Penjelasan Sederhana Perilaku Geser Pada Balok

Penjelasan Sederhana Perilaku Geser Pada Balok

Mungkin teman teman udah ngerti kalau struktur itu punya beberapa jenis kapasitas menahan beban, kapasitas menahan tarik, tekan, moment dan geser. Dulu pada awal belajar teknik sipil bisa dengan mudah membayangkan beban tekan, beban tarik, moment, tetapi untuk beban geser saya sama sekali gak ngerti seperti apa sebenarnya perliku geser yang terjadi pada suatu struktur balok.

Disini saya akan coba sedikit menjelaskan supaya kalian bisa memahami yang dimaksud perilaku geser yang terjadi pada struktur dengan Bahasa yang sederhana supaya mudah dipahami.

Jadi yang dimaksud geser itu ya seperti geser pada umumnya, berubah posisinya, bergeser posisinya, seperti gambar gambar berikut :

 

Jendela geser yang bergeser vertical atas atau bawah

Pergeseran yang terjadi pada tanah

Sebenarnya geser yang terjadi pada beton balok itu perilakunya tidak jauh berbeda dengan perilaku geser di atas. Jendela geser vertical, kalau kedua daunnya ada di atas dan dauh yang hidupnya dibebani, maka dia akan tergeser kebawah dengan sendirinya. Tapi beton itu punya kuat geser seperti tanah, sehingga bidang gesernya tidak vertikal tegak seperti jendela tetapi agak miring seperti gambar tanah yang tergeser.

Bidang geser atau bidang copot atau bidang lepas pada balok

 Seperti gambar di atas, jadi anggap saja beton itu seperti tahu atau roti, kalau roti atau tahu itu dibentuk seperti balok maka di tumpuannya dia akan sobek dan terlepas atau sisi tengahnya akan patah sesuai dengan bidang gesernya, karena material tahu atau roti kan punya kuat ikatan antar materialnya, jadi dia tidak akan tergeser begitu saja secara vertikal seperti jendela geser di gambar sebelumnya.

Nah, untuk menjaga supaya pada balok tidak terjadi gagal akibat geser, maka ditambahkanlah tulangan geser pada area yang dimungkinkan akan terjadi gagal geser terutama di area tumpuan.

Nah pada bidang retak di tambahkan tulangan geser atau sengkang, supaya material atas sama material bawah gak copot, jadi dia di iket gitu. Prinsip dasarnya seperti itu, semoga bisa dimengerti.

Berikut adalah gambar gambar yang menunjukkan gagal geser pada balok, seolah olah balok bentang tengahnya itu mau copot lepas sama balok posisi tumpuan karena kurangnya tulangan geser.

 

Bisa dilihat kan, beton yang sebelah kanan tergeser atau mau lepas dari beton sebalh kiri, ini disebut gagal geser

Kalau tulangan gesernya kurang sebanyak apapun tulangan utamanya tidak akan menyelamatkan dari kegagalan geser

Kalimat Sederhana : Perbedaan CBR, Kepadatan dan Daya Dukung

Kalimat Sederhana : Perbedaan CBR, Kepadatan dan Daya Dukung

Setelah menyelesaikan 3 artikel masing-masing tentang CBR, Kepadatan, dan Daya Dukung, saya berharap para pembaca udah gak kebingungan lagi dalam membedakan parameter tanah tersebut dalam melaksanakan pekerjaan di lapangan, karena akan terjadi kerusakan di kemudian hari bila salah menerjemahkan persyaratan pekerjaan tanah yang diterima untuk tiap-tiap jenis pekerjaan. Karena meskipun ketiga parameter tersebut membahas tentang keberterimaan tanah, tetapi tetap berbeda. Bagi yang belum baca, sebelum dilanjut baca kebawahnya, ada baiknya di baca dulu..

