bahan baja i

Upload: arif

Post on 22-Feb-2018

261 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

  • 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+