Apa itu Fenomena Lendutan? Ini Pengertian dan Penyebabnya – Dalam dunia teknik sipil, bangunan mengalami berbagai gaya. Gaya tersebut menyebabkan perubahan bentuk. Perubahan bentuk ini bernama lendutan. Lendutan menjadi perhatian utama. Perhatian utama ini disebabkan oleh potensi risiko.
Risiko tersebut adalah kegagalan struktur. Struktur bangunan penting untuk keselamatan. Keselamatan pengguna bangunan adalah prioritas.
Source: cheggcdn.com
Apa Itu Fenomena Lendutan?: Apa Itu Fenomena Lendutan? Ini Pengertian Dan Penyebabnya
Lendutan adalah perubahan bentuk suatu elemen struktur. Perubahan bentuk ini terjadi akibat beban yang bekerja padanya. Beban tersebut bisa berupa berat sendiri material. Bisa juga berupa beban eksternal. Contoh beban eksternal adalah berat manusia, perabot, atau bahkan angin dan gempa.
Secara sederhana, lendutan adalah seberapa banyak suatu balok atau pelat “melengkung” ke bawah ketika diberi beban.
Secara teknis, lendutan diukur sebagai perpindahan vertikal. Perpindahan vertikal ini dari posisi awal elemen struktur. Satuan yang digunakan biasanya milimeter (mm) atau inci (in). Besarnya lendutan sangat penting. Sangat penting karena mempengaruhi estetika bangunan.
Juga mempengaruhi fungsi struktur. Lendutan yang berlebihan dapat menyebabkan masalah.
- Masalah Estetika: Lendutan yang terlihat jelas dapat membuat bangunan tampak tidak kokoh.
- Masalah Fungsional: Lendutan yang berlebihan dapat menyebabkan pintu atau jendela sulit dibuka atau ditutup. Bahkan dapat merusak finishing lantai atau dinding.
- Masalah Struktural: Dalam kasus ekstrem, lendutan yang sangat besar dapat mengindikasikan adanya masalah serius pada struktur. Masalah serius ini berpotensi menyebabkan keruntuhan.
Penyebab Lendutan
Lendutan tidak terjadi begitu saja. Ada beberapa faktor yang mempengaruhinya. Faktor-faktor ini bekerja secara bersamaan. Sehingga menghasilkan lendutan dengan besaran tertentu.
1. Besarnya Beban
Ini adalah faktor paling intuitif. Semakin besar beban yang bekerja pada suatu elemen struktur, semakin besar pula lendutannya. Hubungan antara beban dan lendutan biasanya linear. Linear dalam batas tertentu. Melebihi batas tersebut, hubungan bisa menjadi non-linear.
Non-linear ini berarti lendutan meningkat lebih cepat daripada beban.
2. Panjang Bentang
Panjang bentang adalah jarak antara dua tumpuan elemen struktur. Misalnya, panjang balok antara dua kolom. Semakin panjang bentang, semakin besar lendutannya. Ini karena momen lentur yang terjadi juga semakin besar. Momen lentur ini adalah gaya yang menyebabkan elemen struktur melengkung.
Source: cheggcdn.com
3. Material Struktur, Apa itu Fenomena Lendutan? Ini Pengertian dan Penyebabnya
Jenis material yang digunakan sangat mempengaruhi lendutan. Setiap material memiliki modulus elastisitas (E) yang berbeda. Modulus elastisitas adalah ukuran kekakuan material. Semakin tinggi modulus elastisitas, semakin kaku material tersebut. Semakin kaku material, semakin kecil lendutannya.
Contohnya, baja memiliki modulus elastisitas yang jauh lebih tinggi daripada kayu. Oleh karena itu, balok baja akan mengalami lendutan yang lebih kecil daripada balok kayu dengan ukuran dan beban yang sama.
4. Geometri Penampang
Bentuk dan ukuran penampang elemen struktur juga berpengaruh. Momen inersia (I) adalah ukuran kemampuan penampang untuk menahan lentur. Semakin besar momen inersia, semakin kecil lendutannya. Momen inersia tergantung pada bentuk dan ukuran penampang. Misalnya, balok dengan penampang persegi panjang yang tinggi akan memiliki momen inersia yang lebih besar daripada balok dengan penampang persegi panjang yang lebar.
