modul b (yudhistira achmad 110 613 9922)

48
TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTU MODUL B MODUL B TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTU I. Tujuan 1. Memeriksa keakuratan dari teori sederhana lenturan sederhana dengan membandingkan nilai E (modulus elastisitas) yang didapat dari percobaan dengan E Literatur yang ada untuk beban terpusat dan beban momen pada struktur statis tak tentu. 2. Memeriksa keakuratan dalam penggunaan teorema momen dengan mencari nilai k (konstanta) untuk beban momen ditengah bentang pada strutur statis tak tentu. II. Teori Lendutan pada balok dan putaran sudut dari balok atau kantilever dapat di analisa dengan beberapa teori, sebagai contoh: - Metode Unit Load - Metode Momen Area/Metode Balok Konjugasi - Metode Integrasi III. Peralatan 1 HST. 601 Penyanggga ujung dengan penjepit tetap. 1 HST. 602 Penyangga ujung dengan rol. 1 HST. 603 Penggunaan momen lengkap. LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI 1

Upload: dhea-meirina-sari

Post on 24-Oct-2015

82 views

Category:

Documents


3 download

DESCRIPTION

ANALISIS STRUKTUR

TRANSCRIPT

Page 1: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

MODUL B

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTU

I. Tujuan

1. Memeriksa keakuratan dari teori sederhana lenturan sederhana dengan

membandingkan nilai E (modulus elastisitas) yang didapat dari percobaan

dengan ELiteratur yang ada untuk beban terpusat dan beban momen pada

struktur statis tak tentu.

2. Memeriksa keakuratan dalam penggunaan teorema momen dengan mencari

nilai k (konstanta) untuk beban momen ditengah bentang pada strutur statis

tak tentu.

II. Teori

Lendutan pada balok dan putaran sudut dari balok atau kantilever dapat di

analisa dengan beberapa teori, sebagai contoh:

- Metode Unit Load

- Metode Momen Area/Metode Balok Konjugasi

- Metode Integrasi

III. Peralatan

1 HST. 601 Penyanggga ujung dengan penjepit tetap.

1 HST. 602 Penyangga ujung dengan rol.

1 HST. 603 Penggunaan momen lengkap.

2 HST. 604 Katrol ganda.

2 HST. 605 Kumpulan kawat.

3 HST.606 Penjepit gantungan.

2 HST. 607 Penghubung penggantung.

2 HST. 608 Gantungan-gantungan besar.

7 HST. 609 Gantungan-gantungan kecil.

1 HST. 610 Pengimbang gantungan.

1 HST. 611 kumpulan penyangga yang dapat disesuaikan.

1 HST. 6m Arloji pengukur.

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

1

Page 2: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

1-HST. 6c Logam

1-HST. 6d Balok uji perspektif

Gambar B.1 menunjukkan aplikasi dari beban terpusat ke atas (upward load)

dan beban momen pada struktur statis tak tentu. Banyak variasi yang dapat

dilakukan seperti menunjukkan putaran sudut dan lendutan pada perletakan, beban

menggantung atau beban terbagi rata, teori timbal balik, dan lain-lain.

IV. Percobaan 1. Beban Terpusat Ditengah Bentang Dengan Perletakan Jepit-Sendi

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

2

1/2L 1/2L

HST. 610

HST. 603

HST. 607HST. 608Gambar B.1 Alat Peraga Struktur Dengan Upward Load Dan Beban Momen

L/2 L/2

P

x

C

D

Gambar B.2 Kondisi Percobaan 1

Page 3: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

A. Cara Kerja

1. Menyiapkan dua penyangga pada bentang 0,9 m dan masukkan batang besi

tebal pada ujung alat. Mengukur dimensi plat baja dan jarak x

2. Mengunci lengan penggerak pada titik C untuk menghasilkan kondisi

perletakan jepit dan menarik kunci lengan penggerak pada titik D untuk

menghasilkan kondisi perletakan sendi

3. Meletakkan gantungan beban dan jepit pada tengah bentang dan siapkan

arloji pengukur untuk mengukur lendutan pada beban terpusat. Periksa

bahwa pada penyagga beban, bebas untuk berputar ke arah lendutan balok.

