Download - Bahan Baja i
-
7/24/2019 Bahan Baja i
1/60
PENGANTAR PERENCANAAN STRUKTUR BAJA
1. PERENCANAAN STRUKTUR
Perencanaan struktur dapat didefinisikan sebagai campuran antara seni dan
ilmu pengetahuan yang dikombinasikan dengan intuisi seorang ahli struktur mengenai
perilaku struktur dengan dasar-dasar pengetahuan dan statika, dinamika, mekanika
bahan dan analisa struktur, untuk menghasilkan suatu struktur yang ekonomis dan
aman selama masa layannya.
Hingga tahun 1850 perencanaan merupakan suatu seni yang berdasarkan pada
intuisi untuk menentukan ukuran dan susunan elemen struktur. Denganberkembangnya pengetahuan mengenai perilaku struktur dan material, maka
perencanaan struktur menadi lebih ilmiah.
Perhitungan yang melibatkan prinsip-prinsip ilmiah harus diadikan dasar
dalam pengambilan keputusan, namun tidak diikuti secara membabi buta.
Pengalaman intuisi seseorang ahli struktur digabungkan dengan hasil-hasil
perhitungan ilmiah akan menadi suatu dasar proses pengambilan keputusan yang
baik.
!uuan dari perencanaan struktur menurut !ata "ara Perencanaan #truktur
$aa %ntuk $angunan gedung '( 0)-1*+-+00+ adalah menghasilkan suatu
struktur yang stabil, cukup kuat, mampu layan, awet, dan memenuhi tujuan-
tujuan lainnya seperti ekonomi dan kemudahan pelaksanaan. #uatu struktur
disebut stabil ika tidak mudah terguling, miring, atau tergeser selama umur rencana
bangunan. isiko terhadap kegagalan struktur dan hilangnya kemampulayanan
selama umur rencananya uga harus diminimalisir dalam batas-batas yang masih
dapat diterima. #uatu struktur yang a/et mestinya tidak memerlukan pera/atan yang
terlalu berlebihan selama umur layannya.
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
2/60
Perencanaan adalah sebuah proses untuk mendapatkan suatu hasil yang
optimum. #uatu struktur dikatakan optimum apabila memenuhi kriteria-kriteria
sebagai berikut
1. $iaya minimum+. $erat minimum
). aktu kondisi minimum
2. !enaga kera minimum5. $iaya manufaktur minimum
3. 4anfaat maksimum pada saat masa layan
erangka perencanaan struktur adalah pemilihan susunan dan ukuran dari
elemen struktur sehingga beban yang bekera dapat dipikul secara aman, dan
perpindahan yang teradi masih dalam batas-batas yang disyaratkan. Prosedur
perencanaan struktur secara iterasi dapat dilakukan sebagai berikut
a. Perancangan, Penetapan fungsi dari struktur
b. Penetapan konfigurasi struktur a/al &preliminary sesuai langkah 1 termasuk
pemilihan enis material yang akan digunakan
c. Penetapan beban kera struktur
d. Pemilihan a/al bentuk dan ukuran elemen struktur berdasarkan langkah 1, +, )
e. 6nalisa struktur. %ntuk memperoleh gaya-gaya dalam dan perpindahan elemenf. 7aluasi. 6pakah perancangan sudah optimum sesuai dengan yang diharapkan
g. Perencanaan ulang langkah 1 hingga 3
h. Perencanaan akhir, apakah langkah 1 hingga * sudah memberikan hasil
maksimum
#alah satu tahapan penting dalam perencanaan suatu struktur bangunan adalah
pemilihan enis material yang akan digunakan. 9enis-enis material yang selama ini
dikenal dalam dunia konstruksi antara lain adalah baa, beton bertulang, serta kayu.
4aterial baa sebagai bahan konstruksi telah digunakan seak lama mengingat
beberapa keunggulan dibandingkan material yang lain. $eberapa keunggulan baa
sebagai material konstruksi antara lain adalah
1. 4empunyai kekuatan yang tinggi, sehingga dapat mengurangi ukuran struktur
serta mengurangi pula berat sendiri dari struktur. Hal ini cukup menguntungkan
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
3/60
bagi struktur-struktur embatan panang, gedung yang tinggi atau bangunan-
bangunan yang berada pada kondisi tanah yang buruk.
+. eseragaman dan kea/etan yang tinggi. !idak seperti halnya material beton
bertulang yang terdiri dari berbagai macam bahan penyusun, material baa auhlebih seragam:homogen serta mempunyai tingkat kea/etan yang auh lebih
tinggi ika prosedur pera/atan dilakukan secara semestinya.). #ifat elastis, baa mempunyai perilaku yang cukup dekat dengan asumsi-asumsi
yang digunakan untuk melakukan analisa, sebab baa dapat berperilaku elastic
hingga tegangan yang cukup tinggi mengikuti hukum hooke. 4omen inersia dari
suatu profil baa uga dapat dihitung dengan pasti sehingga memudahkan dalam
proses analisa struktur.
2. Daktalitas baa cukup tinggi, karena suatu batang baa yang menerima tegangantarik yang tinggi akan mengalami regangan tarik cukup besar sebelum teradi
keruntuhan.
5. $eberapa keuntungan lain pemakaian baa sebagai material konstruksi adalah
kemudahan penyambungan antar elemen yang satu dengan yang lainnya
menggunakan alat sambung las atau baut. Pembuatan baa melalui proses gilas
panas mengakibatkan baa menadi mudah dibentuk menadi penampang-
penampang yang diinginkan. ecepatan pelaksana konstruksi baa uga menadi
suatu keunggulan material baa.
#elain keuntungan-keuntungan yang disebutkan tersebut, material baa uga
mempunyai beberapa kekurangan, terutama dari sisi pemeliharaan. onstruksi baa
yang berhubungan langsung dengan udara atau air, secara periodik harus dicat.
Perlindungan terhadap bahaya kebakaran uga harus menadi perhatian yang serius,
sebab material baa akan mengalami penurunan kekeuatan secara drastis akibat
kenaikan temperature yang cukup tinggi, disamping itu baa uga merupakan
konduktor panas yang baik, sehingga nyala api dalam suatu bangunan ustru dapat
menyebar lebih cepat. elemahan lain dari struktur baa adalah masalah tekuk yang
merupakan fungsi dari kelangsingan suatu penampang.
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
4/60
2. BEBAN
$eban adalah gaya luar yang bekera pada suatu struktur. Penentuan secara
pasti besarnya beban yang bekera pada suatu struktur selama umur layannya
merupakan salah satu pekeraan yang cukup sulit. Dan pada umumnya penentuan
besarnya beban hanya merupakan suatu estimasi saa. 4eskipun beban yang bekera
pada suatu lokasi dari struktur dapat diketahui secara pasti, namun distribusi beban
pada element ke element, dalam suatu struktur umumnya memerlukan asumsi dan
pendekatan. 9ika beban-beban yang bekera pasa suatu struktur telah diestimasi,
maka masalah berikutnya adalah menentukan kombinasi-kombinasi beban yang
paling dominan yang mungkin bekera pada struktur tersebut. $esar beban yang
bekera pada struktur diatur oleh peraturan pembebanan yang berlaku, sedangkan
masalah kombinasi dari beban-beban yang bekera telah diatur dalam #'( 0)-1*+-
+00+ pasal 3.+.+ yang akan dibahas kemudian. $eberapa enis beban yang sering
diumpai antara lain
A. Beban Mati
$eban mati adalah berat dari semua bagian suatu gedung:bangunan yang
bersifat tetap selama masa layan struktur, termasuk unsure-unsur tambahan,
finishing, mesin-mesin serta peralatan tetap yang merupakan bagian tak terpisahkan
dari gedung:bangunan tersebut. !ermasuk dalam beban ini adalah berat struktur,
pipa-pipa, saluran listrik, 6", lampu-lampu, penutup lantai dan plafon. $eberapa
contoh dari beberapa komponen bangunan penting yang digunakan untuk
menentukan besarnya beban mati suatu gedung:bangunan diperlihatkan dalam table
diba/ah ini
!able. 1.1 $erat #endiri $ahan $angunan Dan omponen ;edung
Bahan bangunan Berat
$aa *.850 kg:m)
$eton +.+00 kg:m)
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
5/60
$eton $ertulang +.200 kg:m)
$atu belah, batu bulat, batu gunung 1.500 kg:m)
$atu karang *00 kg:m)
erikil 1.350 kg:m)
Pasir &kering udara 1.300 kg:m
)
Pasir &enuh air 1.800 kg:m)
Komponen geung
#pesi dari semen, per cm tebal +1 kg:m+
Dinding bata merah < batu +50 kg:m+
Penuutup atap genteng 50 kg:m+
Penutup lantai ubin semen per cm tebal +2 kg:m+
(sumber: Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung, 1983)
B. Beban !iup
$eban hidup adalah beban graitasi yang bekera pada struktur dalam masa
layannya, dan timbul akibat penggunaan suatu gedung. !ermasuk beban ini adalah
berat manusia, perabotan yang dapat dipindah-pindah, kendaraan dan barang-barang
lain. arena besar dan lokasi beban yang senantiasa berubah-ubah, maka penentuan
beban hidup secara pasti adalah merupakan suatu hal yang cukup sulit. $eberapa
contoh beban hidup menurut kegunaan suatu bangunan, ditampilkan dalam table
diba/ah ini
!abel 1.+ $eban Hidup Pada lantai ;edung
Kegunaan Bangunan Berat
=antai dan tangga rumah tinggal sederhana 1+5 kg:m+
=antai sekolah, ruang kuliah, kantor, toko,
!oserba, restoran, hotel, asrama dan rumah sakit +50 kg:m+
=antai ruang olah raga 200 kg:m+
=antai pabrik, bengkel, gudang, perpustakaan,
ruang arsip, took buku, ruang mesin, dll 200 kg:m+
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
6/60
lantai gedung parker bertingkat, untuk lantai ba/ah 800 kg:m+
(sumber: Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung, 1983)
C. Beban Angin
$eban angin adalah beban yang bekera pada struktur akibat tekanan-tekanan
dari gerakan angin. $eban angin sangat tergantung dari lokasi dan ketinggian dari
struktur. $esarnya tekanan tiup harus diambil minimum sebesar +5 kg:m+, kecuali
untuk bangunan-bangunan berikut
1. !ekanan tiup ditepi laut hingga 5 km dari pantai harus diambil minimum 20
kg:m+
+. %ntuk bangunan didaerah lain yang kemungkinan tekanan tiupnya lebih dari
20 kg:m+, harus diambil sebesar ! "# $ 1% &kg:m+ dengan " adalah
kecepatan angin m:s
). %ntuk cerobong, tekanan tiup dalam kg:m+harus ditentukan dengan rumus
&25.5 > 0.3h dengan h adalah tinggi cerobong seluruhnya dalam meter.