Oleh karena itu, balok yang tinggi akan mengalami lendutan yang lebih kecil.
5. Jenis Tumpuan
Jenis tumpuan juga mempengaruhi lendutan. Tumpuan dapat berupa tumpuan sederhana, tumpuan jepit, atau tumpuan rol. Setiap jenis tumpuan memberikan batasan yang berbeda pada pergerakan elemen struktur. Tumpuan jepit, misalnya, memberikan batasan yang lebih besar daripada tumpuan sederhana. Oleh karena itu, elemen struktur dengan tumpuan jepit akan mengalami lendutan yang lebih kecil.
6. Waktu (Creep)
Pada material seperti beton, lendutan dapat bertambah seiring waktu. Fenomena ini disebut creep. Creep terjadi karena material terus mengalami deformasi meskipun beban yang bekerja tetap. Besarnya creep tergantung pada jenis beton, umur beton, dan besarnya beban yang bekerja.
Rumus Perhitungan Lendutan
Perhitungan lendutan dapat dilakukan dengan menggunakan rumus-rumus mekanika teknik. Rumus yang digunakan tergantung pada jenis beban, jenis tumpuan, dan geometri penampang. Berikut adalah contoh rumus perhitungan lendutan untuk balok sederhana dengan beban terpusat di tengah bentang:
δ = (P
– L^3) / (48
– E
– I)
Di mana:
- δ = Lendutan (mm atau in)
- P = Beban terpusat (N atau lb)
- L = Panjang bentang (mm atau in)
- E = Modulus elastisitas material (Pa atau psi)
- I = Momen inersia penampang (mm^4 atau in^4)
Rumus ini hanya berlaku untuk kasus sederhana. Untuk kasus yang lebih kompleks, perhitungan lendutan dapat dilakukan dengan menggunakan metode numerik. Contohnya adalah metode elemen hingga (finite element method).
Tabel Contoh Lendutan Maksimum yang Diizinkan
| Jenis Elemen Struktur | Beban | Lendutan Maksimum yang Diizinkan |
|---|---|---|
| Balok Lantai | Beban Hidup | L/360 |
| Balok Atap | Beban Hidup | L/240 |
| Balok Penumpu Dinding | Beban Mati + Beban Hidup | L/480 |
Catatan: L adalah panjang bentang.
Cara Mengurangi Lendutan
Ada beberapa cara untuk mengurangi lendutan pada struktur:
- Memperbesar ukuran penampang: Dengan memperbesar ukuran penampang, momen inersia akan meningkat. Sehingga lendutan akan berkurang.
- Menggunakan material dengan modulus elastisitas yang lebih tinggi: Dengan menggunakan material yang lebih kaku, lendutan akan berkurang.
- Memperpendek bentang: Dengan memperpendek bentang, momen lentur akan berkurang. Sehingga lendutan akan berkurang.
- Menambahkan tumpuan: Dengan menambahkan tumpuan, panjang bentang efektif akan berkurang. Sehingga lendutan akan berkurang.
- Memberikan prategang: Prategang adalah teknik memberikan tegangan awal pada elemen struktur. Tegangan awal ini berlawanan dengan tegangan akibat beban. Sehingga lendutan akan berkurang.
Memahami fenomena lendutan sangat penting. Penting bagi insinyur sipil. Juga penting bagi arsitek. Dengan pemahaman yang baik, desain struktur dapat dilakukan dengan aman dan efisien. Efisien dalam penggunaan material.
Aman bagi pengguna bangunan.
Lendutan memang momok bagi struktur. Tapi dengan pemahaman yang baik, kita bisa menjinakkannya. Semoga artikel ini bermanfaat dan menambah wawasan Anda tentang dunia teknik sipil. Terima kasih sudah membaca! Jangan lupa mampir lagi ya, siapa tahu ada topik menarik lainnya yang bisa kita diskusikan.
Source: cheggcdn.com