4. Menambahkan beban satu persatu dari 5N sampai 25N (variasi beban dapat

ditentukan). Mencatat pembacaan arloji pengukur (A dan B)

B. Pengamatan dan Pengolahan Data

Menentukan nilai Modulus Elastisitas/Modulus Young (E) dari hasil

praktikum dari rumus lendutan secara teoritis dihitung berdasarkan persamaan

(7PL3/768EI) dan dari rumus putaran sudut pada titik D dihitung menurut

persamaan (0,03125PL2/EI), kemudian hasilnya dibandingkan dengan ELiteratur-

Baja=200.000MPa. Putaran sudut di titik D pada percobaan yaitu (DGI

pembacaan pada D)/x.

C. Pengolahan Data

Dari hasil praktikum pada percobaan Teori Lenturan Balok Statis Tertentu

dengan beban terpusat ditengah bentang pada perletakkan Jepit-Sendi,

didapatkan beberapa data seperti pembacaan dial A dan dial D dengan

pembebanan masing-masing 5N, 10N, 15N, 20N, dan 25N. Nilai pembacaan

dial tersebut kemudian dimasukkan pada rumus untuk mendapatkan nilai E

yang besarnya akan dibandingkan dengan ELiteratur-Baja=200.000MPa, kemudian

dilanjutkan dengan perhitungan kesalahan relative.

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

3

Page 4: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

Rumusan Umum :

Percobaan 1 Hasil Perhitungan Praktikum

A. Perhitungan nilai E dari θ (putaran sudut)

L = 900 mm

X = 100 mm

B batang = 25 mm

H batang = 5 mm

I batang = 260,41667 mm4

E baja = 200000 N/mm2

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

4

Page 5: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

No P (N)Dial D (mm)

θ E Akibat θ E rata-rata √(Ei-Ē)2

1 5 0.3 0.003 162000

166970.4545

4970.454545

2 10 0.55 0.0055 176727.2727 9756.818182

3 15 0.8 0.008 182250 15279.54545

4 20 1.2 0.012 162000 4970.454545

5 25 1.6 0.016 151875 15095.45455

834852.2727   50072.72727

Erata-rata = 166970,4545

( √(Ei-Ē)2 ) / n-1 = 25036,364

E max = 19206,818 Mpa

Emin = 141934,091 Mpa

Maka, didapatkan nilai E1 = 19206,818 Mpa dan nilai E2 = 141934,091 Mpa

B. Perhitungan nilai E dari δ (lendutan)

L = 900 mm

X = 100 mm

B batang = 25 mm

H batang = 5 mm

I batang = 260,41667 mm4

E baja = 200000 N/mm2

No P (N)Dial A (mm)