'ilai tekanan tiup yang diperoleh dari hitungan diatas harus dikalikan dengan
suatu koefisien angin, untuk mendapatkan gaya resultan yang bekera pada bidang
konstak tersebut.
". Beban Gempa
$eban gempa adalah semua beban statis ekialen yang bekera pada struktur
akibat adanya pergerakan tanah oleh gempa bumi, baik pergerakan tanah ertical
maupun hori?ontal. 'amun pada umumnya percepatan arah hori?ontal lebih besar
dari pada arah ertikalinya. #ehingga pengaruh gempa hpri?ontal auh lebih
menentukan daripada gempa ertical. $esarnya gaya geser dasar &static ekialen
ditentukan berdasarkan persamaan
" !C x I
R & ' dengan adalah factor respon gempa yang ditentukan berdasarkan
lokasi bangunan dan enis tanahnya, I adalah factor keutamaan gedung, adalah
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
7/60
factor reduksi gempa yang tergantung pada enis struktur yang bersangkutan,
sedangkan 'tadalah berat total bangunan termasuk beban hidup yang bersesuaian.
E. T#PE STRUKTUR BAJA
a. Ba$a Rang%a Batang
b. Ba$a Porta&
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
8/60
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
9/60
'. JEN(S BATANG BAJA STRUKTURA)
#eperti yang telah dibahas sebelumnya, fungsi struktur merupakan faktor
utama dalam menentukan konsfigurasi struktur. $erdasarkan konsfigurasi struktur
dan beban rencana, setiap elemen atau komponen dipilih untuk menyanggah dan
menyalurkan beban pada keseluruhan struktur dengan baik. $atang baa dipilih dari
profil giling &rolled #hapes standart yang ditentukan oleh *meri+an Institute o Stee-
onstru+tion&6(#" uga diberikan oleh*meri+an So+iet o /esting and 0ateria-s
&6#!4. Pengelasan memungkinkan menggabungkan plat atau profil lain untuk
mendapatkan suatu profil yang dibutuhkan perencana atau arsitek.
$erikut merupakan profil penampang baa struktur standart
1. #hape &ide @lange
$entuk sangat efisien untuk memikul lentur karena flange nya lebar
dan tebal badan tipis. #ehingga perbandingan momen inersia dan berat
profilnya besar. ide flange dikemukakan oleh Henry ;rey tahun 18*0.
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
10/60
Pada table 6(#" ditulis seperti contoh berikut 18 A * artinya tinggi profil 18 inch
$erat profil * lb:ft
+. $entuk HP &$earing Pile #hape
$entuk Profil ini sering kali digunakan untuk
tiang pancang karena tinggi profil sama dengan
lebarnya dan tebal flane dan badannya sama tebal.
). Profil #iku#iku tersedia dalam bentuk sama kaki dan tidak sama kaki, pada
umumnya kedua kaki sama tebal. $entuk ini
banyak dipakai karena dapat dikombinasikan
menadi aneka bentuk. Pemakaian profil siku antara
lain untuk menara tranmisi, rangka kuda-kuda,
rangka embatan ringan, pengaku plat, rangka pintu dan rangka kapal.
2. Profil channel
Profil channel biasanya mempunyai sayap dengan
permukaan luar dan dalam seaar. Dua channel dapat
digabung membentuk satu tampang (, atau profil kotak.
"hannel banyak dipakai sebagai rangka embatan, kapal,
rangka bangunan gedung, gerbong dan mesin.5. Profil !
3. Pipa $aa teel Pipe
*. #heet Pile
8. Dan lain-lain
G. K*R*S( "AN CARA PENCEGA!ANN#A
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
11/60
korosi teradi pada semua struktur metal dan peralatan industri dalam
kehidupan sehari-hari, dalam berbagai ariasi, sebagai akibat dari berbagai sebab.
Dipandang dari segi ekonomi, kerugian yang ditimbulkan oleh korosi tidak ternilai.
4enurut matsushima dan tamada biaya yang dikeluarkan oleh pemerintah epang
sebagai akibat korosi ini mencapai beberapa triliun yen.
!eori tentang teradinya korosi dapat diuraikan sebagai berikut. $esi dan baa
dibuat dari bii besi, pada proses ini bii oksigen dipisahkan dari bii besi secara
paksa, ada kecenderungan besi dan baa berusaha kembali mencapai bentuk yang
lebih stabil yaitu oksidasi besi &iron o&ide, rust. Perubahan bentuk dari logam
menadi oksida dalam lingkungan inductie dinamakan korosi, korosi dapat teradi
secara kimia/i ataupun elektro kimia.
9ika pada baa permukaan gilas terdapat air yang mengandung oksigen, maka
akan teradi reaksi yang mengubah bii besi yang mempunyai potensi korosi rendah
menadi ferro hidroksida yang larut dalam air. =arutan ini bercampur dengan oksigen
yang ada di dalam air, menghasilkan ferro hidroksida &karat. eaksi ini berulang
seiring dengan perkembangan korosi. eadaan air dengan kombinasi air dan oksigen
yang berubah-ubah, mempengaruhi kecepatan dan perkembangan korosi. 9ika tidak
terdapt oksigen dan air, maka proses korosi tidak akan beralan.
4engingat korosi dapat menimbulkan kerugian yang besar, maka upaya harus
dilakukan untuk mencegah proses korosi pada elemen-elemen struktur. $eberapa
metode pencegahan korosi ini antara lain sebagai berikut
1. 4etode pencegahan korosi primer. $iasanya metode ini sangat mahal, yaitu
dengan cara menambahkan elemen logam tertentu untuk meningkatkan
ketahanan terhadap korosi, sebagai contoh stainless steel dan /eathering steel.
+. 4etode pencegahan korosi sekunder, dengan caraa. "oating dilakukan untuk mengisolasi permukaan baa terhadap air yang
mengandung oksigen. Hal ini dapat dilakukan dengan beberapa cara.
Perlindungan sementara dapat dilakukan dengan minyak, atau paselin. "ara
lain yang sering dilakukan adalah dengan cat pencegah karat, yang dilakukan
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
12/60
secara berkala. Perlindungan yang lebih permanen dapat dilakukan dengan
lapisan logam lain seperti ?ink, timah, atau tembaga dengan cara disepuh.
Perlindungan terhadap korosi ini uga dapat dilakukan dengan cara lining
dengan karet, plastic atau porselin.b. 7lectric Protection, dilakukan ika pencegahan korosi sangat diperlukan
menginagt elemen struktur itu tidak dapat direparasi, sebagai contoh adalah
tiang pancang. Dalam hal ini pencegahan dapat dilakukan dengan cathodic
protection atau anodic protection.
=au korosi sangat dipengaruhi oleh lingkungan sekitar lokasi bangunan. =au
korosi yang sangat cepat diumpai di sekitar pabrik yang memakai bahan kimia. Bleh
karena itu perhatian khusus perlu dilakukan.
!. PER)(N"UNGAN TER!A"AP AP(
oleh karena kekuatan struktur baa turun drastis ika temperature tinggi, maka
perlindungan struktur baa terhadap api sangatlah penting. 4enurut 4uto &10,
peraturan #ingapore menentukan sebagai berikut, pada bangunan gedung bertingkat
untuk perkantoran, diperlukan /aktu ketahanan terdapat api selama 1,5 am untuk
bagian struktur atas permukaan tanah, sedangkan untuk bagian di ba/ah tanah,
dituntut ketahanan selama + am.
"ara pertama untuk melindungi batang struktur baa dari bahaya kebakaran
adalah dengan menyelubunginya dengan beton ringan. Pada penyelubungan ini, agar
beton tidak retak sebagai pengaruh muai atau susut, maka perlu dipasang tulangan
membuur dan sengkang non structural yang terlihat pada gambar dinba/ah ini.
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
13/60
;ambar. 1.5 baa yang diselubingi beton ringan
"ara kedua untuk melindungi struktur baa dari bahaya kebakaran dilakukan
dengan aringan ka/at ayam yang dipasang menyelubungi batang struktur,
selanutnya mortel ringan dilapiskan meyelubungi batang struktur seperti terlihat pada
gambar diba/ah ini.
