I-1
1.PRAKTIKUM DEFLEKSI
I. Teori Dasar
Suatu batang kontinu yang ditumpu pada bagian pangkalnya akan melendut jika diberi suatu pembebanan. Secara umum persamaan defleksi suatu batang dapat dilihat pada kurva defleksi batang tersebut. Defleksi secara umum adalah besarnya perpindahan yang terjadi akibat adanya berat batang maupun beban yang diberikan dari luar. Pada gambar 1.1 diperlihatkan peristiwa defleksi pada suatu batang kantilever. Dari gambar 1 tersebut dapat dilihat bahwa defleksi pada ujung bebas berharga sebesar V.
v x
dx
α
Gambar 1.1 Defleksi batang kantilever
Defleksi pada suatu batang berhubungan langsung dengan regangan yang terjadi pada batang tersebut (L/L). Jika regangan yang terjadi pada struktur semakin besar, maka tegangan struktur pun akan bertambah besar. Defleksi sangat penting untuk diketahui karena berhubungan dengan desain sturktur dan membantu dalam analisis struktur.
Jenis – jenis defleksi berdasarkan pembebanan yang terjadi pada batang 1. Defleksi Aksial
Merupakan defleksi yang terjadi jika pembebanan tegak lurus terhadap penampang seperti diperlihatkan pada gambar 1.2.
Gambar 1.2 Defleksi Aksial
Defleksi dari batang aksial,
seperti diperlihatkan pada gambar 1.2 dapat dinyatakan dengan persamaan (I-1)PL
AE
(1-1)Dimana P menyatakan beban aksial, A adalah luas penampang, E merupakan modulus elastisitas batang dan L adalah panjang batang.
2. Defleksi lateral (lendutan)
Merupakan defleksi yang terjadi jika pembebanan lateral yang sejajar dengan penampang atau tegak lurus terhadap sumbu batang. Defleksi batang sederhana yang dibebani lateral diperlihatkan pada gambar 1.3. Beban P ditempatkan sejarak a dari tumpuan sebelah kiri. Defleksi untuk dari batang akan berbentuk kurva, dimana persamaan defleksi tersebut dapat dinyatakan dengan persamaan (1.2)
I-3 Gambar 1.3 Defleksi lateral sebuah balok elastis
3 2 2
( ) P b [ (L b ) ]
x 6EI x x
(1.2)Persamaan (2) berlaku untuk x<a. Untuk bentuk posisi pembebanan dan jenis tumpuan lainnya silahkan diturunkan sendiri.
II. Tugas Sebelum Praktikum
(1) Terangkan metode-metode yang dapat digunakan untuk menghitung defleksi
(2) Jelaskan mengapa defleksi pada struktur perlu dihitung dalam perancangan sebuah struktur
III. Tujuan Praktikum
(1) Mengetahui fenomena defleksi (lendutan) pada batang prismatik.
(2) Menganalisis pengaruh berbagai parameter fisik dari sebuah batang elastik serta bentuk tumpuan terhadap defleksi sekaligus memverifikasi persamaan defleksi yang diperoleh secara teoritik dengan hasil percobaan.
IV. Peralatan Praktikum
Peralatan praktikum defleksi diperlihatkan pada gambar 4 yang terdiri dari struktur pendukung, batang uji dan sensor. Batang uji berupa balok yang terbuat dari baja yang nantinya akan ditempatkan pada tumpuan yang dapat divariasikan jenisnya mulai dari jenis engsel dan jepit. Sensor defleksi yang digunakan adalah dial indikator. Beban yang diberikan pada batang uji berupa massa yang digantung pada balok uji. Posisi pembebanan ini dapat divariasikan disepanjang batang uji. Bantang uji mempunyai harga parameter sbb:
EI = 62500000 Nmm2 Panjang batang ( l ) = 800 mm.
Gambar 1.4 Skema Percobaan
V. Prosedur Pengujian
(1) Susun batang seperti pada gambar 1.4. Jenis tumpuan dan posisi pembebanan disesuaikan dengan kasus seperti diberikan pada Tabel 1 yang terdiri dari empat jenis struktur dan pembebanan.
(2) Ukur referensi dari defleksi untuk masing-masing struktur sebelum dibebani dengan mengukur posisi masing-masing titik pada batang uji dengan menggunakandial gauge.
(3) Pasang beban padahanger yang mana posisi beban disesuikan dengan data yang diberikan pada Tabel 1.1. Catat lendutan yang terjadi dengan menggunakan dial gauge.
(4) Lakukan pengukuran defleksi untuk berbagai posisi dial gauge di sepanjang batang uji, kemudian isikan hasil yang diperoleh pada Tabel 1.1.
(5) Lakukan percobaan untuk semua kasus pembebanan seperti diberikan pada Tabel 1 (A, B, C, dan D) dan hasil yang diperoleh diisikan ke Tabel 1.1.
Tumpuan
Dial indikator
Batang perismatik
Beban
I-5 Tabel 1.1 Tabel hasil Pengujian dan pengolahan data
No Pengujian Posisi dial (mm)
δ Percobaan (mm)
δ Teori (mm)
1 A. 100
2 200
3 300
4 400
5 P = 9,81 N 500
6 600
7 700
1 B. 100
2 200
3 300
4 400
5 P = 9,81 N 500
6 a = 200 mm 600
7 b = 600 mm 700
1 C. 100
2 200
3 300
4 400
5 P = 9,81 N 500
6 600
7 700
1 D. 100
2 200
3 300
4 400
5 P = 9,81 N 500
6 a = 200 mm 600
7 b = 600 mm 700
Prosedur Perhitungan Defleksi
Gunakan persamaan defleksi yang sesuai untuk masing-masing jenis stuktur dan bentuk pembebanan untuk kasus A,B, C dam D. Kemudian hasil yang diperoleh dimasukkan kedalam Tabel 1.1. Gunakan metode superposisi untuk kasus balik dengan konfigurasi statis tak tentu. Dalam hal ini untuk kasus C dan D pada Tabel I.
P
/ 2 / 2
a b
P
P
/ 2 / 2
P
a b
VI. Tugas Setelah Praktikum
(1) Buatkan grafik defleksi berdasarkan data yang diperoleh secara ekperimen (2) Dimana terjadinya defleksi maksimum untuk kempat jenis struktur pada
hasil percobaan. Banding hasil yang diperoleh secara eksperimen dan teoritis., jelaskan analisisnya.
I-7 Hasil dan Diskusi
Hasil dan Diskusi
I-9 Hasil dan Diskusi
Hasil dan Diskusi