δ (mm) E Akibat δ E rata-rata √(Ei-Ē)2

1 5 0.7 0.7 182250

169766.0604

12483.93963

2 10 1.5 1.5 170100 333.9396251

3 15 2.4 2.4 159468.75 10297.31037

4 20 3.1 3.1 164612.9032 5153.157149

5 25 3.7 3.7 172398.6486 2632.588274

848830.3019   30900.93505

Erata-rata = 169766,061

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

5

Page 6: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

( √(Ei-Ē)2 ) / n-1 = 15450,468

E max = 185216,528 Mpa

Emin = 154315,593 Mpa

Maka, didapatkan nilai E1 = 185216,528 Mpa dan nilai E2 = 154315,593 Mpa

C. Perhitungan teoritis

L = 900 mm

X = 100 mm

B batang = 25 mm

H batang = 5 mm

I batang = 260,41667 mm4

E baja = 200000 N/mm2

No P (N) δ (mm) θE Akibat

δE Akibat

θ

1 5 0.637875 0.00243 200000 200000

2 10 1.27575 0.00486 200000 200000

3 15 1.913625 0.00729 200000 200000

4 20 2.5515 0.00972 200000 200000

5 25 3.189375 0.01215 200000 200000

D. Perhitungan kesalahan relative (KR%)

L = 900 mm

X = 100 mm

B batang = 25 mm

H batang = 5 mm

I batang = 260,41667 mm4

E baja = 200000 N/mm2

No P (N)δ (mm) Teori

δ (mm) Praktik

Kesalahan Relatif δ

θ Teori θ PraktikKesalahan Relatif θ

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

6

Page 7: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

1 5 0.637875 0.7 9.739368999 0.00243 0.003 23.45679012

2 10 1.27575 1.5 17.57789536 0.00486 0.0055 13.16872428

3 15 1.913625 2.4 25.41642171 0.00729 0.008 9.739368999

4 20 2.5515 3.1 21.49715853 0.00972 0.012 23.45679012

5 25 3.189375 3.7 16.01019008 0.01215 0.016 31.6872428

18.04820694 20.30178326

Erata-rata = (166970,4545+169766,061)/2

= 168368,26 MPa

KRrata-rata untuk E yaitu = x 100 %

= ((200000 - 168368,26)/200000) x 100 % = 15,82 %

KRrata-rata untuk δ yaitu 18,048%

KRrata-rata untuk θ yaitu 20,30%

V. Percobaan 2. Beban Terpusat Ditengah Bentang Dengan Perletakan Jepit-Jepit

A. Cara Kerja

1. Menyiapkan dua penyangga pada bentang 0,9 m dan masukkan batang

besi tebal pada ujung alat. Mengukur dimensi plat baja

2. Mengunci lengan penggerak pada titik D untuk menghasilkan kondisi

perletakan jepit

3. Meletakkan gantungan beban dan jepit pada tengah bentang dan siapkan

arloji pengukur untuk mengukur lendutan pada beban terpusat. Periksa

bahwa pada penyagga beban, bebas untuk berputar kea rah lendutan balok.

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

7

Gambar B.3 Kondisi Percobaan 2

L/2L/2C D

A

P

Page 8: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

4. Menambahkan beban satu persatu dari 5N sampai 25N (variasi beban

dapat ditentukan). Catat pembacaan arloji pengukur (A)

B. Pengamatan dan Pengolahan Data

Menentukan nilai Modulus Elastisitas/Modulus Young (E) dari hasil

praktikum dari rumus lendutan secara teoritis dihitung berdasarkan persamaan

(PL3/192EI) kemudian hasilnya dibandingkan dengan ELiteratur-Baja=200.000MPa.

kemudian dilanjutkan dengan menentukan nilai modulus elastisitas rata-rata

yang diperoleh dari pengolahan data percobaan 1 dan 2 dan menghitung

kesalahan literaturnya.

C. Pengolahan Data

Dari hasil praktikum pada percobaan Teori Lenturan Balok Statis Tertentu

dengan beban terpusat ditengah bentang pada perletakkan Jepit-Jepit,

didapatkan beberapa data dari pembacaan dial A dengan pembebanan masing-

masing 5N, 10N, 15N, 20N, dan 25N. Nilai pembacaan dial tersebut kemudian

dimasukkan pada rumus untuk mendapatkan nilai E yang besarnya akan

dibandingkan dengan ELiteratur-Baja=200.000MPa, kemudian dilanjutkan dengan

perhitungan kesalahan relative.

Percobaan 2 Hasil Perhitungan Praktikum

A. Perhitungan nilai E dari δ (lendutan)

L = 900 mm

X = 100 mm

B batang = 25 mm

H batang = 5 mm

I batang = 260,41667 mm4

E baja = 200000 N/mm2

No P (N)Dial A (mm)

