1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan
302 Ekonomis mengutamakan pada keseluruhan persyaratan biaya
material, pelaksanaan konstruksi dan tenaga kerja, mulai tahapan perencanaan, pabrikasi, pendirian dan pemeliharaan struktur.
Secara umum ada dua filosofi perencanaan yang dipakai dewasa ini, yaitu:
Filosofi perencanaan tegangan kerja-elastis working stress design,
elemen struktural harus direncanakan sedemikian rupa hingga tegangan yang dihitung akibat beban kerja, atau servis, tidak melampaui
tegangan ijin yang telah ditetapkan. Tegangan ijin ini ditentukan oleh peraturan bangunan atau spesifikasi untuk mendapatkan faktor
keamanan terhadap tercapainya tegangan batas, seperti tegangan leleh minimum atau tegangan tekuk buckling. Tegangan yang dihitung harus
berada dalam batas elastis, yaitu tegangan sebanding dengan regangan.
Filosofi perencanaan keadaan batas limit state. Filosofi ini meliputi
metoda vang umumnya disebut perencanaan kekuatan batas, perencanaan kekuatan, perencanaan plastis, perencanaan faktor
beban, perencanaan batas, dan yang terbaru perencanaan faktor daya tahan dan beban LRFDLoad and Resistance Factor Design.
Keadaan batas adalah istilah umum yang berarti suatu keadaan pada struktur bangunan di mana bangunan tersebut tidak bisa memenuhi
fungsi yang telah direncanakan.
Keadaan batas dapat dibagi atas kategori kekuatan strength dan kemampuan layan serviceability.
− Keadaan batas kekuatan atau keamanan adalah kekuatan daktilitas
maksimum biasa disebut kekuatan plastis, tekuk, lelah fatigue, pecah fracture, guling, dan geser.
− Keadaan batas kemampuan layan berhubungan dengan penghunian
bangunan, seperti lendutan, getaran, deformasi permanen, dan retak.
Dalam perencanaan keadaan batas, keadaan batas kekuatan atau batas yang berhubungan dengan keamanan dicegah dengan mengalikan
suatu faktor pada pembebanan. Berbeda dengan perencanaan tegangan kerja yang meninjau keadaan pada beban kerja, peninjauan pada
perencanaan keadaan batas ditujukan pada ragam keruntuhan failure mode
atau keadaan batas dengan membandingkan keamanan pada kondisi keadaan batas.
6.4.2. Batang Tarik
Batang tarik didefinisikan sebagai batang-batang dari struktur yang dapat menahan pembebanan tarik yang bekerja searah dengan sumbunya.
Batang tarik umumnya terdapat pada struktur baja sebagai batang pada elemen struktur penggantung, rangka batang jembatan, atap dan menara.
Selain itu, batang tarik sering berupa batang sekunder seperti batang untuk
Di unduh dari : Bukupaket.com
1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan
303
pengaku sistem lantai rangka batang atau untuk penumpu antara sistem dinding berusuk bracing.
Batang tarik dapat berbentuk profil tunggal ataupun variasi bentuk dari susunan profil tunggal. Bentuk penampang yang digunakan antara lain
bulat, plat strip, plat persegi, baja siku dan siku ganda, kanal dan kanal ganda, profil WF, H, I, ataupun boks dari susunan profil tunggal. Secara
umum pemakaian profil tunggal akan lebih ekonomis, namun penampang tersusun diperlukan bila:
− Kapasitas tarik profil tunggal tidak memenuhi
− Kekakuan profil tunggal tidak memadai karena kelangsingannya
− Pengaruh gabungan dari lenturan dan tarikan membutuhkan
kekakuan lateral yang lebih besar −
Detail sambungan memerlukan penampang tertentu −
Faktor estetika.
Kekakuan batang tarik
Kekakuan batang tarik diperlukan untuk menjaga agar batang tidak terlalu fleksibel. Batang tarik yang terlalu panjang akan memiliki lendutan
yang sangat besar akibat oleh berat batang itu sendiri. Batang akan bergetar jika menahan gaya-gaya angin pada rangka terbuka atau saat batang harus
menahan alat-alat yang bergetar.
Kriteria kekakuan didasarkan pada angka kelangsingan slenderness ratio
, dengan melihat perbandingan Lr dari batang, di mana L=panjang batang dan r=jari-jari kelembaman
Biasanya bentuk penampang batang tidak berpengaruh pada kapasitas daya tahannya terhadap gaya tarik. Kalau digunakan alat-alat
penyambung baut atau paku keling, maka perlu diperhitungkan konsentrasi tegangan yang terjadi disekitar alat penyambung yang dikenal dengan istilah
Shear lag . Tegangan lain yang akan timbul adalah tegangan lentur apabila
titik berat dari batang-batang yang disambung tidak berimpit dengan garis sumbu batang. Pengaruh ini biasanya diabaikan, terutama pada batang-
batang yang dibebani secara statis. Menurut spesifikasi ini tegangan yang diizinkan harus ditentukan
baik untuk luas batang bruto maupun untuk luas efektif netto. Biasanya tegangan pada luas penampang bruto harus direncanakan lebih rendah dari
besarnya tegangan leleh untuk mencegah terjadinya deformasi yang besar, sedang luas efektif netto direncanakan untuk mencegah terjadinya
keruntuhan lokal pada bagian-bagian struktur.