;ambar. 1.5 baa yang diselubingi beton ringan
"ara ketiga untuk melindungi struktur baa dari bahaya kebakaran adalah
menutup permukaan baa dengan papan yang terbuat dari asbestos, atau kalsium
silikat, atau rock/ool. Papan-papan tersebut ditempelkan pada permukaan baa
dengan pelekat /ater glass. "ara ini di elaskan pada gambar diba/ah ini.
;ambar. 1.5 baa yang diselubingi beton ringan
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
14/60
"ara pe/rlindungan struktur baa dari bahaya kebakaran yang keempat adalah
dengan penyemprotan, yaitu penyemprotan kering dan penyemprotan basah. Pada
penyemprotan kering dipakai bahan kering seperti asbestos, atau rock/ool dan bahan
perekat cair yang disemprotkan masing-masing dari nosel yang berbeda, dengan
udara bertekanan tinggi. Pada cara basah yang paling dilakukan, bahan pelindung dan
bahan perekat yang disemprotkan dalam bentuk tercampur. Dalam kasus tertentu
bahan pelindung ini disemprotkan langsung kepermukaan baa struktur, sedang pada
kasus lain aringan ka/at dipasang terlebih dahulu kemudian bahan pelindung
disemprotkan.
;ambar. 1.5 baa yang diselubingi beton ringan
(. K*NSEP "ASAR PERENCANAAN
Dua filosofi yang sering digunakan pada struktur baa adalah perencanaan
berdasarkan regangan kera :orking stress design &AS" dan perencanaan kondisi
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
15/60
batas: -imit state design(2oad and esistan+e a+tor 4esign:)R'". 4etode 6#D
dalam perencanaan struktur baa telah digunakan dalam kurun /aktu kurang lebih
100 tahun. Dan dalam +0 tahun terakhir prinsip perencanaan struktur baa mulai
beralih ke konsep =@D yang auh lebih rasional dengan berdasarkan pada konsep
probabilitas, maka berikut akan sedikit dibahas mengenai prinsip-prinsip dasar ilmu
probabilitas. Dalam metode =@D tidak diperlukan analisa probabilitas secara penuh,
terkecuali untuk situasi-situasi tidak umum yang tidak diatur dalam peraturan.
6#D 6llo/able #tress Design
=@D =oad esistence @actor Design
6llo/able #tress Design &6#D
!egangan yang teradi C !egangan iin
C iin
dimana iin E leleh : #.@
leleh E fyE tegangan leleh
#.@ E #afety factor
=oad esistence @actor Design &=@D
F nG Ii. Ji
$agian kiri dari persamaan diatas mempresentasikan tahanan atau kekuatan
dari sebuah komponen atau sistem struktur. Dan bagian kanan persamaan menyatakan
beban yang harus di pikul struktur tersebut. 9ika tahanan nominal ndikalikan suatu
faktor keamanan F maka akan diperoleh tahanan rencana. 'amun demikian, berbagai
macam beban &beban mati, beban hidup, gempa dan lain-lain pada bagian kanan
persamaan dikalikan suatu faktor beban I iuntuk mendapatkan umlah beban terfaktor
Ii. Ji.
J. 'AKT*R BEBAN "AN K*MB(NAS( BEBAN
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
16/60
Dalam persamaan diatas dapat kita ketahui bah/a tahanan rencana harus
melebihi umlah dari beban-beban kera dikalikan suatu faktor beban. Penumlahan
beban-beban kera ini yang dinamakan sebagai kombinasi pembebanan. 4enurut
peraturan baa indonesia, #'( 0)-1*+-+00+ pasal 3.+.+ mengenai kombinasi
pembebanan, dinyatakan bah/a dalam suatu perencanaan suatu struktur baa haruslah
diperhatikan enis-enis kombinasi pembebanan berikut ini
a. 1,2 D
b. 1,+ D > 1,3 = > 0,5 &=aatau Hc. 1,+ D > 1,3 &=aatau H > &Il.= atau 0,8
d. 1,+ D > 1,) > Il.= > 0,5 &=aatau H
e. 1,+ D K 1,0 7 > Il.=f. 0, D K &1,) atau 1,0 7
Dimana
D adalah beban mati yang diakibatkan oleh berat konstruksi
permanen, termasuk dinding, lantai atap, plafon, partisi
tetap, tangga dan peralatan layan tetap
= adalah beban hidup yang ditimbulkan oleh penggunaan gedung
termasuk keut, tetapi tidak termasuk beban lingkungan
seperti angin, huan dan lain-lain.
=a adalah beban hidup diatap yang ditimbulkan selama pera/atan
oleh pekera, peralatan dan material atau selama penggunaan oleh orang
dan benda bergerak
H adalah beban huan, tidak termasuk yang diakibatkan genangan
air
adalah beban angin
7 adalah beban gempa yang ditentukan dari peraturan gempa IlE
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
17/60
0,5 bila = L 5 kPa, dan I lE 1 bila = G 5 kPa. @aktor beban untuk = harus
sama dengan 1,0 untuk garasi parkir, daerah yang digunakan untuk
pertemuan umum dan semua daerah yang memikul beban hidup lebih dari
5 kPa.
Contoh 1
#uatu struktur pelat lantai dipikul oleh balok dari profil @250A+00AA12
dengan arak antar balok adalah sebesar +.5m &as ke as. $eban mati pelat lantai
sebesar+.5 k':m+dan beban hidup 2 k':m+. Hitunglah beban terfaktor yang harus
dipikul oleh balok tersebut sesuai kombinasi '( 0)-1*+-+00+
5aab :
!iap balok harus memikul berat sendiri ditambah dari pelat selebar +.5m
D E 0,*3 > +.5 &+.5 E *.01 k':m
= E +.5 &2 E 10 k':m
arena hanya ada + enis beban yakni beban mati dan beban hidup, maka hanya perlu
diperiksa terhadap kombinasi a dan b
% E 1.2D E 1.2 &*.01 E .812 k':m
% E 1.+D > 1.3= > 0.5 &=aatau H
E 1.+ &*.01 > 1.3 &10 > 0.5 &0 E +2.21+ k':m
9adi, beban terfaktor yang menentukan adalah sebesar +2.21+ k':m
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
18/60
K. 'AKT*R TA!ANAN
@aktor tahanan dalam perencanaan struktur ditentukan dalam tabel 3.2.+ #'( 0)-
1*+-+00+ sebagai berikut
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
19/60
MATER(A) BAJA "AN S('AT+S('ATN#A
1. SEJARA! PENGGUNAAN MATER(A) BAJA
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
20/60
Penggunaan logam sebagai bahan struktural dia/ali dengan besi tuang untuk
bentang lengkungan &ar+6 sepanang 100 ft &)0 m yang dibangun di (nggris pada
tahun 1*** M 1**. Dalam kurun /aktu 1*80 M 18+0,. Dibangun lagi seumlah
embatan dari besi tuang, kebanyakan berbentuk lengkungan dengan balok M balok
utama dari potongan M potongan besi tuang indiudual yang membentuk batang M
batang atau kerangka &truss konstruksi. $esi tuang uga digunakan sebagai rantai
penghubung pada embatan M embatan suspensi sampai sekitar tahun 1820.
#etelah tahun 1820, besi tempa mulai mengganti besi tuang dengan contoh
pertamanya yang penting adalah $rittania $ridge diatas selat 4enai di ales yang
dibangun pada 1823 M 1850. 9embatan ini menggunakan gelagar Mgelagar tubular
yang membentang sepanang +)0 M 230 M 230 M +)0 ft &*0 M 120 M 120 M *0 m dari
pelat dan profil siku besi tempa.
Proses canai &ro--ing dari berbagai profil mulai berkembang pada saat besi tuang
dan besi tempa telah semakin banyak digunakan. $atang M batang mulai dicanai pada
skala industrial sekitar tahun 1*80. Perencanaan rel dimulai sekitar 18+0 dan
diperluas sampai pada bentuk M (menelang tahun 18*0-an.
Perkembangan proses $essemer &1855 dan pengenalan alur dasar pada konerter
$essemer &18*0 serta tungku siemens-martin semakin memperluas penggunaan
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
21/60
produk M produk besi sebagai bahan bangunan. #eak tahun 180, baa telah
mengganti kedudukan besi tempa sebagai bahan bangunan logam yang terutama.
De/asa ini &10-an, baa telah memiliki tegangan leleh dari+2 000 sampai dengan
100 000ounds er s7uarein+6, psi &135 sampai 30 4Pa, dan telah tersedia untuk
berbagai keperluan struktural.
$erikut ini adalah a/al mula ditemukannya $aa.
$esi ditemukan digunakan pertama kali pada sekitar 1500 #4
!ahun 1100 #4, $angsa hittites yang merahasiakan pembuatan tersebut
selama 200 tahun dikuasai oleh bangsa asia barat, pada tahun tersebut proses
peleburan besi mulai diketahui secara luas. !ahun 1000 #4, bangsa yunani, mesir, e/s, roma, carhaginians dan asiria
uga mempelaari peleburan dan menggunakan besi dalam kehidupannya.
!ahun 800 #4, (ndia berhasil membuat besi setelah di inansi oleh bangsa
arya.
!ahun *00 M 300 #4, "ina belaar membuat besi.
!ahun 200 M 500 #4, baa sudah ditemukan penggunaannya di eropa.
!ahun +50 #4 bangsa (ndia menemukan cara membuat baa
!ahun 1000 4, baa dengan campuran unsur lain ditemukan pertama kali
pada 1000 4 pada kekaisaran fatim yang disebut dengan baa damascus.
1)00 4, rahasia pembuatan baa damaskus hilang.
1*00 4, baa kembali diteliti penggunaan dan pembuatannya di eropa.
