Cara Menghitung SFD dan BMD

Admin TeknoBgt 18 November 2023MENGHITUNG110 Views

Halo Sobat TeknoBgt! Apakah kamu tahu apa itu SFD dan BMD? SFD atau Shear Force Diagram dan BMD atau Bending Moment Diagram merupakan dua konsep yang penting dalam ilmu teknik sipil terutama dalam menggunakan beban pada material seperti beton, kayu atau baja. Dalam artikel ini, kita akan membahas cara menghitung SFD dan BMD secara detail. Yuk, langsung saja kita mulai!

Daftar Isi tampilkan

Pengertian SFD dan BMD

SFD adalah diagram yang menunjukkan nilai gaya geser pada suatu balok, sedangkan BMD menunjukkan momen pada balok. Tanpa menghitung SFD dan BMD, maka kita tidak bisa memahami beban yang dihadapi material dalam suatu struktur.

Contoh sederhana, ketika kamu ingin mengetahui berapa besar beban yang bisa ditahan oleh suatu balok berbentuk persegi panjang pada konstruksi rumah, kamu membutuhkan informasi berapa besar SFD dan BMD yang ditahan oleh balok tersebut.

Dalam kebanyakan kasus, SFD biasanya berbentuk garis lurus yang menunjukkan nilai geser pada balok dalam seluruh panjang balok, sedangkan BMD cenderung membentuk kurva yang menunjukkan perubahan momen pada seluruh panjang balok.

Sekarang bahwa kita memahami tentang SFD dan BMD, mari kita bahas cara menghitungnya.

Cara Menghitung SFD

Ada tiga jenis beban yang harus dipertimbangkan ketika menghitung SFD: beban titik, beban terdistribusi, dan momen pada titik-titik tertentu.

Untuk menghitung SFD, langkah-langkahnya adalah sebagai berikut:

Hitung Reaksi

Langkah pertama adalah menghitung reaksi. Reaksi adalah gaya yang bekerja pada balok dan ditahan oleh penyangga atau stuktur pendukung lainnya. Untuk menghitung reaksi, kamu perlu menerapkan prinsip keseimbangan pada seluruh sistem.

Misalnya, jika kamu memiliki balok yang disangga pada kedua ujungnya, maka kamu hanya perlu menghitung reaksi vertikal pada titik-titik tersebut. Namun, jika kamu memiliki balok dengan lebih dari dua titik dukungan, kamu perlu menghitung reaksi horizontal dan momen sebagai tambahan.

Tentukan Posisi dan Besarnya Beban

Setelah reaksi dihitung, langkah selanjutnya adalah menentukan posisi dan besar beban pada balok. Beban dapat berupa titik atau terdistribusi. Misalnya, beban pada titik adalah beban yang diterapkan pada satu titik tertentu pada balok. Sedangkan beban terdistribusi adalah beban yang diterapkan pada suatu wilayah tertentu pada balok.

Hitung SFD pada Setiap Elemen Balok

Setelah menentukan reaksi dan beban, langkah terakhir adalah menghitung SFD pada setiap elemen balok. Untuk menghitung SFD, kamu dapat menggunakan persamaan konstanta dalam setiap elemen balok. Seperti, jika balok memiliki beban titik, maka SFD pada elemen balok sebelum titik beban dihitung dengan mengurangi reaksi dengan nilai beban titik. Begitu juga, SFD pada elemen balok setelah titik beban dihitung dengan mengurangi nilai beban titik dengan reaksi.

Cara Menghitung BMD

Setelah menghitung SFD, langkah selanjutnya adalah menghitung BMD. Cara menghitung BMD pada dasarnya mirip dengan cara menghitung SFD. Ada tiga jenis momen yang harus dipertimbangkan ketika menghitung BMD: momen dari reaksi, momen dari beban titik, dan momen dari beban terdistribusi.

Untuk menghitung BMD, langkah-langkahnya adalah sebagai berikut:

Tentukan Elemen Balok dan Preview Values

Langkah pertama adalah menentukan elemen balok dan preview values. Preview value adalah titik pada balok yang menjadi fokus saat menghitung BMD. Preview value menentukan pada titik manakah momen pada balok akan dihitung. Pada umumnya, preview value ditempatkan di bagian awal atau akhir balok.

Hitung Momen pada Setiap Elemen Balok

Setelah menentukan elemen balok dan preview value, langkah selanjutnya adalah menghitung momen pada setiap elemen balok. Momen pada setiap elemen balok dihitung dengan menggunakan persamaan konstanta.

Hitung BMD Pada Setiap Elemen Balok

Setelah menghitung momen pada setiap elemen balok, langkah terakhir adalah menghitung BMD pada setiap elemen balok. BMD pada elemen balok sebelum preview value dihitung dengan mengurangi momen pada elemen balok dengan momen pada preview value. BMD pada elemen balok setelah preview value dihitung dengan menambahkan momen pada preview value dengan momen pada setiap elemen balok setelah preview value.

Contoh Perhitungan SFD dan BMD

Untuk mempermudah pemahaman, berikut adalah contoh perhitungan SFD dan BMD pada balok:

Langkah 1: Hitung Reaksi

Reaksi pada A = 0

Reaksi pada D = 8kN (sumbu y)

Reaksi pada E = 2kN (sumbu y)

Langkah 2: Tentukan Posisi dan Besarnya Beban

Beban pada C = 5kN

Beban terdistribusi pada DE (intensitas beban = 2kN/m)

Langkah 3: Hitung SFD Pada Setiap Elemen Balok

SFD pada AB = 0

SFD pada BC = -5kN (reaksi pada titik C harus dikurangi dengan beban pada titik C)

SFD pada CD = -5kN (karena tidak ada beban pada elemen balok CD)

SFD pada DE = -5kN + (2kN/m x 6m) = 7kN

Langkah 4: Hitung Momen pada Setiap Elemen Balok

Momen pada AB = 0

Momen pada BC = 5kN x 1m = 5kNm

Momen pada CD = 5kN x 2m = 10kNm

Momen pada DE = 5kN x 3m + (2kN/m x 1.5m x 3m) = 19kNm

Langkah 5: Hitung BMD Pada Setiap Elemen Balok

BMD pada AB = 0

BMD pada BC = -5kNm

BMD pada CD = -5kNm – 5kNm = -10kNm

BMD pada DE = -19kNm + 5kNm = -14kNm

FAQ

1. Apa itu SFD?

SFD adalah diagram yang menunjukkan nilai gaya geser pada suatu balok. SFD biasanya berbentuk garis lurus yang menunjukkan nilai geser pada balok dalam seluruh panjang balok.

2. Mengapa SFD penting dalam struktur material?

SFD penting karena kita tidak bisa memahami beban yang dihadapi material dalam suatu struktur tanpa menghitung SFD.

3. Apa itu BMD?

BMD atau Bending Moment Diagram menunjukkan momen pada balok. Pada umumnya, BMD membentuk kurva yang menunjukkan perubahan momen pada seluruh panjang balok.

4. Mengapa BMD penting dalam struktur material?

BMD penting karena kita tidak bisa memahami beban yang dihadapi material dalam suatu struktur tanpa menghitung BMD.

5. Apa yang harus dipertimbangkan ketika menghitung SFD dan BMD?

Ada beberapa hal yang harus dipertimbangkan ketika menghitung SFD dan BMD yaitu jenis beban, posisi dan besar beban, momen dari reaksi, momen dari beban titik, dan momen dari beban terdistribusi.