CBR 

http://constructionfordummies.blogspot.co.id/2016/04/penjelasan-super-sederhana-sederhana.html

Kepadatan Tanah

http://constructionfordummies.blogspot.co.id/2016/04/normal-0-false-false-false-en-us-x-none.html 

Daya Dukung Tanah

http://constructionfordummies.blogspot.co.id/2016/04/daya-dukung-tanah-itu-apa.html 

Berikut adalah point-point penting mengenai perbedaan dari ketiga parameter tersebut dengan contoh beberapa jenis pekerjaan tanah

1.      CBR VS Kepadatan

Saat membuat timbunan tanah merah untuk leveling yang dipadatkan per layer, test yang dilakukan seharusnya adalah test kepadatan atau sand cone test, bukan test CBR. Karena bila dilakukan test CBR yang akan terbaca hanya tingkat kekerasan sampai dengan 0,2 inchi dari permukaan. Saat permukaan lapisan tanah layer itu sudah keras (CBR nya masuk) belum tentu lapisan tanah di bawahnya sudah padat.

Lapisan atasnya sudah padat, tapi lapisan bawahnya pecah pecah karena dulunya memiliki kadar air tinggi, sehingga saat kering jadi pecah pecah

Karena kepadatan dipengaruhi oleh kadar air juga, lapisan atasnya bisa saja keras karena kering terkena sinar matahari, tetapi lapisan bawahnya kadar airnya masih tinggi sehingga masih belum padat. Atau bila pemadatan dilakukan per layer 60 cm (tidak direkomendasikan) lapisan atasnya jadi keras, tetapi lapisan bawahnya sama sekali tidak padat, karena kemampuan alat pemadat yang tidak sanggup memadatkan kalau lapisannya terlalu tebal.

Alat pemadat tidak bisa memadatkan lapisan tanah yang terlalu tebal, sehingga belum tentu bila permukaanya sudah keras kepadatan tanah di bawahnya sudah padat

Seharusnya kalau memadatkan tanah per layer

2.      Kepadatan VS Daya Dukung

Kepadatan tanah (test sand cone) tidak bisa menunjukkan daya dukung tanah (test N-SPT atau Sondir) begitupun sebaliknya. Meski ada rumus-rumus yang bisa mengkait-kaitkan antara keduanya itu hanya rumus empiris yang berlaku untuk jenis tanah tertentu dengan kondisi tertentu, tidak bisa dipakai untuk semua jenis tanah. Meski secara nalar, tanah yang semakin padat bisa mendukung beban yang semakin besar, tetapi hal tersebut tidak berlaku untuk struktur pondasi dalam. 
Parameter kepadatan itu kan : 
- jumlah volume kering tanahnya
- volume air dan,
 - volume udara
Sedangkan parameter daya dukung itu adalah :
 - kohesi
 - sudut geser internal,
 - dan tegangan normal kalau gak salah. 

Kalau test N-SPT kan yang didapat juga tahanan selimut dan tahanan ujung jadi sangat berbeda dengan kepadatan tanah. Untuk bisa mengkorelasikan kedua parameter itu, kita harus terlebih dahulu menentukan jenis tanahnya apa. Misalnya :

Untuk tanah kohesif, kalau N-SPT nya 35, kepadatannya masih 60-80 % saja.

Sedangkan untuk tanah kepasiran, dengan N-SPT di atas 35, kepadatannya antara 85-100 %. 

Pertanyaannya, bagaimana menentukan apakah tanah yang kita test itu tanah kepasiran atau tanah kohesif? Harus di test di lab..

3.      CBR Vs Daya Dukung

CBR dan daya dukung tentu parameter tanah yang berbeda, karena CBR adalah parameter tanah di permukaannya saja, sedangkan daya dukung menyangkut material di bawah permukaan tanah sampai kedalaman tertentu. Meskipun sebenarnya nilai CBR itu juga dipengaruhi tingkat kekerasan lapisan di bawahnya, tidak serta merta dapat menjelaskan daya dukung lapisan di bawahnya. Contoh ekstrim :
Misalkan pelat baja 50x50 cm di taruh di atas lumpur, dengan pelat baja di taruh di atas pasir yang di siram, permukaanya sama sama keras, tetapi lapisan daya dukung tanah di bawahnya berbeda, yang menyebabkan jumlah beban untuk penetrasinya juga berbeda, pasti kalau di test CBR yang pelat di atas lumpur nilai cbr nya lebih rendah daripada pelat di atas pasir. Kurang lebih begitu lah..