2. MATER(A) BAJA
$aa yang digunakan dalam struktur dapat diklasifikasikan menadi baa
karbon, baa paduan rendah mutu tinggi, dan baa paduan. #ifat-sifat mekanik dari
baa tersebut seperti tegangan leleh dan tegangan putusnya diatur dalam 6#!4
a. $aa arbon
$aa karbon dapat dibagi menadi ) bagian tergantung dari presentasi dari
kandungan karbonnya, yaitu baa karbon rendah &" E 0,0) M 0,)5N, baa
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
22/60
karbon medium &" E 0,)5 M 0,50N, dan baa karbon tinggi &" E 0,50 M 1,*0N.
$aa yang sering digunakan dalam struktur adalah baa karbon medium, misalnya
$9)*. andungan baa medium berariasi dari 0,+5-0,+N tergantung ketebalan.
#elain karbon unsur lain uga yang termasuk dalam baa karbon adalah mangan
&0,+5 M 1,50N, silikon &0,+5 M 0,)0N fosfor &maksimal 0,02N dan sulfur
&0,05N. $aa karbon menunukkan titik perealihan leleh yang elas. 'aiknya
presentasi karbon meningkatkan tegangan leleh namun menurunkan daktalitas,
salah satu dampaknya adalah membuat pekeraan las menadi lebih sulit. $aa
karbon umumnya memeliki tegangan leleh &fy antara +10 M +50 4pa.
b. $aa Paduan endah 4utu !inggi
Oang termasuk dalam kategori baa paduan rendah mutu tinggi &6ig6 srengt6 -oa--a stee-: H#=6 mempunyai tegangan leleh berkisar antara +0 -550 4pa
dengan tegang putus &fu antara 215 M *00 4pa. Penambahan sedikit bahan-bahan
paduan seperti chromium, columbium, mangan, molybden, nikel, fosfor,
anadium atau ?irkonium dapat memperbaiki sifat mekanikanya. 9ika baa
karbon mendapatkan kekuatannya seiring dengan penambahan persentase
karbon, maka bahan-bahan paduan ini mampu memperbaiki sifat mekanik baa
dengan membentuk mikrostruktur dalam bahan baa yang lebih halus.
c. $aa Paduan$aa paduan rendah &-o a--a dapat ditempa dan dipanaskan untuk memperoleh
tegangan leleh antara 550-*30 4pa. !itik peralihan leleh tidak tampak dengan
elas. !egangan leleh dari baa paduan biasanya ditentukan sebagai tegangan
yang teradi saat timbul regangan permanen sebesar 0,+N atau dapat ditentukan
pula sebagai tegangan pada saat regangan mencapai 0,5N.
,. SPES('(KAS( "AN PERATURAN PERENCANAAN
#tandart yang biasa digunakan pada perencanaan struktur baa adalah 1. PP$$( Peraturan Perencanaan $angunan $aa (ndonesia
+. 6(#" 6merican (nstitute of #teel "onstruction
). 6(#( 6merican (ron #teel "onstruction2. 66#H!B 6merican 6ssociation of #tate High/ay
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
23/60
!ransportation Bfficials
5. 9(# 9apan industrial #tandards
3. D(' Doucth (ndustrie 'armen
*. 6(9 6rchitectural (nstitute apan8. $#22 $ritish #tandard 22
-. S('AT MEKAN(KA BAJA STRUKTUR
6gar perencanaan struktur dapat optimal, sehingga hasil rancangan cukup
aman dan ekonomis, maka sifat-sifat mekanika bahan struktur perlu diketahui
dengan baik. 9ika sifat-sifat bahan ini tidak dikuasi hasil perencanaan tidak saa dapat
boros, tetapi uga dapat berbahaya. $erikut ini akan dibahas berbagai sifat mekanika
baa struktur.
1. Hubungan 6ntara egangan dan !egangan
%ntuk memahami sifat-sifat baa struktur kiranya perlu dipelaari diagram
diagram tegangan M regangan. Diagram ini menyaikan informasi yang penting pada
baa dalam berbagai tegangan. "ara perencanaan struktur baa yang memuaskan baru
dapat dikembangkan setelah hubungan tegangan dan regangan diketahui dengan
baik. %ntuk pembuatan diagram tegangan M regangan, perlu diadakan penguian
bahan. Pengambilan penguian bahan beserta bentuk dan ukurannya dilakukan
berdasarkan suatu peraturan, misalnya P%$(, 6#!4 dan sebagainya.
Penguian tarik spesimen baa dapat dilakukan memakai Uniersa- /esting
0a+6ine &%!4. Dengan mesin itu spesimen ditarik dengan gaya yang berubah-
ubah. Dari nol diperbesar sedikit demi sedikit sampai batang putus. Pada saat
spesimen ditarik, besar gaya atau tegangan dan perubahan panang batang atau
regangan dimonitor. Pada %!4 yang canggih hasil monitoring dapat disimpan dalam
disk, atau disaikan dalam bentuk diagram tegangan regangan le/at ploter.
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
24/60
;ambar. Diagram tegangan regangan
Dalam perencanaan struktur baa #'( 0)-1*+-+00+ mengambil beberapa
sifat-sifat mekanis baa yang sama yaitu
4odulus 7lastisitas, 7 E +00.000 4pa
4odulus ;eser, ; E 80.000 4pa
6ngka Poisson E 0.)0
oefisien muai panang, Q E 1+.10-3:o"
#edangkan berdasarkan tegangan leleh dan tegangan putusnya, #'( 0)-1*+-
+00+ mengklasifikasikan mutu dan material baa menadi 5 kelas mutu sebagai
berikut
!abel #ifat-sifat 4ekanik $aa #tructural
9enis $aa
!egangan Putus
4inimumfu&4Pa
!egangan =eleh
4inimum@y&4Pa
egangan
4inimum&N
$9 )2 )20 +10 ++
$9 )* )*0 +20 +0
$9 21 210 +50 18
$9 50 500 +0 13
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
25/60
$9 55 550 210 1)
. KEU)ETAN MATER(A)
Penggunaan material baa dengan mutu yang lebih tinggi dari $9 )* tanpa
perlakuan panas &6eat treatment akan mengakibatkan bahan tidak memiliki
daktalitas yang baik dan bahan yang getas:mudah patah, sehingga penggunaan
material yang demikikan perlu mendapatkan perhatian yang lebih dari seorang
perencana struktur. Dalam perencanaan struktur baa, keuletan material &toug6ness
adalah ukuran dari suatu material untuk menahan energi. euletan material uga
dapat didefinisikan sebagai kemampuan untuk menahan teradinya perambatan retak
akibat adanya tarikan pada badan material. etak yang merambat akan
mengakibatkan keruntuhan getas pada material.
Dalam ui tarik %naksial, keuletan material dapat dihitung sebagai luas total
dari kura tegangan dan regangan hingga titik putus benda ui &pada saat kura
tegangan-regangan berakhir. arena kondisi tarik unaksial arang ditemui pada
struktur yang sebenarnya, maka indeks keuletan bahan dapat diukur berdasarkan
kondisi tegangan yang lebih kompleks yang teradi pada suatu tarikan.
#alah satu cara untuk mengukur keuletan dari material adalah dengan
melakukan eksperimen "harpy &"harpyR-notch !est ui "harpy ini menggunakan
benda ui balok beton persegi yang tertumpu sederhanan dan memiliki tarikan
berbentuk R pada bagian tengah bentang. $alok ini kemudian dipikul dengan suatu
bandul berayun hingga patah. 7nergi yang diserap oleh benda ui dapat dihitung dari
tinggi atuh bandul hingga benda ui patah. 7nergi yang dapat diserap oleh benda ui
akan bertambah seiring dengan kenaikan suhu pada saat penguian dilakukan.
/. KERUNTU!AN GETAS
4eskipun keruntuhan struktur baa pada umumnya merupakan keruntuhan
daktail namun dalam bermacam ariasi kondisi, keruntuhan baa dapat merupakan
keruntuhan getas. eruntuhan getas adalah merupakan suatu keruntuhan yang teradi
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
26/60
secara tiba-tiba tanpa didahului deformasi plastis, teradi dengan kecepatan yang
sangat tinggi. eruntuhan ini dipengaruhi oleh temperatur, kecepatan pembebanan,
tingkat regangan, tebal pelat dan sistem pengeraan. #ecara garis besar, faktor-faktor
yang dapat menimbulkan kerbaa pada umumnya merupakan keruntuhan daktail
namun dalam bermacam ariasi kondisi, keruntuhan baa dapat merupakan
keruntuhan getas. eruntuhan getas adalah merupakan suatu keruntuhan yang teradi
secara tiba-tiba tanpa didahului deformasi plastis, teradi dengan kecepatan yang
sangat tinggi. eruntuhan ini dipengaruhi oleh temperatur, kecepatan pembebanan,
tingkat regangan, tebal pelat dan sistem pengeraan. #ecara garis besar, faktor-faktor
yang dapat menimbulkan keruntuhan getas pada suatu elemen struktur.
!abel faktor-faktor yang potensi menimbulkan keruntuhan getas
No. 'a%tor Pengaruh E0e%
1. !emperatur 4akin tinggi temperatur makin besar
peluang teradinya keruntuhan getas
+. !egangan !arik eruntuhan getas hanya dapat teradi
diba/ah tegangan tarik
). etebalan 4aterial4akin tebal material baa, makin besar
peluang teradinya keruntuhan getas.
