Informasi Dokumen
- Sekolah: Universitas Brawijaya
- Mata Pelajaran: Teknik Sipil
- Topik: Dinamika Struktur
- Tipe: buku ajar
- Kota: Malang
Ringkasan Dokumen
I. PENDAHULUAN
Bab ini memberikan pengantar mengenai konsep dasar dinamika struktur, termasuk pengertian beban dinamis dan respons struktur terhadap beban tersebut. Dinamika struktur mengacu pada variasi waktu dalam gaya yang bekerja pada struktur, yang dapat mempengaruhi lendutan dan tegangan yang dihasilkan. Pemahaman ini penting bagi mahasiswa Teknik Sipil untuk menganalisis bagaimana struktur berperilaku di bawah kondisi dinamis, seperti gempa bumi atau beban angin.
1.1 Pendahuluan mengenai Dinamika Struktur
Dinamika struktur adalah studi tentang bagaimana struktur merespons terhadap beban dinamis yang bervariasi. Dalam konteks ini, beban dinamis dapat berupa perubahan besar, arah, dan lokasi aplikasi beban seiring waktu. Gambar yang menyertai penjelasan ini menunjukkan perbedaan antara beban statis dan dinamis pada balok kantilever, yang membantu mahasiswa memahami konsep dasar ini.
1.2 Analisa Dinamis pada Struktur
Analisis dinamis merupakan langkah penting dalam memahami perilaku struktur di bawah beban dinamis. Pemodelan matematis menjadi kunci dalam analisis ini, di mana model analitis dibagi menjadi model berkesinambungan dan diskrit. Penjelasan ini menunjukkan pentingnya asumsi sederhana dalam menyederhanakan analisis struktur.
1.3 Derajat Kebebasan (Degrees of Freedom)
Derajat kebebasan mengacu pada jumlah koordinat yang diperlukan untuk mendefinisikan posisi sistem. Dalam konteks ini, model SDOF dan MDOF dijelaskan dengan gambar yang menunjukkan perbedaan antara kedua model tersebut, memberikan pemahaman yang lebih mendalam tentang bagaimana struktur dapat dianalisis.
II. SISTEM BERDERAJAT KEBEBASAN TUNGGAL (SDOF)
Bab ini membahas berbagai aspek dari sistem berderajat kebebasan tunggal (SDOF), termasuk pemodelan parameter dan matematis, serta diagram free body. Pemahaman tentang SDOF sangat penting bagi mahasiswa untuk dapat menganalisis sistem yang lebih kompleks di kemudian hari.
2.1 Pemodelan Parameter
Pemodelan parameter dalam sistem SDOF menghubungkan gaya dengan perpindahan, kecepatan, dan percepatan. Penjelasan tentang gaya pegas dan energi tegangan memberikan dasar yang kuat bagi mahasiswa dalam memahami interaksi antara gaya dan deformasi pada struktur.
2.2 Pemodelan Matematis
Model matematis untuk analisa dinamika struktur mencakup elemen-elemen seperti massa, pegas, dan redaman. Penjelasan mengenai pengabaian redaman dalam analisa sederhana pada SDOF memberikan wawasan tentang bagaimana kompleksitas dapat dikurangi dalam analisis awal.
2.3 Free Body Diagram
Free Body Diagram (FBD) adalah alat penting dalam analisis dinamis. Diagram ini membantu mahasiswa memahami gaya-gaya yang bekerja pada sistem dan menulis persamaan matematik yang diperlukan untuk analisis lebih lanjut.
2.4 Persamaan Gerak (Equation of Motion)
Persamaan gerak untuk SDOF diturunkan menggunakan hukum Newton dan prinsip D'Alembert. Penjelasan tentang aplikasi hukum Newton dan solusi persamaan gerak memberikan mahasiswa pemahaman yang kuat tentang dinamika sistem.