Mencari daya dukung tanah menggunakan test CBR adalah suatu kesalahan, karena bisa saja lapisan antara tanah atas dan tanah bawah itu berbeda, dengan kohesi, sudut geser internal dan tegangan normal yang berbeda. Ada yang mau memberikan penjelasan lebih lanjut? Sepertinya kalau ini sudah cukup dijelaskan pada arikel daya dukung tanah dan CBR.

Struktur Harus Kuat, Kaku, dan Stabil

3 Parameter Desain Struktur Kekuatan, Kekakuan, dan Kestabilan

Ini adalah tulisan ringan hanya sebagai pengetahuan pembaca dalam mendesain suatu system struktur. Disini penulis tidak akan membahas detil perhitungan dalam desain struktur, namun akan menjelaskan secara umum saja.

Dalam melakukan suatu desain struktur ada beberapa parameter desain yang wajib harus dipenuhi sebagai persyaratan kelayakan struktur itu bisa dibangun. Berdasarkan pengalaman penulis, parameter desain struktur itu ada 3 yaitu kekuatan, kekakuan dan kestabilan dari system struktur. Bila salah satu dari parameter tersebut tidak dipenuhi maka struktur dianggap tidak layak untuk dibangun. Berikut adalah penjelasn dari masing-masing parameter tersebut :

1.      Kekuatan

Kekuatan berkaitan erat dengan gaya dalam yang terjadi terhadap kapasitas dari material yang dipakai pada strukturnya. Perhitungan kekuatan yang umum ya bisa didasarkan kepada beban service nya menggunakan metode Allowable Stress Design (ASD) dan terhadap beban ultimatenya menggunakan Load Resistance Factor Design (LRFD). Biasanya ini adalah parameter utama untuk menentukan struktur itu kuat atau tidak.

2.      Kekakuan

Kekakuan berkaitan dengan kondisi layan dari system struktur tersebut, kenyamanan dari dari pengguna dikemudian hari. Parameter kekakuan dilihat dari deformasi system struktur yang terjadi akibat beban yang bekerja, defleksi, rotasi dan translasi. Sudah ada batasan-batasan untuk parameter tersebut di SNI, misalnya untuk defleksi strukur yang berhubungan dengan suatu hal yang akan rusak akibat lendutan yang besar dibatasi sebesar l/360 dan untuk struktur yang boleh melendut dan tidak memberikan pengaruh apa-apa boleh melendut sebesar l/240.

Memangnya ada struktur yang kuat tetapi tidak kaku? Ada.. misalnya

-          Sling atau cable baja, material yang punya kuat tarik sampai 1000 MPa tetapi sama sekali tidak punya kekakuan.

-          Rod atau batang baja yang hanya bisa menerima gaya tarik saja.

-          Pelat baja yang berlaku sebagai membrane

-          Member baja yang terlalu panjang terhadap jari-jari girasinya

3.      Kestabilan Sistem Struktur

Berbeda lagi dengan kekakuan, ada lagi istilah yang disebut kestabilan. Jadi kestabilan itu adalah perilaku struktur dilihat dari geometrinya, jenis sambungan antara member nya,  tumpuan yang dipakainya, dan juga keseimbangan dari bebannya yang bekerja. Suatu system struktur bisa saja kuat, kaku tetapi tidak stabil. Kalau kekakuan kan musuhnya defleksi, translasi, atau rotasi sebagian dari system strukturnya, kalau kestabilan itu musuhnya displacement keseluruhan system struktur terhadap kondisi awalnya.

Untuk lebih memudahkan dalam memahami ketiga parameter di atas, berikut adalah contoh contoh model struktur dan penjelasan terhadap ketiga parameter tersebut.

Struktur di atas kuat, kaku, dan stabil.

Struktur kuat, kaku, tapi tidak stabil, karena tumpuannya rol-rol nanti strukturnya bisa geser kemana-mana

Struktur di atas kuat, dan stabil, tetapi tidak kaku terhadap geometrinya

Nah untuk jadi kaku, ya tinggal ditambah pengaku pengaku saja

Itu kan batangnya awalnya biru semua, lalu kita optimasi dengan mengecilkan batang-batangnya, nanti sampai batas tertentu maka aka nada batang yang tidak kuat… kaku, stabil, tetapi tidak kuat.