δ (mm) E Akibat δ Erata-rata √(Ei-Ē)2

1 5 0.6 0.6 121500 155385.1031 33885.10313

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

8

Page 9: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

2 10 0.9 0.9 162000 6614.896868

3 15 1.4 1.4 156214.2857 829.1825821

4 20 1.7 1.7 171529.4118 16144.30863

5 25 2.2 2.2 165681.8182 10296.71505

776925.5157   67770.20626

Erata-rata = 155385,103

( √(Ei-Ē)2 ) / n-1 = 33885,103

E max = 189270,206 Mpa

Emin = 121500 Mpa

Maka, didapatkan nilai E1 = 189270,206 Mpa dan nilai E2 = 121500 Mpa

B. Perhitungan teoritis

L = 900 mm

X = 100 mm

B batang = 25 mm

H batang = 5 mm

I batang = 260,41667 mm4

E baja = 200000 N/mm2

No P (N) δ (mm)E Akibat

δ

1 2 0.1458 200000

2 4 0.2916 200000

3 6 0.4374 200000

4 8 0.5832 200000

5 10 0.729 200000

C. Perhitungan kesalahan relative (KR%)

No P (N)δ (mm) Teori

δ (mm) Praktik

Kesalahan Relatif δ

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

9

Page 10: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

1 5 0.3645 0.4 9.739368999

2 10 0.729 0.9 23.45679012

3 15 1.0935 1.4 28.02926383

4 20 1.458 1.7 16.59807956

5 25 1.8225 2.1 15.22633745

18.60996799

Erata-rata = 155385,1031 MPa

KRrata-rata untuk E yaitu = x 100 %

= ((200000 - 155385,1031)/200000) x 100 % = 22,31 %

KRrata-rata untuk δ yaitu 18,61%

VI. Percobaan 3. Beban Momen Ditengah Bentang Dengan Perletakan Jepit-Sendi

A. Cara Kerja

1. Menyiapkan dua penyangga pada bentang 0,9 m dan masukkan batang

besi tebal pada ujung alat. Mengukur dimensi plat baja

2. Mengunci lengan penggerak pada titik C untuk menghasilkan kondisi

perletakan jepit dan menarik kunci lengan penggerak pada titik D untuk

menghasilkan kondisi perletakan sendi

3. Meletakkan beban pada kedua gantungan beban (sehingga membentuk

momen kopel).

4. Menambahkan beban satu persatu dari 5N sampai 25N (variasi beban

dapat ditentukan). Mencatat pembacaan arloji pengukur (A dan D)

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

10

Gambar B.4 Kondisi Percobaan 3

L/2 L/2

M

C

D

x

A

Page 11: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

B. Pengamatan danPengolahan Data

Menentukan nilai konstanta kTengah dan kKanan dari hasil praktikum ϴTengah dan

ϴKanan berdasarkan persamaan umum ϴ=ML/(kEI), kemudian dilanjutkan

dengan perhitungan kesalahan relative percobaan. Putaran sudut di titik D pada

percobaan yaitu (DGI pembacaan pada D)/x.

C. Pengolahan Data

Dari hasil praktikum pada percobaan Teori Lenturan Balok Statis

Tertentu dengan beban momen ditengah bentang pada perletakkan Jepit-Sendi,

didapatkan beberapa data seperti pembacaan dial A dan dial D dengan

pembebanan masing-masing 5N, 10N, 15N, 20N, dan 25N. Nilai pembacaan

dial tersebut kemudian dimasukkan pada rumus untuk mendapatkan nilai

Konstanta yang besarnya akan dibandingkan dengan KLiteratur kemudian

dilanjutkan dengan perhitungan kesalahan relatif.

Rumusan Umum :

Percobaan 3 Hasil Perhitungan Praktikum

A. Perhitungan nilai K dari θ tengah (putaran sudut)

L = 900 mm

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

11

Page 12: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

X = 100 mm

B batang = 25 mm

H batang = 5 mm

I batang = 260,41667 mm4

E baja = 200000 N/mm2

L/EI = 0,00001728 N/mm

No P (N)Lengan Momen

M (Nmm) Dial A (mm) θA KA √(Ki-Ḱ)2

1 5 80 400 0.09 0.0009 7.68 1.152

2 10 80 800 0.15 0.0015 9.216 0.384

3 15 80 1200 0.2 0.002 10.368 1.536

4 20 80 1600 0.3 0.003 9.216 0.384

5 25 80 2000 0.45 0.0045 7.68 1.152

44.16 4.608

Krata-rata = 8,832

( √(Ki-Krata)2 ) / n-1 = 2,304

K max = 11,136

K min = 6,528

Maka, didapatkan nilai K1 = 11,136dan nilai K2 = 6,528

B. Perhitungan nilai K dari θ kanan (putaran sudut)

No P (N)Lengan Momen

M (Nmm)Dial D (mm)

