PENGARUH BUCKLING TERHADAP
STABILITASTOWER
Fakultas Teknik Universitas Tidar Magelang
Abstract Colums and stanchions are vertical
ntembers used in building J'rames. Astrut i.s a compression member of a tntss. A very short column willfail at the above load by crushing. By deviding
the crushing load by a snitable factor of .sqfety the save load.for the nternber can he computed. But the compression member which we come a cross do not fail entirely by
crushing. T'hese member
are
considerably long in contporison with their lateral dimensions. Hence, these member start bending and buckling v,hen the arigl load reaches a certqin crilical valtte. Once o member shows .sign of buckling itwill lead to thefairute oJ'the ntentber. 'I'his load at which the mentber just buckles is called the buckling load.
Keywords
: crushing s/esses 178
load, extreme
VoL
25 No- 2, 15 Septcmber 2OO7:
I7t-It6
A PENDAHULUAN Batang tekan (compression member) adalah stuctu yang merdulamgpya tekan aksial. Batangtekan banyak dijumpai shuktrn . bangunan teknik sipil seperti gedung jembatan dan menara. Pada struktuir gedung, batang tekan sering dijumpai sebagai kolom, sedangkan p4da struktur rangka batang fiembatan, kuda-kuda ) dapat berupa batang tepi, batang diagonal, batang vertikal dan batang-batang pen gekan g (b rac in g) . Istilah kolom berlaku untuk batarrg tekan yang panjangnya dfoanding penampangnya relatifbesar.
srdktur
jarang dijumpai batangyang D dalam benar-benar yang hanya mendukung gaya tekan aksial dan momen lenhn, gaya lintang torsi. Batangyangdibebani kombinasi gaya tekan
aksial dan momen lentur disebut batang tekan lentur (beam column); Batang tekan lenfurr dengan momen relatif kecil sering dipandang sebagai batang tekan. Sebaliknya, bila gaya tekan relatif kecil sering dipandang sebagai batang lenftr. Berdasarkan kelangsingan, batang tekan atau kolom dapat digolongkan dalam 3 macanr, yaitu kolom langsing (s/eir der colunm, kolom sedang (medium column), dan kolom gemuk (stocky column). Dalam praktek batang strllktur tidak ada yang lurus sempuma, idealisasi batang prismatik sulit untuk dipenuhi, sifat homogin batang juga tidak pernah ada. Dengan demikian tidak ada sumbu batang yang ltnus. Berbagai hal ini mengakibatkan gaya tekan aksial yang dike{akan tidak akan berimpit dengan sumbu batang. Dengan kata-kata, gaya tekan ini akan bekerja secara eksentris, sekalipun pada ujung batang mungkin telah diusahakan sentris . Eksentrisitas gaya akan menimbulkan momen lentur. Dengan gaya aksial tertentu, batang tekan langsing akan memikul momen lenhn lebih besar pula.
t79
Pagamh Buc.hlhg Te*adzp ,....--. (Dt l Sa
Agles
yuvwq M&ammad Amb)
Berdasarkan uraian di atas, dapat dipahami bahwa setiap tampang barang tekan akan terjadi tegangan normal akibat gaya aksial dan tegangan lentur akibat momen. Batang akan mengalami kegagalan
tekr* (buckling) jka kombinasi kedua tegangan itu
mancapai tegangan leleh bahan. Batmg yang gemuk akan mengalami kegagalan alcbat tekuk dengan tegangan normal cukr-p besar, sedang
tegangan lenfurnya masih kecil. Sebaliknya batang langsing akan mengalami kegagalan akibat tekuk dengan tegangan normal kecil, disertai tegangan tentur besar. Tanrpek di sirn akanbdnwakuattekan
kolom dipengaruhi oleh kelangsinganny4 semakin langsing suatu kolom kuat tekan semakin kecil. Mengingat sebelurn pembebanan kolom biasanya tampak lurus, maka momen lenhryang teqadi kolom akibat eksentrisitas pyatekan kurang memperoleh perhatian. Oleh karena itu banyak orang mengiia bahwa tegangan yang terjadi pada batang hanyalah tegangan normal saja, sehingga batang langsing dianggap megalami
akibattelarkpada tegangan rendah,lebih rendah dari tegangan batas elastis. Lebih lanjut kegagalan kolom langsing dinyatakan sebagai kej adian tekuk elastis ( e I a s t ic bu c H in g). Kenyataanya kombinasi antara tegangan normal dan tegangan lentur pada kolom itu telah telah melampui tegangan batas elastis yang sering disebut dengan tekuk inelastis (inelastic buckling) lihat contoh gambar l. Mengingat besar lendutan yang terjadi pada saat kolom mengalami kegagalan akibat tekuk cukup sukar unhrk dinyatakan dengan rumm secara eksak, karena struktur sudah tidak dalam fase elastis lagi, sedang rumts-runus yang tersedia pada umumnya hanya berlaku pada fase elastis, maka rumus-nrmus yang dibuat unhrk analisis maupun peftmcangan kolom pada umumnya adalah mmus pendekatan, dengan beberapa asumsi penyederhanaan. Kebanyakan
nrmus tersebut tidak memperlihatkan adanya tegangan pengaruh
180
YoL
25 No. 2, 15 Sepenber 2AO7:
t7t-It6
momen lentur . Hal ini menjadikan nrmus cukup praktis dalam pemakaian, karena yang di hitung hanyalah tegangan rata-rata saj4 yang hsarnya sama dengan tegangan normal.
