Struktur Statis Tak Tentu Beserta Contohnya

Struktur statis tak tentu adalah struktur yang memiliki lebih dari tiga reaksi tumpuan yang tidak dapat ditemukan hanya dengan tiga persamaan keseimbangan saja. Oleh karena itu, struktur ini memerlukan persamaan tambahan seperti persamaan penurunan atau sudut penurunan untuk dapat dianalisa dengan lengkap.

Struktur dapat dibagi menjadi tiga golongan, yaitu balok, kerangka kaku, dan rangka batang. Balok adalah struktur yang hanya menerima beban tegak, dan dapat dianalisis menggunakan diagram gaya geser dan momen. Kerangka kaku adalah struktur yang disusun dari batang yang dihubungkan dengan sambungan kaku, dan dapat dianalisis menggunakan variasi gaya geser, gaya aksial, dan momen. Rangka batang adalah struktur dimana batangnya dianggap terhubung dengan sendi, sehingga gaya geser dan momen pada batang dapat dihilangkan dan dapat dianalisis menggunakan gaya aksial.

Sifat struktur terdiri dari struktur statis tertentu dan struktur statis tak tentu. Struktur statis tertentu adalah struktur yang memiliki reaksi tumpuan yang dapat ditemukan dengan tiga persamaan keseimbangan. Beberapa contoh struktur statis tertentu adalah balok, kerangka kaku, dan rangka batang.

Struktur statis tak tentu tidak dapat dianalisis hanya dengan menggunakan persamaan statistika, dan memerlukan bantuan persamaan lain seperti sudut penurunan dan persamaan penurunan (deflection). 

Ada beberapa contoh dari struktur yang termasuk ke dalam Struktur statis tak tentu, yaitu :

Struktur Balok Tumpu Dua

Struktur Balok Tumpu Dua adalah salah satu jenis struktur balok yang paling umum digunakan. Seperti namanya, struktur ini memiliki dua tumpuan yang menopang beban pada ujung-ujungnya. Beban yang diterima oleh balok tumpu dua akan diubah menjadi reaksi tumpuan pada masing-masing tumpuan.

Tumpuan pada struktur balok tumpu dua dapat berupa tumpuan pendukung (support) atau tumpuan engsel (hinge). Tumpuan pendukung memungkinkan gerakan vertikal pada tumpuan, sementara tumpuan engsel memungkinkan gerakan rotasi pada tumpuan.

Struktur balok tumpu dua sering digunakan dalam konstruksi bangunan dan jembatan karena sederhana dalam desainnya dan mudah diimplementasikan. Namun, dalam kasus beban yang lebih kompleks atau struktur yang lebih besar, diperlukan perhitungan yang cermat untuk menentukan ukuran balok yang tepat agar dapat menahan beban dengan aman.

Perhitungan pada struktur balok tumpu dua dapat dilakukan dengan menggunakan persamaan statis. Dalam persamaan statis, tiga kondisi keseimbangan harus dipenuhi, yaitu ∑F = 0, ∑M = 0, dan ∑V = 0. Dengan menggunakan persamaan ini, reaksi tumpuan pada masing-masing ujung balok dapat dihitung.

Dalam perhitungan struktur balok tumpu dua, perlu diperhatikan juga faktor-faktor seperti bahan balok, beban yang diterima, dan gaya-gaya yang bekerja pada balok. Balok yang terlalu kecil atau terbuat dari bahan yang tidak tahan lama dapat menyebabkan kegagalan struktur dan bahaya bagi keselamatan. Oleh karena itu, perhitungan harus dilakukan dengan hati-hati dan menggunakan faktor keamanan yang cukup.

Struktur Kerangka Tak Beraturan

Struktur kerangka tak beraturan adalah jenis struktur kerangka yang memiliki susunan batang-batang yang tidak beraturan atau tidak simetris. Hal ini membuat analisis struktur menjadi lebih sulit dibandingkan dengan struktur kerangka beraturan.

Kerangka tak beraturan dapat ditemukan pada bangunan yang memiliki bentuk atau desain yang kompleks, seperti gedung bertingkat dengan bentuk yang unik atau jembatan yang memiliki lengkungan yang rumit.

Dalam analisis struktur kerangka tak beraturan, diperlukan pemodelan yang akurat dan kompleks dengan mempertimbangkan banyak faktor seperti beban, geometri, dan material yang digunakan. Selain itu, penggunaan teknologi seperti komputer dan perangkat lunak bantu sangat diperlukan untuk mempermudah analisis struktur.

Untuk memastikan keamanan dan keandalan struktur kerangka tak beraturan, diperlukan perencanaan dan desain yang cermat serta penggunaan bahan yang berkualitas tinggi. Selain itu, perawatan dan inspeksi berkala juga sangat penting untuk memastikan bahwa struktur tetap dalam kondisi yang baik dan aman untuk digunakan.

Struktur Rangka Batang Tak Beraturan

Struktur rangka batang tak beraturan adalah struktur rangka batang yang memiliki beberapa cabang yang tidak teratur dan jumlah batang yang berbeda-beda pada setiap cabangnya. Struktur ini memiliki bentuk yang lebih kompleks dibandingkan dengan struktur rangka batang reguler.

Dalam menganalisis struktur rangka batang tak beraturan, langkah pertama yang harus dilakukan adalah memperhatikan tumpuan-tumpuan pada struktur tersebut. Kemudian, identifikasi batang-batang yang membentuk rangka batang dan hubungannya dengan tumpuan-tumpuan tersebut.

Setelah itu, lakukan pembebanan pada struktur rangka batang tak beraturan sesuai dengan kasus yang ingin dihitung. Kemudian, analisis tegangan-tegangan yang terjadi pada setiap batang dan reaksi tumpuan pada struktur.

Untuk menganalisis struktur rangka batang tak beraturan, dapat digunakan metode-metode seperti metode titik potong (joint method), metode cross (penyeberangan), dan metode slope-deflection (kemiringan-penurunan). Metode-metode tersebut membutuhkan penggunaan persamaan matematis yang lebih kompleks dibandingkan dengan struktur rangka batang reguler.

Dalam prakteknya, desain struktur rangka batang tak beraturan dilakukan dengan menggunakan program komputer yang dapat melakukan analisis struktur secara efisien dan akurat. Namun, pemahaman tentang konsep dasar struktur rangka batang reguler dan metode analisis yang ada tetap penting untuk dimiliki guna memahami dan mengevaluasi hasil yang diberikan oleh program tersebut.

Demikianlah penjelasan tentang struktur statis tertentu dan struktur statis tak tentu beserta contoh-contohnya. Setiap struktur memiliki sifat yang berbeda-beda, sehingga diperlukan analisa yang berbeda pula untuk dapat menghitung reaksi tumpuan yang diperlukan.