θD KD √(Ki-Ḱ)2

1 5 80 400 0.08 0.0008 8.64 3.6864

2 10 80 800 0.1 0.001 13.824 1.4976

3 15 80 1200 0.15 0.0015 13.824 1.4976

4 20 80 1600 0.2 0.002 13.824 1.4976

5 25 80 2000 0.3 0.003 11.52 0.8064

61.632 8.9856

Krata-rata = 12,326

( √(Ki-Krata)2 ) / n-1 = 4,493

K max = 16,819

K min = 7,834

Maka, didapatkan nilai K1 = 16,819dan nilai K2 = 7,834

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

12

Page 13: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

C. Perhitungan kesalahan relative untuk nilai K dari θ tengah

KR = x 100 % = (2,304/8,832) x 100 % = 26,09 %

D. Perhitungan kesalahan relative untuk nilai K dari θ kanan

KR = x 100 % = (4,493/12,326) x 100 % = 36,45 %

VII. Percobaan 4. Beban Momen Ditengah Bentang Dengan Perletakan Jepit-Jepit

A. Cara Kerja

1. Menyiapkan dua penyangga pada bentang 0,9 m dan masukkan batang

besi tebal pada ujung alat. Mengukur dimensi plat baja

2. Mengunci lengan penggerak pada titik C untuk menghasilkan kondisi

perletakan jepit

3. Meletakkan beban pada kedua gantungan beban (sehingga membentuk

momen kopel).

4. Menambahkan beban satu persatu dari 5N sampai 25N (variasi beban

dapat ditentukan). Mencatat pembacaan arloji pengukur (A)

B. Pengamatan dan Pengolahan Data

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

13

Gambar B.5 Kondisi Percobaan 4

M

C DL/2 L/2

A

Page 14: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

Menentukan nilai konstanta ktengah dan kkanan dari hasil praktikum ϴtengah dan

ϴkanan berdasarkan persamaan umum ϴ = ML/(kEI), kemudian dilanjutkan

dengan perhitungan kesalahan relative percobaan.

C. PENGOLAHAN DATA

Dari hasil praktikum pada percobaan Teori Lenturan Balok Statis Tertentu

dengan beban momen ditengah bentang pada perletakkan Jepit-Jepit,

didapatkan data pembacaan dial A dengan pembebanan masing-masing 5N,

10N, 15N, 20N, dan 25N. Nilai pembacaan dial tersebut kemudian dimasukkan

pada rumus untuk mendapatkan nilai Konstanta yang besarnya akan

dibandingkan dengan KLiteratur kemudian dilanjutkan dengan perhitungan

kesalahan relatif.

Rumusan Umum :

