Dalam
menjalankan fungsinya, setiap struktur Teknik Sipil akan menerima
pengaruh dari luar yang perlu dipikul. Selain pengaruh dari luar, sistem
struktur yang terbuat dari material bermassa, juga akan memikul
beratnya sendiri akibat pengaruh gravitasi. Selain pengaruh dari luar
yang dapat diukur sebagai besaran gaya atau beban, seperti berat sendiri
struktur, beban akibat hunian atau penggunaan struktur, pengaruh angin
atau getaran gempa, tekanan tanah atau tekanan hidrostatik air, terdapat
juga pengaruh luar yang tidak dapat diukur sebagai gaya. Sebagai contoh
adalah pengaruh penurunan pondasi pada struktur bangunan, atau pengaruh
temperatur / suhu pada elemen-elemen struktur.
Dalam
melakukan analisis dan desain dari suatu struktur bangunan, perlu
adanya gambaran yang jelas mengenai perilaku dan besarnya beban yang
bekerja pada struktur. Gambar 1 mengilustrasikan diagram dari
beban-beban yang dapat bekerja pada struktur teknik sipil.
Hal
penting yang berkaitan dengan karakteristik beban untuk keperluan
analisis struktur adalah pemisahan antara beban-beban yang bersifat
statis dan dinamis. Secara umum, beban luar yang bekerja pada struktur
Teknik Sipil dapat dibedakan menjadi beban statis dan beban dinamis.
Beban
statis adalah beban yang bekerja secara terus-menerus pada suatu
struktur. Beban statis juga diasosiasikan dengan beban-beban yang
secara perlahan-lahan timbul serta mempunyai variabel besaran yang
bersifat tetap (steady states). Dengan demikian, jika suatu
beban mempunyai perubahan intensitas yang berjalan cukup perlahan
sedemikian rupa sehingga pengaruh waktu tidak dominan, maka beban
tersebut dapat dikelompokkan sebagai beban statik (static load).
Deformasi dari struktur akibat beban statik akan mencapai puncaknya jika
beban ini mencapai nilainya yang maksimum. Beban statis pada umumnya
dapat dibagi lagi menjadi beban mati, beban hidup, dan beban khusus,
yaitu beban yang diakibatkan oleh penurunan pondasi atau efek temperatur
Beban dinamis adalah beban yang bekerja secara tiba-tiba pada struktur. Pada umumya, beban ini tidak bersifat tetap (unsteady-state) serta mempunyai karakterisitik besaran dan arah yang berubah dengan cepat. Deformasi pada struktur akibat beban dinamik ini juga akan berubah-ubah secara cepat.
Gb. Beban pada struktur Teknik Sipil
Dengan
demikian, jika suatu beban mempunyai perubahan intensitas yang
bervariasi secara cepat terhadap waktu, maka beban tersebut disebut
sebagai beban dinamis (dynamic load). Beban
dinamis dapat menyebabkan terjadinya osilasi sehingga deformasi puncak
dari struktur tidak terrjadi bersamaan dengan terjadinya beban yang
maksimum. Pengaruh beban statis dan beban dinamis pada struktur, dapat
digambarkan pada Diagram Beban (P) – Waktu (t), seperti pada Gambar di bawah :
Gb. Diagram Beban ( P ) – Waktu ( t )
Beban
statis dapat dianggap sebagai beban dinamis dengan intensitas beban
yang tetap dari waktu ke waktu. Getaran mesin merupakan beban dinamis
yang bersifat periodik karena mempunyai intensitas beban dan frekuensi
getar yang berulang. Bentuk dari getaran yang ditimbulkan mesin pada
umumnya berbentuk sinusoidal. Getaran gempa merupakan beban dinamik
dengan intesitas dan frekuensi getar yang acak dari waktu ke waktu.
Meskipun terjadi dalam waktu yang singkat, tetapi getaran gempa dapat
menimbulkan kerusakan pada struktur bangunan.
Untuk
memudahkan prosedur analisis struktur terhadap pengaruh beban yang
ditimbulkan oleh ledakan, getaran mesin, dan pengaruh pergerakan
kendaraan, sering dilakukan memperlakukan beban-beban tersebut sebagai
beban statik. Pengaruh dinamik yang ditimbulkan oleh beban,
diperhitungkan dengan mengalikan intensitas beban dengan suatu faktor
pembesaran dinamik yang dinamakan faktor kejut.
Untuk
keperluan analisis struktur bangunan, sampai dengan tingkat intensitas
beban tertentu serta batasan dari kondisi struktur bangunan tertentu,
beban dinamik yang bekerja pada struktur, dapat diasumsikan sebagai
beban statik ekuivalen. Sebagai contoh, analisis struktur bangunan
gedung terhadap getaran gempa dapat dilakukan dengan metode analisis
statik yang sederhana, yaitu Analisis Beban Gempa Statik Ekuivalen.
Metode analisis statik ini dapat digunakan untuk menggantikan metode
analisis dinamik yang cukup rumit. dengan persyaratan struktur yang
dianalisis mempunyai bentuk yang simetris dengan ketinggaan bangunan
gedung tidak lebih dari 40 m. Untuk bangunan gedung dengan bentuk yang
tidak beraturan atau bangunan dengan ketinggian lebih dari 40 m,
analisis struktur harus dilakukan secara dinamik.
