kalau saya bandingkan dengan ini, sama-sama terbuat dari bahan yang sama, dan bentuknya juga bulat, tapi membedakan. perbedaan adalah panjangnya. Ini hampir setengahnya dari yang ini. Ini sangat mudah, kolom yang panjang akan sangat mudah saya tekukan. Tapi kalau yang lebih pendek, itu mungkin bisa saya tekukan, tapi saya perlu gaya yang lebih besar untuk menekukannya.
Itu faktor panjangnya. Semakin panjang kolom tersebut, dia semakin mudah ditekukan. Dan yang kedua adalah faktor modulus elastisitas bahan.
Itu akan ditentukan oleh bahannya. Ada kolom yang terbuat dari bahan baja, besi. Ada juga kolom yang terbuat dari bahan kayu. Modulus elastisitas kayu dan baja itu berbeda. Baja lebih tinggi modulus elastisitas.
Koleksitasnya dibandingkan dengan kayu. Jadi itu faktor bahan kolom yang digunakan atau batang tekan yang kita gunakan ini. Dan kemudian faktor I. Faktor I adalah itu hubungannya dengan bentuk penampang dan luas penampangnya. Jadi luas penampang ini juga itu akan mempengaruhi seberapa besar P kritikal yang bisa dipikul oleh sebuah kolom.
Dan itulah ketiga faktor yang mempengaruhi sebuah... sebuah kolom. Jadi kalau kita sedikit perhatikan di sini, kalau ini akan kita ubah, momen inersia ini, karena biasanya untuk batang tarik dan batang tekan, kita akan menggunakan parameter luasan penampang dibandingkan dengan momen inersia penampang. Dan kalau kita ingat dari mekanika bahan, ada persamaan yang kita bisa lihat, itu R, ini namanya... jari-jari girasi.
Jari-jari girasi ini itu bisa kita peroleh dari rasio antara momen inersia dibagikan dengan agros kemudian diakarkan. Itu bisa kita gunakan. Jadi kalau kita substitusikan I sini kalau kita mau tulis mungkin ini I sama dengan I R kuadrat dikalikan dengan A gros.
Kalau ini kita substitusikan nilai ini, kita substitusikan ke nilai I yang ada di sini, kita akan mendapat satu format yang baru. V kuadrat kali E kali A gros dibagikan L per R kuadrat. Nah, ini nilainya ini, ini namanya faktor kelangsingan.
Nah, itu cara mendapatkan P kritikal ini, yaitu V kuadrat E gross kali L per R kuadrat. Jadi kembali ke sini tadi, jadi kalau misalkan ini P kritikal, ini kita substitusikan ke persamaan ini ya, persamaan ini ini P kritikal kita substitusikan ke persamaan ini, dan tegangan yang kita peroleh juga adalah tegangan kritikal, ya nilai yang disana kita substitusikan Kita akan dapatkan F kritikal atau tegangan kritis itu adalah V kuadrat E dibagikan L per R dikuadratkan. Dan perlu diingat bahwa nilainya ini akan sangat kecil. Dia kemungkinan besar...
itu akan nilainya lebih kecil dari tegangan leleh. Jadi di batang tekan, kelelehan itu hampir kecil kemungkinannya terjadi. Yang lebih dominan adalah fenomena tekuk yang terjadi pada batang tekan. Kalau kita plotkan F-kritikal ini terhadap rasio kelangsingan, itu kurupannya kira-kira seperti berikut ini. Yang vertikalnya, F kritikal, dan yang horizontalnya L per L.
Jadi kalau ini levelnya Fy, Semakin langsing, ini sebenarnya bukan panjang, ada faktor panjang dan juga penampangnya, jadi semakin langsing kolom tersebut, itu dia tegangan yang mampu dipikul oleh kolom tersebut itu semakin kecil. Secara teoritis kira-kira seperti begini. Jadi dia, kalau dia semakin panjang, semakin langsing kolomnya, itu dia tegangan yang terjadi itu akan semakin jauh dari FG.
Hanya di bagian... Sini saja di bagian yang dimana kelangsingannya kecil atau kolom itu sangat gendut atau kokoh, ibaratkan seperti ini saya membawa sebuah, ibaratkan seperti ini. di kolom ini, dia pendek dan penampangnya lebar. Itu, ini memang beton, tapi kalau ibaratkan ini sebagai konsepnya, kalau dia hanya kondisi ketika kolomnya cukup pendek dan penampangnya cukup luas, FY itu terjadi pada kolom kita.
Tadi itu kolom beton memang ya, tapi kalau bisa saja konsepnya pada kolom baja juga. Jadi ini FY-nya. Nah, ini...
ada dua area yang terjadi di sini. Jadi ini nilai ini. Ini kiranya kelengkungannya sedikit berbeda. Ini kalau kita luruskan ke sana.
Ini area yang namanya kolom. Kalau dia tertekuk seperti begini, ini kolomnya menekuk secara elastis. Elastik buckling. Apa sih elastik buckling itu? Elastik buckling itu seperti begini.
Jadi ketika gayanya diberikan, dia tertekuk. Tapi ketika dia dibebannya dilepaskan, dia kembali ke posisi semula. Itu namanya elastik buckling. Nah, kalau dia cukup langsing seperti penggaris ini.
Kalau yang di sebelahnya, Itu adalah kolom yang memiliki kelangsingan yang kecil atau gendut, dia mengalami analasi buckling. Kalau dia mengalami tekuk dan dia mengalami kegagalan, dia tidak kembali ke posisi. lurus kembali. Jadi ada ketekukan yang permanen pada profil kolomnya. Itu yang maksudnya areal ini.
Nah, yang menjadi persoalan di sini adalah, adalah diingat bahwa Fy itu tidak akan sering terjadi pada kolom yang mengalami gaya tekan. Jadi ini paling, ya bisa dikatakan lebih kecil atau sama dengan Fy, tapi terjadi Fy itu sangat jarang. Hanya pada kolom-kolom yang sangat pendek dan penampangnya cukup besar. Ya, itu yang perlu saya sampaikan.
Nah, untuk elastic buckling, ini F kritikalnya itu digunakan persamaan yang ini. V kuadrat E dibagikan L per R kuadrat. Namun ternyata dari penelitian, ini persamaan... ini, Euler Buckling Load atau Critical Buckling Load, ini tadi kadang-kadang juga disebutkan sebagai Euler Buckling Load atau mengikuti nama pencetusnya. Euler Buckling Load ini, itu sebenarnya untuk kolom yang panjang yang relatif kelangsingannya besar.
Nah, untuk areal ini sebenarnya persamaan ini tidak tidak applicable. Jadi, Peneliti selanjutnya, untuk areal inelastik buckling ini, F-critical itu sedikit berbeda. V-kwadrat ini modulus elastisitasnya tidak lagi yang kita gunakan sebagai bahan, tapi ada namanya tangent.
modulus of elasticity itu yang nilainya tidak sama dengan ini, L per R kuadrat. Nah, nilai ET ini, tangent modulus elasticity ini sedikit kompleks secara penuh. penghitungannya, maka kemudian nanti di LRFD disikapi dengan perhitungan yang lain.
Di video selanjutnya akan saya sampaikan bagaimana cara menghitung F-critical baik untuk area inel. elastic buckling dan untuk elastic buckling. Mudah-mudahan bisa dipahami sebagai video pendahuluan tentang batang tekan.
Kita sudah membicarakan tentang Euler Buckling Load atau Critical Buckling Load. Berapa beban yang mampu dipikul oleh sebuah batang tekan sebelum batang tekan itu mengalami tekuk. Terima kasih buat perhatiannya.