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

14

Page 15: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

Percobaan 4 Hasil Perhitungan Praktikum

A. Perhitungan nilai K dari θ tengah (putaran sudut)

No P (N)Lengan Momen

M (Nmm) Dial A (mm) θA KA √(Ki-Ḱ)2

1 5 80 400 0.09 0.0009 7.68 3.21024

2 10 80 800 0.1 0.001 13.824 2.93376

3 15 80 1200 0.2 0.002 10.368 0.52224

4 20 80 1600 0.25 0.0025 11.0592 0.16896

5 25 80 2000 0.3 0.003 11.52 0.62976

54.4512 7.46496

Krata-rata = 10,890

( √(Ki-Krata)2 ) / n-1 = 3,732

K max = 14,623

K min = 7,158

Maka, didapatkan nilai K1 = 14,623 dan nilai K2 = 7,158

B. Perhitungan kesalahan relative untuk nilai K dari θ tengah

KR = x 100 % = (3,732/10,890) x 100 % = 34,27 %

VIII. Pembuktian Rumus

A. Untuk Percobaan 1. Beban Terpusat Ditengah Bentang Dengan

Perletakan Jepit-sendi

Mencari Hδ Menggunakan Consistent Deformation

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

15

L/2 L/2

P

x

C

D

Page 16: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

Digunakan Beban P = 10 N

Bentang L = 900 mm

Pada Batang Utama

Reaksi Momen Pada Batang Redundant

Persamaan Kompatibilitas

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

16

10 N

A B C

A B C

1 Satuan

Page 17: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

Persamaan Kesetimbangan

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

17

Page 18: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

Mencari Lendutan Di B

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

18

1 Satuan

A B C

6.875 N 3.125 N

1687.5 NmmA B C

10 N

Page 19: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

19

A B C

1 Satuan

Page 20: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

20

0.6875 N

0.3125 N

168.75 NmmA B C

1 N

Page 21: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

21

Page 22: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

B. Untuk Percobaan 2. Beban Terpusat Ditengah Bentang Dengan Perletakan Jepit-

Jepit

Mencari Hδ Menggunakan Consistent Deformation

Digunakan Beban P = 10 N

Bentang L = 900 mm

Pada Batang Utama

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

22

10 N

A B C

L/2L/2C D

A

P

A B C

Page 23: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

Reaksi Momen Pada Batang Redundant 1

Reaksi Momen Pada Batang Redundant 2

Persamaan Kompatibilitas

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

23

A B C

1 Satuan

1 Satuan

Page 24: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

24

Page 25: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

25

Page 26: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

Persamaan Kesetimbangan

Mencari Lendutan Di B

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

26

1 Satuan

5 N 5 N

1125 NmmA B C

10 N 1125 Nmm

Page 27: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

27

A B C

A B C

1 Satuan

A B C

1 Satuan

Page 28: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

28

Page 29: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

29

Page 30: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

30

0.5 0.5

112.5 NmmA B C

1 N 112.5 Nmm

Page 31: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

IX. Analisa Praktikum

A. Analisa Percobaan

Percobaan mengenai teori lentutan pada balok statis tak tentu ini bertujuan

untuk menentukan keakuratan teori lendutan dengan mencari nilai modulus

elastisitas (E). nilai E yang dihitung dari hasil praktikum kemudian akan

dibandingkan dengan nilai E standar yaitu 200.000 Mpa. Selain itu praktikum

ini juga dilakukan untuk mengetahui konstanta putaran sudut dari putaran sudut

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

31

Page 32: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

yang terjadi di perletakan sendi dan di tengah bentang batang akibat momen

kopel yang bekerja.

Pada percobaan pertama, beban luar yang bekerja adalah beban terpusat

yang berada di tengah bentang pada batang pada struktur statis tak tentu jepit-

jepit dan jepit-sendi. Perbedaan kondisi perletakan pada kondisi jepit dan sendi

adalah pada kondisi jepit lengan pengunci tetep terpasang pada perletakan

sehingga perletakan tersebut mampu menahan gaya vertikal, gaya horizontal

dan momen yang bekerja. Sedangkan pada perletakan sendi, lengan pengunci

nya dibuka.

Pada kondisi perletakan jepit-jepit, sebelum percobaan dimulai, dial pada

tengah batang dimana beban luar akan diberikan diset ke angka nol lalu

diberikan beban sebesar 5 N. kemudian dilakukan pembacaan dial. Percobaan

ini diulangi untuk beban sebesar 10, 15, 20 dan 25 N. pada kondisi ini,

pembacaan dial dilakukan hanya pada tengah bentang akibat lendutan yang

terjadi, sedangkan tidak ada putaran sudut karena perletakan jepit tidak

memiliki putaran sudut. Lalu percobaan kembali diulang untuk stuktur batang

dengan perletakan jepit-sendi. Namun pembacaan dial yang dilakukan bukan

hanya ditengah bentang akibat adanya lendutan namun juga dial pada

perletakan sendi akibat putaran sudut yang terjadi. Kemudian mengukur

panjang dan dimensi pelat untuk mendapatkan nilai momen inersia batang.