2. ontinuitas ) Dimensi
4enimbulkan efek tegangan multiasksial
yang cenderung mengekang proses leleh
baa dan meningkatkan kecenderungan
teradinya keruntuhan getas
5. !arikan6danya tarikan yang meningkatkan
potensi keruntuhan getas
3. ecepatan Pembebanan
4akin cepat kelauan pembebanan, makin
besar pula peluang teradinya keruntuhan
getas.
*. Perubahan =au tegangan'aiknya kelauan tegangan akan
meningkatkan potensi keruntuhan getas
8. =asetakan pada las akan dapat beraksi
sebagai suatu tarikan.
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
27/60
. S*BEKAN )AME)AR
Pembuatan profil baa umumnya dilakukan dengan proses gilas panas. Proses
ini mengakibatkan profil mempunyai sifat yang berbeda dalam arah gilas, arah
transersal dan arah ketebalan. Dalam daerah elastic sifat-sifat baa dalam arah gilas
dan transersal hampir sama. 'amun daktalitas dalam arah ketebalan auh lebih kecil
daripada daktalitas dalam arah gilas.
#obekan lamelar merupakan keruntuhan getas yang teradi pada bidang gilas
akibat gaya tarik besar yang bekera tegak lurus ketebalan elemen pelat profil. arena
regangan yang diakibatkan oleh beban layan biasanya lebih kecil dari regangan leleh,
maka beban-beban layan tak diperhatikan sebagai penyebab sobekan lamelar. Pada
sambungan las dengan kekangan tinggi, sobekan lamelar disebabkan oleh penyusutan
las yang mengakibatkan timbulnya regangan yang beberapa kali lebih besar dari pada
regangan lelehnya. eruntuhan sobekan lamellar dikategorikan sebagai keruntuhan
getas. #obekan lamellar umumnya diumpai pada sambungan-sambungan las
berbentuk ! seperti gambar diba/ah ini. Disamping itu ukuran las mempengaruhi
teradinya sobekan lamellar, sebaiknya ukuran las tidak melebihi +0 mm untuk
menghindari sobekan lamelar.
;ambar 1.10 arah gilas, arah transersal dan arah ketebalan
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
28/60
;ambar 1.10 #obekan lamelar pada sambungan ! dari las sudut.
;ambar 1.10 #obekan lamelar akibat susut sambungan las.
;ambar 1.10 Pengeraan las untuk menghindari sobekan lamelar.
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
29/60
$agian pelat baa yang mengalami sobekan lamelar akan menadi berserabut,
dalam hal ini mengindikasikan bah/a pelat tersebut memiliki daktalitas yang rendah
dalam arah ketebalan. #alah satu cara mencegah teradinya sobekan lamelar adalah
dengan memperbaiki sambungan las. $eberapa cara perbaikan diperlihatkan dalam
gambar 1.10
. KERUNTU!AN )E)A!
Pembebanan yang bersifat siklik &khususnya beban tarik dapat menyebabkan
keruntuhan, meskipun tegangan leleh baa tak pernah tercapai. eruntuhan ini
dinamakan keruntuhan lelah &fatigue failure. eruntuhan lelah dipengaruhi oleh )
faktor, yaitu
a. 9umlah siklus pembebananb. Daerah tegangan layan &perbedaan antara tegangan maksimum dan
minimum
c. "acat-cacat dalam material tersebut, seperti retak-retak kecil
Pada proses pengelasan cacat dapat diartikan sebagai takikan pada pertemuan antara
dua elemen yang disambung. =ubang baut yang mengakibatkan dikontinuitas pada
elemen uga dapat dikategorikan sebagai cacat pada elemen tersebut. "acat-cacat
kecil dalam suatu elemen dapat diabaikan dalam suatu proses desain struktur, namun
pada struktur yang mengalami beban-beban siklik, maka retakan akan makin
bertambah panang untuk tiap siklus pembebanan sehingga akan mengurangi
kapasitas elemen untuk memikul beban layan. 4utu baa tidak terlalu mempengaruhi
keruntuhan lelah ini.
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
30/60
BATANG TAR(K
$atang tarik sering diumpai pada struktur baa sebagai batang struktural pada
rangka embatan dan atap, pengikat gording, serta pada struktur rangka batang seperti
menara transmisi dan sisitim pengaku terhadap angin pada gedung bertingkat banyak.
9uga batang ini sering berupa batang sekunder seperti batang untuk memperkaku
sistem lantai rangka batang untuk penumpu pada sistem dinding berusuk. $atang
tarik dapat berbentuk profil tunggal atau dibuat dari seumlah profil structural.
;ambar. $entuk tampang batang tarik
1. TA!ANAN N*M(NA)
Dalam menentukan tahanan nominal suatu batang tarik, harus diperiksa
terhadap tiga macam kondisi keruntuhan yang menentukan, yaitu
d. =eleh dari luas penampang kotor, didaerah yang auh dari sambungan
e. @raktur dari luas penampang efektif pada daerah sambungan
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
31/60
f. ;eser blok pada sambungan
4enurut #'( 0)-1*+-+00+ pasal 10.1 dinyatakan bah/a semua komponen
struktur yang memikul gaya tarik aksial terfaktor sebesar !umaka harus memenuhi
/u /n
/nadalah tahanan nominal dari penampang yang ditentukan berdasarkan tiga macam
kondisi keruntuhan batang tarik seperti telah disebutkan sebelumnya.
$esarnya tahanan nominal /n, suatu batang tarik untuk tipe keruntuhan leleh dan
fraktur ditentukan sebagai berikut
Koni3i )e&eh ari )ua3 Penampang Kotor
$ila kondisi leleh yang menentukan, maka tahanan nominal !ndari batang tarik
memenuhi persamaan
/n! *g.
Dengan 6g E luas penampang kotor, mm+
fy E kuat leleh material, 4Pa
Koni3i 'ra%tur ari )ua3 Penampang E0e%ti0 paa Sambungan
%ntuk batang tarik yang mempunyai lubang, misalnya untuk penempatan
baut, maka luas penampangnya tereduksi dan dinamakan luas netto &*n. =ubang pada
batang menimbulkan konsentrasi tegangan akibat beban kera. !eori elastisitas
menunukkan bah/a tegangan tarik disekitar lubang baut tersebut adalah sekitar )
kali tegangan rerata pada penampang netto. 'amun saat serat dalam material
mencapai regangan leleh ; ! $
-
7/24/2019 Bahan Baja i
32/60
&a !egangan elastis &b eadaan batas
$ila kondisi fraktur pada sambungan yang menentukan, maka tahanan nominal /n
dari batang tersebut memenuhi persamaan
/n ! *e . u
Dengan *e E luas penampang efektif E U.*n
*n E luas netto penampang, mm+
U E koefisien reduksi
u E tegangan tarik putus, 4pa
Dengan F adalah faktor tahanan, yang besarnya adalah
F E 0.0 untuk kondisi leleh
F E 0.*5 untuk kondisi fraktur
@aktor tahanan untuk kondisi fraktur diambil lebih kecil daripada untuk kondisi leleh,
sebab kondisi fraktur lebih getas:berbahaya, dan sebaiknya tipe keruntuhan ini
dihindari.
2. )UAS NETT*
=ubang yang dibuat pada sambungan untuk menempatkan alat pengencangseperti baut atau paku keling, mengurangi luas penampang sehingga mengurangi pula
tahanan penampang tersebut. 4enurut #'( 0)-1*+-+00+ pasal 1*.).5 mengenai
pelubangan untuk baut dinyatakan bah/a suatu lubang bulat untuk baut harus
dipotong dengan mesin pemotong dengan api, atau di bor ukuran penuh.
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
33/60
#elanutnya pada pasal 1*.).3 diatur pula mengenai ukuran lubang suatu baut
dinyatakan bah/a diameter nominal dari suatu lubang yang sudah adi, harus + mm
lebih besar dari diameter nominal baut untuk suatu baut yang diameternya tidak lebih
dari +2 mm. %ntuk baut yang diameternya lebih dari +2 mm maka aturan lubang
harus diambil ) mm lebih besar.
=uas netto penampang batang tarik tidak boleh diambil lebih besar daripada
85N luas brutonya,*nC 0,85 6g
4enurut PP$$( tegangan rata-rata pada batang tarik yang berlubang tidak boleh
lebih besar dari 0.*5 A tegangan dasar &0.*5N Q dan luas lubang C 15N luas
penampang bruto.
=uas netto efektif E luas penampang 6$ M =uas =ubang
6nE 6gM d . t
4enurut PP$$( kondisi diatas dihitung sebagai berikut
Potongan 6-$-"-D 6nE 6gM n . d . t
Potongan 6-$-" 6nE 6gM n . d . t > Ts2. t
4u
dengan 6g =uas penampang kotor
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
34/60
6n =uas penampang netto
t tebal penampang
d diameter lubang
n banyak lubang dalam satu potongan
s, u arak antar sumbu lubang pada arah seaar
dan tegak lurus sumbu komponen struktur.
9ika sambungan yang diletakkan diumpai pada sebuah profil siku dan channel, maka
penentuan nilai u dapat dilakukan sebagai berikut
g. Profil siku - siku
h. Profil kanal
,. )UAS NETT* E'EKT('
inera suatu batang tarik dapat dipengaruhi oleh beberapa hal, namun hal
yang perlu diperhatikan adalah masalah sambungan pada suatu batang tarik akan
memperlemah batang tersebut. 7fisiensi suatu sambungan merupakan suatu fungsi
Struktur Baja I
u = g1+ g2 t
u = g1+ g2 tw
-
7/24/2019 Bahan Baja i
35/60
dari daktalitas material, arak antar pengencang, konsentrasi tegangan pada lubang
baut serta suatu fenomena yang sering disebut dengan istilahs6ear -ag.