III. GETARAN BEBAS SISTEM SDOF
Bab ini membahas getaran bebas pada sistem SDOF, baik yang teredam maupun tidak teredam. Pemahaman tentang getaran bebas sangat penting untuk menganalisis respons struktur terhadap beban dinamis.
3.1 Pendahuluan
Pendahuluan ini menjelaskan bentuk umum dari persamaan gerak untuk sistem SDOF dan pentingnya memahami kondisi awal dalam analisis getaran bebas.
3.2 Getaran Bebas Pada Sistem SDOF Tak Teredam (Undamped)
Analisis getaran bebas pada sistem SDOF tak teredam menunjukkan bagaimana sistem berperilaku tanpa adanya redaman. Penjelasan mengenai frekuensi alami dan periode getar membantu mahasiswa memahami karakteristik dinamis sistem.
3.3 Getaran Bebas Pada Sistem SDOF Teredam (Damped)
Bab ini membahas respons sistem SDOF teredam, termasuk pengaruh redaman pada getaran. Penjelasan tentang variasi redaman membantu mahasiswa memahami bagaimana redaman mempengaruhi perilaku struktural.
3.4 Eksperimen Penentuan dari Frekuensi Alami Dasar dan Faktor Damping
Metode eksperimen untuk menentukan frekuensi alami dan faktor redaman diperkenalkan. Penjelasan ini memberikan mahasiswa wawasan praktis tentang bagaimana melakukan pengukuran dalam konteks analisis dinamis.
IV. RESPON SISTEM SDOF TERHADAP GERAK HARMONIS
Bab ini membahas bagaimana sistem SDOF merespons terhadap gaya luar dalam bentuk gerakan harmonis. Pemahaman ini sangat penting untuk menganalisis dampak beban dinamis pada struktur.
4.1 Respon Sistem SDOF Tak Teredam Terhadap Gerakan Harmonis
Analisis ini menunjukkan bagaimana sistem SDOF tak teredam merespons gerakan harmonis, termasuk penentuan amplitudo dan fase respons.
4.2 Respon Sistem SDOF Redaman Viskous Terhadap Gerakan Harmonis
Bab ini membahas bagaimana redaman viskous mempengaruhi respons sistem SDOF terhadap gaya luar. Penjelasan ini membantu mahasiswa memahami interaksi antara redaman dan respons dinamis.
V. RESPON SISTEM SDOF TERHADAP BENTUK SPESIAL DARI EKSITASI
Bab ini mengeksplorasi respons sistem SDOF terhadap eksitasi dinamik yang tidak harmonik. Pemahaman ini penting untuk aplikasi praktis dalam rekayasa struktur.
5.1 Respon Dari Sebuah Viscous-Damped System SDOF Untuk Sebuah Step Input yang Ideal
Analisis ini membahas respons sistem SDOF terhadap step input ideal, termasuk faktor beban dinamik yang menggambarkan respons sistem.
5.2 Persamaan Respon dari sebuah Sistem Undamped SDOF pada Rectangular Pulse dan Pembebanan Ram
Bab ini membahas efek dari rectangular pulse pada sistem SDOF, termasuk analisis respons maksimum dan pengaruh durasi pembebanan.
5.3 Respon Dari Sistem SDOF Tak Teredam untuk Impuls dengan Durasi Pendek, Unit Respon Impuls
Analisis impuls dengan durasi pendek memberikan wawasan tentang respons sistem SDOF terhadap gaya yang bekerja dalam waktu singkat.
VI. RESPON SYSTEM SDOF pada EKSITASI DINAMIS
Bab ini memperkenalkan metode integral Duhamel untuk menentukan respons sistem SDOF terhadap eksitasi dinamis. Metode ini sangat berguna dalam analisis struktural.
6.1 Metode Integral Duhamel
Metode ini memungkinkan mahasiswa untuk menghitung respons dinamis sistem SDOF terhadap berbagai jenis eksitasi, memberikan pemahaman yang lebih dalam tentang perilaku struktural.