Pada percobaan kedua tidak jauh berbeda dengan percobaan pertama,

perletakan yang digunakan adalah jepi-jepit dan sendi-jepit. Namun karena

ingin menghasilkan momen kopel yang bekerja pada batang maka diletakkan

dua buah penggantung beban pada batang yang berjarak 80 mm antar kedua

penggantungnya yang diletakkan pada bentang tengah batang. Sebelum

percobaan dilakukan semua dial harus di set ke angka nol.

Pada perletakkan jepi-jepit, beban diletakkan masing-masing 5 N ke kedua

penggantung beban lalu dilakukan pembacaan dial pada tengah bentang.

Pembacaan dial pada perletakan ini tidak dilakukan pada kedua ujung

perletakan karena pada perletakan jepit tidak terdapat putaran sudut yang

terjadi akibat momen kopel yang bekerja. Percobaan kembali dilakukan untuk

beban sebasar 10, 15, 20, dan 25 N.

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

32

Page 33: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

Pada perletakan sendi-jepit, sama seperti pada perletakan jepit-jepit diatas

beban yang digunakan dalam percobaan adalah sebesar 5, 10, 15, 20, dan 25 N.

Perbedaannya adalah pada pengkondisian perletakan sebelah kiri menjadi sendi

yaitu dengan menarik lengan pengunci nya, lalu dikarenakan pada perletakan

sendi memiliki putara sudut maka ada dua dial yang dibaca pada percobaan ini

yaitu pada tengah bentang batang dimana momen kopel bekerja dan di

perletakan sendi pada batang.

Pada percobaan pertama akan dibandingkan hasil modulus elastisitas (E)

hasil praktikum dan teori sedangkan pada percobaan kedua akan didapatkan

nilai konstanta (k) akibat putaran sudut yang dihasilkan oleh momen kopel

yang bekerja.

B. ANALISA PERHITUNGAN

Pada percobaan pertama dengan kondisi jepit-sendi, perbandingan nilai E

dari hasil praktikum dan nilai standarnya dapat dilihat dari rumus lendutan di

tengah bentang batang dan putaran sudut yang dihasilkan pada perletakan

sendi.

Nilai E dari rumus lendutan, E =

Nilai E dari rumus putaran sudut, E =

Nilai E dari rumus lendutan sesuai dengan data praktikum yang didapat

adalah 169766,061 Mpa dan nilai E dari rumus putaran sudut yang dihasilkan

pada perletakan sendi adalah 166970,4545 Mpa. Sedangkan nilai standar dari

modulus elastisitas (E) adalah 200.000 Mpa. Sehingga kesalahan relatif yang

didapat apabila dibandingkan dengan nilai E standar untuk lendutan ditengah

bentang dan putaran sudut di perletakan sendi adalah berturut-turut 18,048 %

dan 20,30 %.

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

33

Page 34: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

Pada percobaan kedua dengan kondisi perletakan jepit-jepit, nilai E yang

didapat dari rumus lendutan pada tengah bentang batang dengan menggunakan

data-data hasil praktikum adalah sebesar 155385,103 Mpa. Sehingga kesalahan

relatif yang didapat apabila dibandingkan dengan nilai E standar untuk

lendutan ditengah bentang adalah 22,31%.

Pada percobaan ketiga dengan kondisi perletakan sendi-jepit, akan didapat

dua nilai konstanta (K) yaitu ktengah pada tengah bentang batang dan kkiri pada

perletakan sendi. Ktengah akibat putaran sudut di tengah batang didapat sebesar

8,832. Kesalahan relatif yang didapat apabila dilihat dari tingkat presisi antar

data yang di dapat adalah sebesar 26,09%. Sedangkan nilai Kkiri yang didapat

akibat putaran sudut pada perletakan sendi adalah sebesar 12,326. Kesalahan

relatif yang didapat apabila dilihat dari tingkat presisi antar data yang di dapat

adalah sebesar 36,45 %.

