ini adalah seperti pada Gambar III.4.4f. Konfigurasi tersebut tidak optimum untuk kondisi beban vertikal maupun beban lateral, tetapi dapat memenuhi kondisi simultan kedua jenis
pembebanan tersebut. Rangka yang terlihat pada Gambar III.4.4f menunjukkan karakteristik kebanyakan
desain rangka. Disekitar titik hubung sering dilakukan pembesaran penampang atau penguatan yang merefleksikan fakta bahwa momen di bagian tersebut lebih besar
dibandingkan dengan bagian lain.
III.5. Kriteria Desain dan Analisis
Untuk melakukan analisis maupun mendisain dari sutau struktur perlu ditetapkan kriteria yang dapat digunakan sebagai dasar untuk menentukan pendimensianpemodelan
struktur tersebut. Kriteria – kriteria tersebut adalah sebagai berikut :
A. Kemampuan Layanan Service ability
Struktur harus mampu memikul beban rancang secara aman, tanpa kelebihan tegangan pada material dan mempunyai batas deformasi yang masih dalam daerah yang
diizinkan. Kemampuan suatu struktur untuk memikul beban tanpa mengalami kelebihan tegangan diperoleh dengan menggunakan faktor keamanan dalam mendesain elemen struktu.
Dengan memilih ukuran serta bentuk dari struktur dan tentu saja materialnya, taraf tegangan pada struktur dapat ditentukan pada taraf yang masih dapat diterima secara aman, sehingga
kelebihan tegangan pada material tidak terjadi. Pada dasarnya kriteria kekuatan merupakan hal yang sangat penting.
Aspek lain mengenai kemampuan layanan suatu struktur adalah mengenai deformasi yang diakibatkan oleh beban, deformasi yang ditimbulkan haruslah masih dalam batas yang
telah ditetapkan. Deformasi yang berlebihan dapat menyebabkan terjadinya kelebihan tegangan pada suatu bagian struktur. Defleksi atau deformasi yang besar dapat diasosiasikan
dengan struktur yang tidak aman, apabila deformasi yang didesain besar, maka deformasi tersebut haruslah didontrol dengan memvariasikan kekakuan struktur.
Universitas Sumatera Utara
B. Efisiensi
Kriteria ini mencakup juga tujuan untuk mendisain struktur yang relatif lebih ekonomis. Ukuran yang sering digunakan adalah banyaknya material yang diperlukan untuk
memikul beban yang diberikan pada ruang dalam kondisi dan kendala yang ditentukan. Respons struktur di setiap bentangnya tentu saja berbeda – beda, untuk itu perencanaan dapat
saja dibuat dengan mengambil momen maksimum yang terjadi, atau merencanakan dimensi sesuai dengan diagram momen yang terbentuk.
C. Konstruksi
Tinjauan konstruksi sering juga mempengaruhi pilihan struktural. Sangat mungkin terjadi bahwa perakitan elemen – elemen struktural akan efesien bila materialnya mudah
dirakit. Faktor umum yang mempengaruhi kemudahan pelaksanaan pada suatu struktur adalah tingkat kerumitan struktur tersebut, yang dinyatakan dalam banyaknya bagian – bagian
elemen yang terlibat dan derajat relatif usaha yang diperlukan dalam merakit bagian – bagian elemen tersebut sehingga menjadi suatu struktur secara utuh.
III.6. Hubungan antar Panjang Bentang dan Jenis Struktural
Panjang bentang selalu merupakan salah satu faktor penentu dalam memilih respons struktur untuk suatu situasi tertentu. Ada sistem struktural yang yang cocok untuk selang
bentang tertentu dan tidak cocok untuk lainnya.Untuk memberikan gambaran bagaimana setiap sistem dan materialnya dapat mempunyai bentang maksimum, Gambar III.6.1
mengilustrasikan interval bentang yang umum untuk setiap sistem struktur dan materialnya. Kegunaan bentang struktural akan jelas apabila kita mengingat bahwa momen desain
untuk suatu beban terdistribusikan merata sebanding dengan panjang bentang. Mengali panjang bengan dua misalnya, akan memperbesar momen menjadi empat kalinya. Tentu saja
ukuran elemen struktural yang ada sangat bergantung pada momen desain yang ada. Pendekatan untuk suatu pilihan sistem struktural juga bergantung pada faktor ini. Karena
Universitas Sumatera Utara
alasan itulah diperlukan sistem struktural yang dapat memberikan pilihan yang efisien untuk mengimbangi momen eksternal yang ada. Untuk suatu momen yang diberikan, besar gaya
atau tegangan internal yang timbul di daerah tarik maupun tekan bergantung langsung pada momen yang timbul. Semakin tinggi struktur tersebut semakin besar lengan momennya, dan
semakin kecil tegangan atau gaya tarik maupun tekan yang timbul.