S6ear -ag timbul ika suatu komponen struktur tarik hanya disambung
sebagian saa sebagai contoh adalah sambungan untuk profil siku. Profil siku tersebut
hanya disambung pada salah satu kakinya saa, sehingga bagian yang disambung
akan mengalami beban yang berlebihan sedangkan bagian yang lainnya tidak
menerima tegangan yang sama besarnya. #alah satu mengatasi masalah s6ear -ag
adalah memperpanang sambungan. 4asalah shear lag dalam perhitungan diantisipasi
dengan mengggunakan istilah luas netto efektif, yang dapat diterapkan pada
sambungan baut maupun las. Pasal 10.+ #'( 0)-1*+-+00+ mengatur masalah
perhitungan luas netto efektif. Dinyatakan bah/a luas penampang efektif komponen
struktur yang mengalami gaya tarik harus ditentukan sebagai berikut
*e ! U . *n
Dengan
*e =uas efektif penampang
*n =uas netto penampang
U koefisien reduksi.U 1 M A:= C 0.
A eksentrisitas sambungan= Panang sambungan dalam arah gaya tarik
6pabila gaya tarik disalurkan dengan alat sambunng las, maka akan ada ) macam
kondisi yang diumpai yaitu
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
36/60
1. $ila gaya tarik disalurkan hanya oleh las memanang ke elemen bukan pelat atau
oleh kombinasi las memanang dan melintang maka*e! *g+. $ila gaya tarik disalurkan oleh las melintang saa maka
*eE luas penampang yang disambung las &U!1
). $ila gaya tarik disalurkan ke elemen pelat oleh las memanang sepanang kedua
sisi bagian uung elemen maka*e ! U. *g
Dengan % 1.00 untuk - = # % 0.8* untuk # > - = 1.?
% 0.*5 untuk 1.? > - =
- panang las
arak antara las memanang &lebar pelat
;ambar. eksentrisitas sambungan untuk profil @
#ambungan las
selain ketentuan diatas, koefisien reduksi % untuk beberapa penampang menurut
manual dan 6(#" adalah
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
37/60
1. Penampang ( dengan b$6 U +:) atau penampang / yang dipotong darim
penampang ( dan sambungan pada pelat sayap dengan umlah baut lebih atau
sama dengan ) buah per baris &arah gaya
U ! @,9@+. %ntuk penampang yang lain &termasuk penampang tersusun dengan umlah
alat pengencang minimal ) buah per baris.U ! @,8?
). #emua penampang dengan banyak baut E + per baris &arah gaya
U ! @,A?
-. GESER B)*K 4BLOCK SH!"5
#ebuah elemen pelat tipis menerima beban tarik, dan disambungkan dengan
alat pengencang, tahanan dari komponen tarik tersebut kadang ditentukan oleh
kondisi batas sobek, atau sering disebur geser blok. Pada gambar diba/ah profil siku
dengan beban tarik yang dihubungkan dengan alat pengencang, dapat mengalami
keruntuhan geser blok sepanang potongan a-b-c. bagian yang terarsir dalam gambar
akan terlepas:sobek. eruntuhan enis ini dapat pula teradi pada sambungan pendek
yang menggunakan dua alat pengencang atau kurang pada garis searah bekeranya
gaya.
Penguian menunukkan bah/a keruntuhan geser blok merupakan penumlahan tarik
leleh &tarik farktur pada satu irisan dengan geser fraktur &geser leleh pada irisan
lainnya yang saling tegak lurus. Dan tahanan nominal tarik dalm geser blok diberikan
oleh persamaan
1. ;eser =eleh M !arik @raktur &u. *nt= @.% u. *n
/n! @.% u. *g u. *nt+. ;eser @raktur M !arik =eleh &u. *ntC @.% u. *n
/n! @.% u. *n . *gtDengan
*g luas kotor akibat geser*gt luas kotor akibat tarik
*n luas netto akibat geser
*nt luas netto akibat tariku kuat tarik
kuat leleh
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
38/60
;ambar. +.+ keruntuhan geser blok
!ahanan nominal suatu struktur tarik ditentukan oleh tiga macam tipe
keruntuhan yaitu leleh dari penampang bruto, fraktur dari penampang efektif dan
geser blok pada sambungan. #dapat mungkin dalam mendasain suatu komponen
struktur tarik, keruntuhan yang teradi adalah leleh dari penampang brutonya, agar
diperoleh tipe keruntuhan yang daktail.
-. PEMBATASAN KE)ANGS(NGAN
Oang dimaksud sebagai kelangsingan batang adalah rasio antara panang
batang dan ari-ari inersia tampang. #emakin kecil angka kelangsingan suatu batang,
maka akan semakin tegar atau kaku batang tersebut. #ebaliknya semakin besar angka
kelangsingannya, maka batang tersebut akan mudah melentur. $atang yang terlalu
langsing uga mnyebabkan defleksi terlalu besar dan uga akan menyulitkan dalam
perakitan karena batang mudah melentur. Pada kasus tertentu beban tarik dapat
berubah menadi beban tekan. $atang yang seperti ini sangat memerlukan kekuatan
yang cukup.
4enurut PP$$; dan 6(#"
6ngka kelangsingan &V 2$rC +20 untuk batang utama
6ngka kelangsingan &V 2$rC )00 untuk batang sekunderDengan 2 panang batang
r ari-ari inersia minimum
SAMBUNGAN
1. PEN"A!U)UAN
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
39/60
#ambungan di dalam struktur baa merupakan bagian yang tidak mungkin
diabaikan begitu saa, karena kegagalan pada sambungan dapat mengakibatkan
kegagalan struktur secara keseluruhan.
6lat penyambung yang umun digunakan di (ndonesia adalah
1. $aut, baik baut hitam maupun baut mutu tinggi &Dig6 tension Bo-t$ Dig6
Strengt6 Bo-t
+. Paku keling). =as
ekakuan sambungan yang dilaksanakan dengan paku keeling auh lebih kaku
dibandingkan sambungan baut, tetapi pengeraan lebih sulit sebab memerlukan
pemanasan dan penempaan, yang menimbulkan polusi udara dan suara. Dari ketiga
cara penyambungan diatas maka sambungan dengan las adalah yang paling kaku.
1.1 #ambungan diperlukan apabila
a. $atang standart tidak cukup panang
b. #ambungan yang dibuat untuk menyalurkan gaya dari bagian yang satu ke
bagian yang lainnya, missal sambungan antara balok dan kolom
c. #ambungan pada struktur rangka batang dimana batang-batang penyusun
saling membentuk keseimbangan pada satu titik, umumnya diperlukan plat
simpul sebagai media penyambungand. #ambungan yang sengaa dibuat untuk membentuk sendi gerber.
e. %ntuk membentuk batang tersusun1.+ #yarat-syarat sambungan yang harus diperhatikan
a. Harus kuat, aman tetapi cukup hemat
b. Ditempat yang mudah terlihat, sambungan sebaiknya dibuat seindah
mungkin
c. 4udah dilaksanakan, baik pada saat pabrikasi maupun pemasangan
dilapangan
d. arena kekakuan dari sambungan paku keeling, baut maupun las adalah
berbeda, maka pada satu titik sambungan sebaiknya dihindari penggunaan
alat penyambung yang berbeda-beda.
1.1 Sambungan bera3ar%an metoe ana&i3i3
#eperti diketahui bah/a dalam analisis struktur baa dikenal beberapa metode yaitu
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
40/60
a. #imple Design 4ethodb. igid Design 4ethod
c. #emi igid Design 4ethod
Dari ketiga metode analisis diatas dikenal tiga enis sambungan yang mendasarinya
1. #ambungan sederhana imple:@leAible "onection+. #ambungan aku &igid "onection
). #ambungan #emi aku emi igid "onection
6. #ambungan #ederhana
Pada sambungan ini, rotasi uung batang relatie besar, dengan kata lain deraat
pengekangan uung batang amat kecil &kurang dari +0N
#ambungan ini terutama bekera untuk memindahkan gaya lintang kebatang lain,
misal dari balok ke kolom. #ambungan ini tidak dipakai dalam perencanaan plastis,
hanya dapat dipergunakan pada struktur yang direncanakan berdasarkan #imple
Design 4ethod, dimana dalam perencanaan dianggap sebagai tumpuan sendi.
$. #ambungan aku
Pada sambungan ini sudut antara batang-batang yang disambung relatif tidak
akan berubah baik sebelum maupun setelah pembebanan. 9ika pengekangan rotasi
relatif besar mencapai lebih dari 0N dari yang diperlukan guna mencegah perubahan
sudut. #ambungan demikian cocok dipakai pada perencanaan plastic maupun
perencanaan tegangan kera berdasarkan igid Design 4ethod.
". #ambungan #emi aku
Pada sambungan ini deraat pengekangan rotasi berkisar antara +0N hingga 0N
dari kapasitas yang diperlukan untuk mencegah perubahan sudut. #ambungan
demikian dipergunakan pada perencanaan berdasarkan #emi igid 4ethod. !etapi
berhubung besarnya deraat pengekangan rotasi tidak mudah ditentukan maka metode
ini arang digunakan.
