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.