Gambar 2.2 Variasi regangan pada balok komposit Charles G. Salmon: 1995
Dengan sifat beton yang sangat baik dalam memikul tekan sementara baja sangat baik dalam memikul tarik, maka aksi komposit dengan melibatkan
penghubung geser ini terbukti dapat memaksimalkan kekuatan masing-masing material sehingga didapat balok dengan sifat yang lebih baik.
2.3.2 Hubungan Elastis dan Plastis Saat Terjadi Aksi Komposit
Aksi komposit hanya terjadi ketika dipenuhi dua syarat, yaitu: penghubung geser telah terpasang dengan baik pada sayap atas profil baja dan pelat beton
sudah mengeras. Beban yang bekerja pada struktur akan membuat terjadinya
tegangan-tegangan pada material penyusun balok, baik pada pelat beton maupun pada balok baja.
Jika penghubung geser tidak dipasang pada profil baja sehingga aksi komposit tidak bekerja, maka masing-masing material akan mengalami distribusi
tegangan secara terpisah sesuai dengan perilaku material tersebut hingga mencapai keadaan plastisnya.
Gambar 2.3 Penampang Balok Beton dengan Diagram Tegangan Vis: 1994
Gambar 2.4 Distribusi Tegangan Profil Baja pada Level Beban Bekerja
Agus Setiawan: 2008
Penghubung geser yang dipasang pada sayap atas profil baja akan membuat kedua material bekerja bersama. Keadaan ini akan menghasilkan garis
netral yang baru untuk keseluruhan sistem komposit. Gambar berikut ini menunjukkan perbedaan diagram tegangan lentur dan geser dengan penghubung
geser dan tanpa penghubung geser.
Gambar 2.5 Pengaruh Penghubung Geser Terhadap Tegangan Lentur dan Geser
R. P. Johnson: 2004
Keadaan diagram tegangan dengan garis netral yang baru ini akan tetap berlangsung untuk pembebanan yang terus bertambah sampai struktur komposit
mencapai keadaan plastisnya.
Gambar 2.6 Perbandingan Respon Baja-Beton Dengan Aksi Komposit dan Tanpa
Aksi Komposit ESDEP: 2015
Perbedaan ditampilkan dalam tabel sebagai berikut:
Tabel 2.1 Pengaruh Aksi Komposit Pada Balok Baja-Beton
Balok Baja-Beton Diagram Tegangan
Keadaan Elastis Keadaan Plastis
Tanpa Aksi Komposit
Dengan Aksi Komposit Garis Netral Pada
Pelat Beton
Garis Netral Pada Balok Baja
a b
c
Gambar 2.7 Distribusi Tegangan Plastis dengan Aksi Komposit
Agus Setiawan: 2008
2.3.3 Keuntungan dan Kerugian
Sifat yang lebih unggul akibat kerja aksi komposit secara nyata memberikan berbagai keuntungan. Penggunaan sistem komposit dalam desain
struktur dapat memberi keuntungan sebagai berikut Salmon: 1995: a.
Penghematan berat baja b.
Penampang balok baja dapat lebih rendah c.
Kekakuan lantai meningkat d.
Panjang bentang untuk batang tertentu dapat lebih besar e.
Kapasitas pemikul beban meningkat Reduksi berat sekitar 20-30 dapat diperoleh dengan memanfaatkan
perilaku sistem komposit penuh. Dengan adanya reduksi berat ini maka secara langsung juga dapat mengurangi tinggi profil baja yang dipakai. Hal ini
selanjutnya akan mengurangi tinggi bangunan secara keseluruhan dan berdampak
pada penghematan pemakaian material bangunan, terutama untuk dinding luar dan tangga.
Lantai komposit memiliki kekakuan yang lebih besar dari kekakuan lantai beton dengan balok penyanggahnya bekerja secara terpisah. Biasanya pelat beton
bekerja sebagai pelat satu arah yang membentang antara balok-balok baja penyanggah. Pada lantai dengan balok penyanggah bekerja sebagai sistem
komposit, aksi pelat beton dalam arah sejajar balok dimanfaatkan dan digabungkan dengan balok baja penyanggah. Hal ini mengakibatkan momen
inersia konstruksi lantai dalam arah balok baja meningkat secara signifikan. Kekakuan yang meningkat ini banyak berpengaruh pada pengurangan lendutan
akibat beban hidup. Pada keadaan elastis, kekakuan balok komposit bisa mencapai dua sampai tiga kali lebih kaku daripada kekakuan balok non-komposit Gaylord:
1972. Jika perancah diberikan selama proses pembangunan, kekakuan yang
meningkat ini juga dapat mengurangi lendutan akibat beban mati. Pada kondisi aksi komposit penuh, kekuatan penampang jauh lebih besar dari jumlah kekuatan
pelat dan balok penyanggah yang bekerja secara terpisah sehingga menimbulkan adanya kapasitas cadangan yang tinggi.
Selain berbagai keuntungan yang bisa didapat dari sistem komposit di atas, juga ada beberapa hal yang harus jadi pertimbangan dalam merencanakan balok
komposit Salmon: 1995, yaitu: a.
Pengaruh kontinuitas, karena hanya bagian pelat beton tertekan yang dianggap efektif sehingga pada daerah momen negatif pada balok menerus
keuntungan aksi komposit berkurang.
b. Lendutan jangka panjang, jika sistem komposit memikul sebagian besar
beban hidup atau jika beban hidup terus bekerja dalam waktu lama.
2.3.4 Lebar Efektif