Pada perhitungan-perhitungan dengan luas efektif netto perlu diberikan koefisien reduksi untuk batang tarik. Hal ini bertujuan untuk
mengatasi bahaya yang timbul akibat terjadinya Shear lag. Tegangan geser yang terjadi pada baut penyarnbung akan terkonsentrasi pada titik
sambungannya. Efek dari Shear lag ini akan berkurang apabila alat penyambung yang digunakan banyak jumlahnya.
Di unduh dari : Bukupaket.com
1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan
304 Luas penampang bruto, netto dan efektif netto
Luas penampang bruto dari sebuah batang Ag didefinisikan sebagai hasil perkalian antara tebal dan lebar bruto batang. Luas penampang netto
didefinisikan sebagai perkalian antara tebal batang dan lebar nettonya. Lebar netto didapat dengan mengurangi lebar bruto dengan lebar dari
lubang tempat sambungan yang terdapat pada suatu penampang.
Gambar 6.25. Contoh aplikasi batang tarik
Sumber: Amon dkk, 1996
Di dalam AISCS ditentukan bahwa dalam menghitung luas netto
lebar dari paku keling atau baut harus diambil 116 in lebih besar dari
Di unduh dari : Bukupaket.com
1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan
305
dimensi nominal lubangnya dalam arah normal pada tegangan yang bekerja. AISC memberikan daftar hubungan antara diameter lubang dengan ukuran
alat penyambungnya. Untuk lubang-lubang standar, diameter lubang di ambil 116 in lebih besar dari ukuran nominal alat penyambung. Dengan
demikian di dalam menghitung luas netto, diameter alat penyambung harus ditambah 18 in atau d + 116 + 116.
Gambar 6.26. Beberapa tipe penampang batang tarik
Sumber: Salmon dkk, 1991
Batang tarik bulat
Batang tarik yang umum dan sederhana adalah batang bulat berulir. Batang ini biasanya merupakan batang sekunder dengan tegangan rencana
yang kecil, seperti a pengikat gording untuk menyokong gording pada bangunan industri Gambar 6.27a; b pengikat vertikal untuk menyokong
rusuk pada dinding bangunan industri; c penggantung, seperrti batang tarik yang menahan balkon Gambar 6.27c; dan d batang tarik untuk menahan
desakan pada pelengkung arch.
Batang tarik bulat sering digunakan dengan tarikan awal sebagai ikatan angin diagonal pada dinding, atap dan menara. Tarikan awal
bermanfaat untuk memperkaku serta mengurangi lendutan dan getaran yang cenderung menimbulkan kehancuran lelah pada sambungan. Tarikan
awal ini dapat diperoleh dengan merencanakan batang 116 in lebih pendek untuk setiap panjang 20 ft.
Batang-batang jadi
Jarak mendatar dari alat sambungan paku keling baut atau las setempat untuk dua buah pelat atau sebuah pelat dan sebuah perletakan rol
tidak boleh melebihi 24 kali ketebalan dari pelat yang paling tipis atau 12 in. Jarak mendatar dari baut, paku keling atau las setempat yang
menghubungkan dua atau lebih perletakan rol tidak boleh lebih dari 24 in.
Di unduh dari : Bukupaket.com
1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan
306
Untuk batang-batang yang dipisahkan oleh rusuk-rusuk berselang seling, jarak antar rusuk-rusuk penyambung tersebut harus dibuat
sedemikian rupa sehingga perbandingan kerampingan dari tiap komponen yang panjangnya diambil sebesar jarak antara alat-alat penyambung dari
rusuk, tidak boleh melampaui 240.
Pelat penutup berlubang atau pelat pengikat seperti terlihat pada Gambar 6.28 bisa digunakan pada bagian yang terbuka dari batang tarik
jadi. Pelat pengikat tersebut harus direncanakan berdasarkankan kriteria- kriteria berikut ini:
− Jarak antara pelat harus diambil sedemikian rupa hingga
perbandingan kerampingan dari tiap komponen yang berada di antara kedua pelat tersebut tidak melampaui 240.
− Panjang tinggi dari pelat pengikat tidak boleh kurang dari dua
pertiga jarak horisontal dari alat penyambung paku keling, baut atau las yang menghubungkan alat tersebut dengan komponen dari
batang jadi. −
Tebalnya alat penyambung tidak boleh kurang dari A dari jarak horisontal tersebut.
− Jarak vertikal dari alat-alat penyambung yang terdapat pada pelat
pengikat seperti paku keling, baut atau las tidak boleh melampaui 6 in.
− Jarak minimum dari alat-alat penyambung seperti tersebut di atas ke
tepi-tepi pelat pengikat sesuai persyaratan.
−
Gambar 6.27. Pemakaian batang tarik bulat
Sumber: Salmon dkk, 1991
Di unduh dari : Bukupaket.com
1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan
307 Gambar 6.28. Jarak antar pelat yang dibutuhkan batang tarik
Sumber: Amon dkk, 1996
6.4.3. Batang Tekan