PEMBEBANAN PADA STRUKTUR BANGUNAN SIPIL

PEMBEBANAN PADA STRUKTUR

Dalam menjalankan fungsinya, setiap struktur Teknik Sipil akan menerima  pengaruh dari luar yang perlu dipikul. Selain pengaruh dari luar, sistem struktur yang terbuat dari material bermassa, juga akan memikul beratnya sendiri akibat pengaruh gravitasi. Selain pengaruh dari luar yang dapat diukur sebagai besaran gaya atau beban, seperti berat sendiri struktur, beban akibat hunian atau penggunaan struktur, pengaruh angin atau getaran gempa, tekanan tanah atau tekanan hidrostatik air, terdapat juga pengaruh luar yang tidak dapat diukur sebagai gaya. Sebagai contoh adalah pengaruh penurunan pondasi pada struktur bangunan, atau pengaruh temperatur / suhu pada elemen-elemen struktur. 

cre : diktat dan catatan kuliah mekget

Dalam melakukan analisis dan desain dari suatu struktur bangunan, perlu adanya gambaran yang jelas mengenai perilaku dan besarnya beban yang bekerja pada struktur. Gambar 1 mengilustrasikan diagram dari beban-beban yang dapat bekerja  pada struktur teknik sipil.

Hal penting yang berkaitan dengan karakteristik beban untuk keperluan analisis struktur adalah pemisahan antara beban-beban yang bersifat statis dan dinamis. Secara umum, beban luar yang bekerja pada struktur Teknik Sipil dapat dibedakan menjadi beban statis dan beban dinamis.  

Beban statis adalah beban yang bekerja secara terus-menerus pada suatu struktur. Beban statis juga diasosiasikan dengan beban-beban yang secara   perlahan-lahan timbul serta mempunyai variabel besaran yang bersifat tetap (steady­ states). Dengan demikian, jika suatu beban mempunyai perubahan intensitas yang berjalan cukup perlahan sedemikian rupa sehingga pengaruh waktu tidak dominan, maka beban tersebut dapat dikelompokkan sebagai beban statik (static load). Deformasi dari struktur akibat beban statik akan mencapai puncaknya jika beban ini mencapai nilainya yang maksimum. Beban statis pada umumnya dapat dibagi lagi menjadi beban mati, beban hidup, dan beban khusus, yaitu beban yang diakibatkan oleh penurunan pondasi atau efek temperatur

Beban dinamis adalah beban yang bekerja secara tiba-tiba pada struktur. Pada umumya, beban ini tidak bersifat tetap (unsteady-state) serta mempunyai karakterisitik besaran dan arah yang berubah dengan cepat. Deformasi pada struktur akibat beban dinamik ini juga akan berubah-ubah secara cepat.

Gb. Beban pada struktur Teknik Sipil

Dengan demikian, jika suatu beban mempunyai perubahan intensitas yang  bervariasi secara cepat terhadap waktu, maka beban tersebut disebut sebagai beban dinamis                (dynamic load). Beban dinamis dapat menyebabkan terjadinya osilasi  sehingga deformasi puncak dari struktur tidak terrjadi bersamaan dengan terjadinya beban yang maksimum. Pengaruh beban statis dan beban dinamis pada struktur, dapat digambarkan pada Diagram Beban (P) – Waktu (t), seperti pada Gambar di bawah :

Gb. Diagram Beban ( P ) – Waktu ( t )

Beban statis dapat dianggap sebagai beban dinamis dengan intensitas beban yang tetap dari waktu ke waktu. Getaran mesin merupakan beban dinamis yang bersifat periodik karena mempunyai intensitas beban dan frekuensi getar yang berulang. Bentuk dari getaran yang ditimbulkan mesin pada umumnya berbentuk sinusoidal. Getaran gempa merupakan beban dinamik dengan intesitas dan frekuensi getar yang acak dari waktu ke waktu. Meskipun terjadi dalam waktu yang singkat, tetapi getaran gempa dapat menimbulkan kerusakan pada struktur bangunan.

Untuk memudahkan prosedur analisis struktur terhadap pengaruh beban yang ditimbulkan oleh ledakan, getaran mesin, dan pengaruh pergerakan kendaraan, sering dilakukan memperlakukan beban-beban tersebut sebagai beban statik. Pengaruh dinamik yang ditimbulkan oleh beban, diperhitungkan dengan mengalikan intensitas beban dengan suatu faktor pembesaran dinamik yang dinamakan faktor kejut. 

Untuk keperluan analisis struktur bangunan, sampai dengan tingkat intensitas beban tertentu serta batasan dari kondisi struktur bangunan tertentu, beban dinamik yang bekerja pada struktur, dapat  diasumsikan sebagai beban statik ekuivalen. Sebagai contoh, analisis struktur bangunan gedung terhadap getaran gempa dapat dilakukan dengan metode analisis statik yang sederhana, yaitu Analisis Beban Gempa Statik Ekuivalen. Metode analisis statik ini dapat digunakan untuk menggantikan metode analisis dinamik yang cukup rumit. dengan persyaratan struktur yang dianalisis mempunyai bentuk yang simetris dengan ketinggaan bangunan gedung tidak lebih dari 40 m. Untuk bangunan gedung dengan bentuk yang tidak beraturan atau bangunan dengan ketinggian lebih dari 40 m, analisis struktur harus dilakukan secara dinamik.