2. SAMBUNGAN BAUT
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
41/60
$aut adalah suatu alat penyambung profil baa, selain paku keeling dan las. $aut
yang la?im digunakan sebagai alat penyambung profil baa adalah baut hitam dan
baut berkekuatan tinggi. $aut hitam terdiri dari + enis, baut yang diulir penuh dan
baut yang tidak diulir penuh. #edangkan baut berkekuatan tinggi umumnya terdiri
dari ) type yaitu
a. $aut baa karbon sedangb. $aut baa karbon rendah
c. $aut baa tahan karat
2.1 Baut #ang i U&ir Penuh
$aut yang diulir penuh berarti mulai dari pangkal baut sampai uung baut diulir,
untuk lenih elas perhatikan gambar diba/ah ini
Diameter yang diulir penuh disebut diameter kern &inti yang ditulis dengan dkatau di,
table baa tentang baut misalnya
Diameter yang digunakan untuk menghitung luas penampang &6baut ialah
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
42/60
Diamna 6baut =uas penampang baut
2.2 Baut #ang Tia% i U&ir Penuh
$aut yang tidak diulir penuh ialah baut yang hanya bagian uungnya diulir,, untuk
lebih elas perhatikan gambar diba/ah ini
Diameter nominal baut yang tidak diulir penuh ialah diameter terluar dari batang
baut, diameter nominal ialah diameter yang tercantum pada nama perdagangan.
4isalnya baut 413berarti diameter nominal baut tersebut adalah 13 mm
2., Jeni3 Jeni3 Sambungan #ang Mengguna%an baut
ada 2 enis sambungan yang menggunakan baut, yaitu
1. $aut dengan 1 irisan &!egangan geser tegak lurus dengan sumbu baut
+. $aut dengan + irisan &!egangan geser tegak lurus dengan sumbu baut
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
43/60
.
). $aut yang dibebani :: sumbunya
2. $aut yang dibebani seaar sumbu dan tegak lurus sumbu
2.- Jara% Tata &eta% Baut
tata letak baut diatur dalam #'( pasal 1).2 antar pusat lubang harus diambil
tidak kurang dari ) kali diameter nominal baut, dan arak antara baut tepi dengan
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
44/60
uung pelat harus sekurang-kurangnya 1,5 diameter nominal baut, dan arak
maksimum antar pusat baut lubang tak boleh melebihi 2,5 tp&dengan tpadalah tebal
pelat lapis tertipis dalam sambungan atau +00 mm, sedangkan arak tepi maksimum
harus tidak melebihi &2tp> 100 mm atau +00 mm.
) dbL # L 15tpatau +00 mm
1,5dbL #1L &2tp> 100 mm atau +00 mm
2. TA!ANAN N*M(NA) BAUT
#uatu baut yang memikul beban terfaktor u, sesuai persyaratan =@D harus
memenuhi
u En
Dengan n adalah tahanan nominal baut sedangkan W adalah factor reduksi yang
diambil sebesar 0,*5. $esarnya n berbeda-beda untuk masing-masing tipe
sambungan.
2..1 Tahanan Ge3er Baut
!ahanan nominal suatu baut yang memikul gaya geser memenuhi persamaan
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
45/60
n! m . r1 u
b
. *b
Dengan, r1 0.5 untuk baut tanpa ulir pada bidang geser
r1 0,2 untuk baut dengan ulir pada bidang geser
u
b
. adalah kuat tarik baut &4Pa
6b luas bruto penampang baut pada daerah tak berulir
m adalah umlah bidang geser
2..2 Tahanan Tari% Baut
$aut yang memikul gaya tarik tahanan nominalnya dihitung menurut
n! @,A? u
b
. *b
Dengan u
b
. adalah kuat tarik baut &4Pa
6b luas bruto penampang baut pada daerah tak berulir
2.., Tahanan Tumpu Baut
!ahanan tumpu nominal tergantung kondisi yang terlemah dari baut atau komponen
pelat yang disambung. $esarnya ditentukan sebagai berikut
n! #,F db. t.u
.
Dengan db adalah diameter baut pada daerah tak berulir
tp adalah tebal pelat
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
46/60
u
. adalah kuat tarik putus terendah dari baut atau pelat
2./ GESER EKSENTR(S
apabila gaya P bekera pada garis kera yang tidak mele/ati titik berat kelompok
baut, maka akan timbul efek akibat gaya eksentrisitas tersebut. $eban P yang
mempunyai eksentrisitas sebesar e, adalah ekuialen statis dengan momen P dikali e
ditambah dengan sebuah gaya konsentris P yang bekera pada sambungan. arena
baik momen maupun beban konsentris tersebut member efek geser pada kelompok
baut, kondisi ini sering disebut sebagai geser eksentris.
Dalam mendesain sambungan seperti ini, dapat dilakukan dus macam pendekatan
yaitu
1. 6nalisa elastik, yang mengasumsikan tak ada gesekan antara pelat yang kaku
dan alat pengencang yang elastic
+. 6nalisa plastis, yang mengasumsikan bah/a kelompok alat pengencang
dengan beban eksentris P berputar terhadap pusat rotasi sesaat dan deformasi
di setiap alat penyambung sebanding dengan araknya dari pusat rotasi.
Ana&i3a E&a3ti%
Prosedur analisa ini didasarkan pada konsep mekanika bahan sederhana, dan
digunakan sebagai prosedur konseeratif. %ntuk menurunkan persamaan yang
digunakan dalam analisa ini, perhatikan sambungan yang menerima beban momen 4.
abaikan gesekan antara pelat, momen sama dengan umlah gaya dalam dikalikan
aaraknya ke titik berat kelompok baut.
Ana&i3a P&a3ti3
"ara analisa ini dianggap lebih rasional dibandingkan dengan cara elastic. $eban P
yang bekera dapat menimbulkan translasi dan rotasi pada kelompok baut. !ranslasi
dan rotasi ini dapat direduksi menadi rotasi murni terhadap pusat rotasi sesaat.
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
47/60
Sambungan Tipe Tumpu
%ntuk sambungan tipe tumpu, slip diabaikan dan deformasi tiap alat pengencang
proporsional terhadap araknya ke pusat rotasi sesaat. 6nalisa dilakukan sebagai
berikut
Dengan i adalah tahanan nominal satu baut
Xi adalah deformasi baut i dalam mm
Xma& dari hasil eksperimental adalah sama dengan 8,3 mm
Sambungan Tipe 'ri%3i
6nalisa hamper sama dengan tipe tumpu hanya saa ikonstan yaitu
i E 1,13AAProo 2oad Am
2. K*MB(NAS( GESER "AN TAR(K
Pada umumnya sambungan yang ada merupakan kombinasi geser dan tarik. "ontoh
sambungan yang merupakan kombinasi geser dan tarik. Pada gambar a diba/ah
sambungan akibat momen maka baut tepi atas akan mengalami tarik yang sebanding
dengan momen yang bekera. #ambungan ini digunakan bila momen tidak terlalu
besar. Pada gambar b momen disalurkan melalui sayap dan diterima oleh baut M baut
pada sayap tersebut.
Sambungan Tipe Tumpu
Persamaan interaksi geser dan tarik dari berbagai studi eksperimental, dapat
direpresentasikan sebagai persamaan lingkaran berikut ini
Dengan ut adalah beban tarik terfaktor pada baut
u adalah beban geser terfaktor pada baut
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
48/60
t .nt adalah tahanan rencana pada baut dalam tarik saa
t .nt adalah tahanan rencana pada baut dalam geser saa
t . E @,A?
ntdannmasing M masing adalah tahanan nominal tarik dan geser yang besarnya
nt E @,A? u
b
. *b
n E m. @A? u
b
. *b
*tau n E m. @,F u
b
. *b
Persamaan pertama untuk baut tanpa ulir dalam bidang geser, sedangkan persamaan
kedua untuk baut dengan ulir pada bidang geser.
Persamaan menyederhanakan persamaan interaksi geser tarik menadi sebuah
persamaan garis lurus
Dengan " adalah suatu konstanta.
Persamaan diatas dapat dituliskan sebagai
Sambungan Tipe 'ri%3i
%ntuk sambungan tipe friksi berlaku hubungan
Dengan Rn E 1,13 H . roo -oad . m
roo -oad E @,A? & *b& roo stress
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
49/60
*b adalah luas bruto baut
/u adalah beban tarik terfaktor
n adalah umlah baut
2. SAMBUNGAN #ANG MENGA)AM( BEBAN TAR(K AKS(A)
!arik aksial yang teradi tak bersamaan dengan geser, diumpai pada batang-batang
tarik seperti penggantung &6anger atau elemen struktur lain yang garis kera
bebannya tegak lurus dengan batang yang disambungkan. %ntuk memahami efek
akibat beban eksternal pada baut mutu tinggi yang diberi gaya tarik a/al, perhatian
sebuah baut dan daerah pengaruhnya pada pelat yang disambung. Pelat yang
disambung mempunyai ketebalantdan luas kontak antara pelat adalah*
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
50/60
BATANG TEKAN
1. PEN"A!U)UAN
Dalam bab ini akan di bahas mengenai komponen M komponen struktur yang
mengalami gaya aksial tekan. $atang-batang tekan yang banyak diumpai yaitu
kolom dan batang-batang tekan dalam struktur rangka batang. omponen struktur
tekan dapat terdiri dari profil tunggal atau profil tersusun yang digabung dengan
menggunakan pelat kopel.
#yarat kestabilan dalam mendesain komponen struktur tekan sangat perlu
diperhatikan mengingat adanya bahaya tekuk &buckling pada komponen-komponentekan yang langsing.
2. TEKUK E)AST(K EU)ER
!eori tekuk kolom pertama kali diperkenalkan oleh =eonhard 7uler di tahun 1*22.
omponen struktur yang dibebani secara konsebtrasi, dimana seluruh serat bahan
masih dalam kondisi elastik hingga teradinya tekuk, perlahan-lahan melengkung.