Proses desain yang cocok untuk suatu interval bentang, menggunakan prinsip –prinsip yang telah disebutkan diatas. Kepekaan momen desain terhadap bentang adalah hal kritis.
Untuk bentang kecil, semua pilihan struktur pada Gambar III.6.1 memungkinkan untuk digunakan. Akan tetapi apabila bentangnya semakin besar, momen desainnya akan membesar,
beberapa bentang tersebut akan menjadi kurang layak. Elemen struktur bertinggi konstan, seperti balok misalnya, pada umumnya berukuran relatif dangkal sehingga penambahan
panjang bentang akan diikuti dengan bertambahnya besar tegangan dan gaya tarik serta tekan
Gambar III.6.1 Selang bentang untuk
berbagai jenis sistem struktur
[Lambert, F.W, STRUCTURAL STEEL WORK]
Universitas Sumatera Utara
yang membentuk kopel. Karena tinggi elemen struktur itu terbatas, maka penambahan ukuran bentang tidak selalu dapat diimbangi dengan menambah lengan momen maupun dengan cara
lain misalnya dengan cara memperlebar flens. Dengan demikian elemen struktur tersebut tidak cocok dengan bentang yang sangat besar. Kontrol defleksi juga mungkin merupakan
tinjauan yang menentukan. Tentu saja, apabila tinggi struktural selalu diperbesar mengikuti momen desain yang diakibatkan oleh bentang yang semakin besar, gaya internalnya dapat
dibuat tetap konstan. Hal inilah yang terjadi dalam pembentukan rangka batang, kabel, maupun pelengkung dan portal. Struktur tersebut relatif tinggi sehingga memberikan lengan
momen internal yang sangat besar. Dengan demikian gaya – gaya yang membentuk kopel tahanan dapat relatif kecil, dan strukturnya akan masih dapat memberikan momen tahanan
sangat besar. Jadi sstruktur tersebut dapat digunakan pada bentang yang besar.
III.7. Desain Balok Profil IWF Tersusun
Seperti terlihat pada Gambar III.6.1 profil IWF dari pabrik hanya mampu mencapai bentang sekitar 44 meter. Namun, kekuatan material dari baja sebenarnya dapat mencapai
bentang yang lebih besar lagi. Untuk mensiasati hal tersebut, baja IWF standard dari pabrikan dapat dimodifikasi dengan menambah inersia penampangnya, dengan cara menambah tinggi
ukuran penampang profil IWF tersebut. Hal ini dapat mengefektifkan kemampuan layanan dari baja IWF standar menjadi lebih besar dari normalnya. Tentu saja dalam melakukan
modifikasi terhadap penampang tersebut haruslah dilakukan dengan penuh perhitungan agar penampang tersebut dapat bekerja sesuai dengan batasan – batasan kekuatan yang diinginkan.
Baja IWF merupakan salah satu jenis material yang sangat mudah dimodifikasi, selain dapat dimodifikasi dengan cara menambah ukuran tinggi penampangnya, baja IWF juga dapat
dimodifikasi untuk menyesuaikan ukuran penampang profilnya dengan hasil dari momen desain struktural.
Universitas Sumatera Utara
Seperti halnya dalam perencanaan yang umum, kekuatan material, ukuran penampang, dan tentunya besarnya inersia dari penampang merupakan faktor – faktor penting
dalam hal pendisainnan suatu struktur. Kekuatan material yang dipakai umumnya seragam dan mempunyai ketetapan tersendiri sehingga tidak mungkin dimodifikasi, sedangkan ukuran
penampang dan inersia dari penampang dapat dirubah sesuai ketentuan dan keperluannya. Ada dua jenis modifikasi yang umum pada baja IWF, yaitu tappered beam dan
honeycomb beam. Pada tappered beam, ide modifikasinya adalah melakukan pendimensian penampang sesuai dengan kebutuhan momen desain pada setiap stationing struktural. Hasil
desainnya tentunya membuat ukuran penampang non-prismatis yang mengikuti alur dari diagram momen desain. Sedangkan yang kedua adalah honeycomb beam, ide modifikasinya
adalah menambah tinggi dari suatu profil baja IWF standard secara keseluruhan konstan sepanjang bentang untuk keperluan akan momen desain maksimum pada struktur. Hasil
desainnya tentunya membuat ukuran penampang yang lebih tinggi dari sebelumnya.
A. Tappered Beam