Gambar I . Buckling Pada Struktur Kolom B.
PEMBAI{ASAN
l.
Bentuk contoh struktur tower.
Bentuk penampang yang sering dipergunakan untuk Tower adalah pada gambar di bawah ini. A
Besr yi
181
Pengaruh Buckling Tdtodap .-...... (Dwi Sat Agus yuxuna, Muhammad Anla)
Keterangan:
A:Anchor B:Anchor C : Anchor
tg
av: ,#*
tE aro
:
nkJE
tEdrc:
TAMPAK
ATAS
C
Gambar.2 Contoh stuktur tower 2. Gaya-gaya yang bekerja pada tower.
Memrut teori keseimbangnn arah gaya horizontal (dililrat dari atas) dari sumbu pusat O ke arah O ke arah B O ke arah C Adapun besarnya gaya horisontal yang disaturkan kepada kolom
A:
:
towerVk _l_
f
l;kahelOA.Cr)s,,a,
I
: \rt
.j-
/l-'kubelOACos,,a, I
182
VoL
25 No. 2, I5 September 2007: I7E-I&6
Sedangkan gaya vertikal yang disalurkan kepada kolom tower
VK,
vk :frmuloAsin*a, *
fo,ronuloasin,ra, a
ft' n odtOe.Sin,ua, Perlu di ketahui bahwajarak O ke Adalam hinmgan ini sama pamjang dan elevasi kolom penambat anchord B, dan C sama tinggi sehingga
kabel n dari OA, OB dan OC sama panjang dan mempunyai gaya kabel sama
T..OB
:T-,OC:
Tr.OA
TrOB +TrrOC: T'OA dan seterusnya Gaya yang bekerja pada kolom A adalah
:
Berat sendiri, ditambah besamya gaya vertikal yang diakibatkan oleh gaya kabel dari arah OA, OB, dan OC sebesar Vk 3. Penampang kolom Bentuk penampang tekan (kolom) sering berbentuk seghga sama sisi.Seperti contoh tergambar dibawah ini.
183
Pengarth Ba*Iing H.cnop ..-...... (Dwl Sd Agus
Ylrliroano,
Mthenaud Amin)
!
I
.TB
t-'-' I
i/
i/, Gambar 3. Contoh Penampang kolom tower 4. Paryang efektive kolom dan beban
kritis
,Panjang efektiflkolom rata-rata misalnya sebesar 4 m setiap segnen diikat dengan kabel. Karena ujung diikat oleh kabel maka diasurnsikan sebagai sendi-sendi. Satu ujung sendi, dengan ujung yang lain sendi maka,
Cripplingload ,:
"'!t L?
Dan pada prakteknya tegangan kritis ditentukan
.
okr
Pkr =F
tt' .E.l T,K, F
-------:--
Jari-jari lembam terkecil i
Dan
)lk
LK i
:
sebagai angka kelangsingan
184
:
VoL
172
Sehingga
'
okr: * i'
25 No. 2, I5 September 2M7 : I7t_It6
E
Dari hasil hitungan didapat, sehingga
Pkritis: xA C. I
SIMPULAN
. Memperhatikan
2.
3. 4.
hasil hitungan P l$itis harus lebih besar dari pada berat sendiri dan gaya vertikal kabel dengan angka keamanan tertenhr, maka besar kemungkinan patahnya tor.ver bukan karena terlampaui P kritis kolorn. Sebaiknya teknis pemasangan angker penambat dibuat dengan elevasi sanra tinggi, jarak dari kolom sama jauhnya dan masing-
masirig membenhrk sudut 120" sehingga kabel mempunyai te gan gan/ gay a y ang sama besarnya kearah penamb at. posi si kolom hans benar-benar vertikal. Melihat sumtru terlernah ada kearah tarikan kabel penambat kemturgkinan arah robohnya adalah keA, B atau C Kemungkinan terbesar tower akan roboh diakibatkan oleh eksentrisitas yang besar sehingga tegangan lentur dan tegangan normal yang tirnbul melebihi tegrrgar kritis tnrtuk salah safu batmg
kolom.
185
Pcagnh Buc*liag Htadep ,.--... (Dwi
Sat Agus yuvwaa,
Muhantud Anin)
DAFIAR PUSTAKA Binsar Hariandja, 1997, Mekanika Bahan dan pengantar Tbori E I as t is i ta s, Jakarta, Erlangga.
Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan, 1983, peraturan . Perencanaan Bangunan Boja Indonesia (ppBBI), Band,ung. DPU Cipta Karya. Heinz Frick, 1978, Mekanika Teknik I,Yogyakarta, Kanisius, S Rarnamnrtharn, I 981 , Theory
of Stntctures,New Delhi. Dhanpat
rai & Sons
186