Perhatikan gambar diba/ah ini
;ambar. olom 7uler
6kibat terlenturnya batang tersebut, maka timbul momen lentur sekunder yang
besarnya
0(&) ! P . (&)
Dengan mengingat bah/a
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
51/60
#ehingga dari persamaan diatas diperoleh suatu persamaan diferensial linier orde dua
dengan koefisien konstan
Dengan mengubah#! P$ $ Y $ E 0
&= E 0 Y 0 E* sin 2
solusi dari persamaan diatas ada tiga kemungkinan, 6 E 0 yang berarti tidak ada
lendutan, = E 0 yang berarti tidak ada beban, serta = E ' . Z &' E 1, +, ),...
sehingga diperoleh
atau dengan ' E 1 &' ditetapkan sedemikian hingga P memberikan tingkat energi
yang minimum, diperoleh
dan tegangan tekan yang teradi
pendekatan 7uler pada umunya diabaikan dalam desain karena hasil dari percobaan-
percobaan yang dilakukan tak sesuai dengannya. Pendekatan 7uler hanya mungkin
teradi bila nilai ( yang cukup besar &( U 110. %ntuk nilai ( yang lebih kecil, akan
teradi tekuk inelastis. Dan bila nilai ( L +0 akan teradi leleh pada seluruh
penampang. Pada kenyataannya keruntukan kolom lebih bnyak teradi akibat tekuk
inelastis.
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
52/60
,. KEKUATAN K*)*M
olom ideal yang memenuhi persamaan 7uler, harus memenuhi anggapan-anggapan
sebagai berikut
1. ura hubungan tegangan M regangan tekan yang sama diseluruh penampang
2. !idak ada tegangan sisa
,. olom benar-benar harus dalam prismatis
-. $eban bekera pada titik berat penampang, hingga batang melentur
. ondisi tumpuan harus ditentukan secara pasti
/. $erlakunya teori lendutan kecil (sma-- de-e+tion t6eor)
. !idak ada puntir pada penampang, selama teradi lentur
$ila asumsi-asumsi diatas dipenuhi, maka kekakuan kolom dapat ditentukan
berdasarkan
Dengan
-
7/24/2019 Bahan Baja i
53/60
Pada umunya tegangan sisa banyak dihasilkan akibat proses 1 dan ). $esarnya
tegangan sisa tidak tergantung pada kuat leleh bahan, namun bergantung pada
dimensi dan konsfigurasi penampang, karena faktor-faktor tersebut mempengaruhi
kecepatan pendinginan. Profil @ atau profil H setelah dibentuk melalui proses gilas
panas, maka bagian sayap menadi lebih tebal dari bagian badannya mendingin lebih
lambat dari pada bagian badan. $agian uung sayap mempunyai daerah sentuh
dengan udara yyang lebih luas dibandingkan daerah pertemuannya dengan badan.
onsekuensinya tegangan tekan sisa teradi pada uung sayap dan pada daerah tengan
dari badan. #edangkan tegangan sisa tarik teradi pada daerah pertemuan antara sayap
dan badan.
. KUR6A KEKUATAN K*)*M AK(BAT TEGANGAN S(SA
6kibat pengaruh tegangan sisa, kura tegangan regangan seperti diperlihatkan pada
gambar diba/ah ini
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
54/60
;ambar. Pengaruh tegangan sisa
%ntuk memperhitungkan efek dari leleh a/al yang diakibatkan oleh tegangan sisa,
perhatikan suatu serat pada penampang searak A dari sumbu dengan regangan nol
yang diakibatkan oleh lentur.
;ambar. !egangan pada serat searak A dari sumbu regangan 'ol akibat lentur.
4aka konstribusi momen lentur dari tegangan pada satu serat adalah
d0 E (tegangan) (-uas) (-engan momen) ! (J .
-
7/24/2019 Bahan Baja i
55/60
#ehingga
=ihat kembali kura tegangan regangan ideal &garis putus pada gambar sebelumnya
untuk C maka
-
7/24/2019 Bahan Baja i
56/60
#uatu komponen struktur yang mengalami gaya tekan konsebtris, akibat beban
terfaktor 'umenurut #'( 0)-1*+-+00+ pasal .1 harus memenuhi
KuC E+. Kn
Dengan E+ E 0,85
Ku E beban terfaktor
Kn E kuat tekan nominal komponen struktur E*g. +r
!egangan kritis untuk daerah elastic, dituliskan sebagai
Daya dukung nominal 'nstruktur tekan dihitung sebagai berikut
Dengan besarnya [ ditentukan oleh Vc, yaitu
%ntuk VcL 0,+5 maka [ E 1
%ntuk 0,+5 L VcL 1,+ maka
%ntuk VcU 1,+ maka [ E 1,+5 Vc+
. PANJANG TEKUK
olom dengan kekangan yang besar terhadap rotasi dan traslasi pada uung-uungnya
&contohnya tumpuan epit akan mampu menahan beban yang lebih besar
dibandingkan dengan kolom yang mengalami rotasi serta translasi pada bagian
tumpuan uungnya &contohnya adalah tumpuan sendi. #elain kondisi tumpuan uung,
besar beban yang dapat diterima oleh komponen struktur tekan uga tergantung dari
panang fektifnya. #emakin kecil panang efektif suatu komponen struktur tekan,
maka semakin kecil pula resikonya terhadap masalah tekuk.
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
57/60
;ambar. Panang tekuk untuk beberapa kondisi perletakan &;br *.3-1 #'( 0)-1*+-
+00+
Panang efektif suatu kolom secara sederhana dapat didefinisikan sebagai arak
diantara dusa titik pada kolom tersebut yang mempunyai momen sama dengan nol,
atau didefinisikan pula sebagai arak diantara dua titik belok dari kelengkungan
kolom. Dalam perhitungan kelangsingan komponen struktur &V E =:r, panang
komponen struktur yag digunakan harus dikalikan suatu factor panang tekuk k untuk
memperoleh panang tekuk efektif dari kolom tersebut. $esarnya factor panang
efektif sangat tergantung dari kondisi perletakan pada uung-uung komponen
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
58/60
tersebut. Prosedur penentuan nilai k dilakukan dengan analisa tekuk terhadap suatu
kolom.
#'( 0)-1*+-+00+ pasal *.3.).1 memberikan daftar nilai factor panang tekuk untuk
berbagai kondisi tumpuan uung dari suatu kolom. 'ilai k ini diperoleh dngan
mengasumsikan bah/a kolom tidak mengalami goyangan atau translasi pada uung-
uung tumpuannya.
'ilai kuntuk komponen struktur tekan dengan kondisi-kondisi tumpuan uung yang
ideal dapat ditentukan secara mudah dengan menggunakan ketentuan-ketentuan
diatas, namun untuk suatu komponen struktur tekan yang merupakan bagian dari
suatu struktur portal kaku. 4aka nilai k harus dihitung berdasarkan nomogram.
!umpuan-tumpuan pada uung kolom tersebut ditentukan oleh hubungan antara balok
dengan kolom-kolom lainnya. Pada gambar diba/ah untuk gambar a dinamakan
sebagai portal bergoyang dedangkan dalam gambar b disebut sebagai portal tak
bergoyang &goyang ditahan dengan mekanisme dari bresing-bresing yang dipasang.
;ambar portal kaku bergoyang dan tanpa bergoyang
'ilai k untuk masing-masing system portal tersebut dapat dicari dari nomogram
dalam gambar diba/ah terlihat bah/a nilai k merupakan fungsi ;6 dan ;$ yang
merupakan perbandingan antara kekakuan komponen struktur yang dominan terhadap
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
59/60
tekan &kolom dengan kekakuan komponen struktur yang relatie bebas terhadap
gaya tekan &balok. 'ilai ; ditetapkan berdasarkan berdasarkan persamaan
Persamaan diatas dapat dikecualikan untuk kondisi-kondisi berikut
a. %ntuk komponen struktur tekan yang dasarnya tidak terhubungkan secara
kaku pada pondasi &contohnya tunpuan sendi, nilai G tidak boleh diambil
kurang dari 10, kecuali bila dilakukan analisa secara khusus untuk
mendapatkan nilai Gtersebut.
b. %ntuk komponen struktur tekan yang dasarnya terhubungkan secara kaku
pada pondasi &tumpuan epit nilia G tidak boleh diambil kurang dari 1,
kecuali dilakukan analisa khusus untuk mendapatkan nilai Gtersebut.
$esarnya ( IL ) c dihitung dengan menumlahkan kekakuan semua komponenstruktur tekan &kolom dengan bidang lentur yang sama yang terhubungkan secara
kaku pada uung komponen struktur yang sedang ditinau.
$esarnya
( I
L
)b dihitung dengan menumlahkan kekakuan semua komponen
struktur lentur &balok dengan bidang lentur yang sama yang terhubungkan secara
kaku pada uung komponen struktur yang sedang ditinau.
. MASA)A! TEKUK )*KA)
9ika penampang melintang suatu komponen struktur tekan cukup tipis, maka aka nada
kemungkinan timbul tekuk local. 9ika tekuk local teradi maka komponen struktur
tersebut tidak akan lagi mampu memikul beban tekan secara penuh, dan ada
kemungkinan pula struktur tersebut akan mengalami keruntuhan. Profil-profil @
dengan tebal flens yang tipis cukup ra/an terhadap bahaya tekuk local, sehingga
penggunaan profil-profil demikian sebaiknya dihindari.
Struktur Baja I
-
7/24/2019 Bahan Baja i
60/60
#'( 0)-1*+-+00+
;ambar. 'omogram factor panang tekuk, k'( 0)-1*+-+00+