Pada percobaan keempat dengan kondisi perletakan jepit-jepit, didapat nilai

konstanta (K) pada tengah bentang akibat putaran sudut di tengah batang

sebesar 10,890. Pada kondisi ini tidak ada putaran sudut di perletakan karena

peletakan jepit tidak menimbulkan putaran sudut. Kesalahan relatif yang

didapat apabila dilihat dari tingkat presisi antar data yang di dapat adalah

sebesar 34,27 %.

C. Analisa Kesalahan

Setelah dilakukan pengolahan data, pada percobaan pertama yaitu

membandingkan nilai modulus elastisitas (E) standar dan dari hasil praktikum,

pada perletakan jepit-sendi diperoleh kesalahan relatif sebesar 18,048% untuk

rumus lendutan ditengah batang dan 20,30% untuk rumus putaran sudut di

perletakan sendi, dan pada perletakan jepit-jepit diperoleh kesalahan relatif

sebesar 22,31% untuk lendutan di tengah bentang batang. Sedangkan pada

percobaan ketiga, kesalahan relatif dari nilai k dilihat dari tingkat presisi antar

data yang didapat adalah berturut-turut 26,09% dan 36,45% untuk ktengah dan kkiri

pada perletakan jepit-jepit dan 34,27% untuk ktengah pada perletakan jepit-jepit.

Kesalahan relatif yang didapat terjadi dikarenakan terdapat beberapa

kesalahan dan ketidaktelitian dalam proses percobaan, yaitu :

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

34

Page 35: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

1) Ketidakakuratan pada saat mengukur dimensi pada struktur seperti lengan

momen, serta tebal dan tinggi pelat batang untuk menghitung momen inersia

batang.

2) Dial yang tidak di set tepat di angka nol sehingga mengurangi ketepatan

pembacaan angka yang didapat.

3) Kesalahan paralaks, yaitu pembacaan dial yang kurang teliti oleh praktikan

sehingga mempengaruhi hasil akhir yang didapat.

4) Kesalahan praktikan yang tidak sengaja menyentuh struktur batang

percobaan sehingga mengakibatkan kesalahan pembacaan dial.

X. KESIMPULAN

1. Pada percobaan ini dapat diketahui bahwa beban yang terjadi pada balok

dapat mengakibatkan lendutan.

2. Pada percobaan ini dapat diketahui bahwa beban yang terjadi pada balok

dapat mengakibatkan putaran sudut pada perletakkan sendi/rol.

3. Nilai lendutan yang terjadi pada perletakkan jepit-jepit lebih kecil

dibandingkan nilai lendutan pada perletakkan jepit-sendi.

4. Pada percobaan satu, kesalahan relative yang terjadi sebesar 18,048% untuk

lendutan dan 20,30% untuk putaran sudut.

5. Pada percobaan dua, kesalahan relative yang terjadi sebesar 18,61% untuk

lendutan.

6. Pada percobaan tiga, kesalahan relative yang terjadi sebesar 26,09% untuk θ

tengah dan 36,45% untuk θ kanan.

7. Pada percobaan empat, kesalahan relative yang terjadi sebesar 34,27%

untuk θ tengah.

8. Kesalahan relative yang terjadi diakibatkan oleh kesalahan paralaks dan

kesalahan akibat pembacaan dial.

XI. Referensi

1. Tim Penyusun Pedoman Praktikum Analisa Struktur, Pedoman praktikum

Analisa Struktur, Jurusan Sipil FT UI Depok.

2. Hibbeler, R.C. Mechanics Of Materials, Prentice-Hall, Inc. 2003

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

35

Page 36: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

3. Hibbeler, R.C. Structural Analysis, 6th Edition, Prentice-Hall, Inc. 2006

XII.Lampiran Foto Praktikum

Alat percobaan lenturan balok statis tak tentu

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

36

Page 37: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

Beban untuk praktikum

Dial pembacaan pada tengah bentang

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

37

Page 38: Modul B (Yudhistira Achmad 110 613 9922)

TEORI LENTURAN BALOK STATIS TAK TENTUMODUL B

Dial pembacaan pada ujung bentang

Pembebanan momen

LABORATORIUM STRUKTURAL DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FTUI

38