Penentuan kapasitas momen batas bergantung pada letak garis netral. Garis netral dapat berpotongan pada pelat beton atau dapat juga berpotongan pada
balok baja. Jika garis netral berpotongan pada pelat beton, maka pelat beton dapat dikatakan memadai, yang berarti bahwa pelat mampu menahan gaya tekan total.
Jika garis netral berpotongan pada balok baja, maka pelat beton dianggap tidak memadai, yang berarti bahwa pelat beton hanya mampu menahan sebagian dari
gaya tekan dan sisanya ditahan oleh balok baja.
2.6.1 Garis Netral Berpotongan pada Pelat Beton
Keadaan untuk garis netral yang berpotongan pada pelat ditunjukkan oleh Gambar 2.11b. Dengan memakai anggapan blok tegangan segi empat Whitney,
yaitu tegangan merata sebesar 0.85 f’
c
yang bekerja sepanjang tinggi a, maka gaya tekan batas C didapat melalui persamaan:
a b
f C
eff c
. .
. 85
,
2.22 Gaya tarik batas T adalah kekuatan leleh balok kali luasnya:
y s
f A
T .
2.23 Dengan menyamakan antara harga C dan T maka didapat harga a, yaitu sebesar:
eff c
y s
b f
F A
a .
. 85
,
2.24
Dengan: t
a
Dari gambar juga didapat nilai d
1
yaitu:
2 2
1
a t
d d
2.25 Dengan demikian didapat kapasitas momen batas M
u
menjadi:
1 1
. .
d T
d C
M
u
2.26 Karena pelat beton dianggap memadai, maka pelat mampu menahan gaya tekan
yang sama dengan kapasitas leleh balok baja penuh. Dengan merumuskan momen batas sebagai fungsi dari gaya pada baja, diperoleh persamaan:
2
2 .
a t
d f
A M
y s
u
2.27 dengan:
C = gaya tekan pada balok baja
f’
c
= tegangan ijin tekan beton f
y
= tegangan leleh baja b
eff
= lebar efektif pelat d
= tinggi balok baja t
= tebal pelat Prosedur yang umum ialah menentukan tinggi blok tegangan a dengan Persamaan
2.24, dan jika didapati bahwa a lebih kecil dari tebal pelat t, maka asumsi harus diubah. Hal ini menyatakan bahwa pelat beton tidak cukup kuat untuk
mengimbangi gaya tarik yang timbul pada profil baja.
2.6.2 Garis Netral Berpotongan pada Balok Baja
Pada keadaan dimana didapati bahwa tinggi blok tegangan a yang dihitung dengan persamaan 2.24 melampaui tebal pelat t, distribusi tegangan akan seperti
diperlihatkan pada Gambar 2.11c. Pada keadaan ini, maka garis netral berpotongan pada balok baja. Dengan demikian maka gaya tekan batas pada pelat
beton C
c
menjadi: t
b f
C
eff c
c
. .
. 85
,
2.28 Gaya tekan pada balok baja yang dihasilkan oleh bagian balok yang berada di atas
garis netral ditunjukkan pada Gambar 2.11c sebagai C
s
sebesar:
y s
s
f A
C .
2.29 Gaya tarik batas
T’ yang sekarang menjadi lebih kecil dari A
s
f
y
. Gaya tarik ini harus sama dengan jumlah gaya-gaya tekan, seperti ditunjukkan persamaan
berikut:
s c
C C
T
2.30 Juga diketahui:
s y
s
C f
A T
.
2.31 Dengan menyamakan Persamaan 2.30 dan 2.31 sebagai berikut:
s y
s s
c
C f
A C
C
.
2.32 Maka diperoleh nilai C
s
menjadi:
2
c y
s s
C f
A C
2.33 Dengan mensubstitusi nilai C
c
didapat:
2 .
. .
85 ,
t b
f f
A C
eff c
y s
s
2.34 Dengan menyertakan gaya tekan C
c
dan C
s
, persamaan kapasitas momen batas M
u
untuk keadaan garis netral yang berpotongan pada balok menjadi:
2 2
. .
d C
d C
M
s c
u
2.35 Dimana
d’
2
dan d”
2
adalah lengan momen seperti ditunjukkan pada Gambar 2.11c.
Pada keadaan garis netral yang berpotongan pada balok, balok baja dianggap mengalami regangan plastik tarik dan tekan pada keadaan batas. Hal ini
berarti bahwa penampang baja tersebut memenuhi persyaratan penampang terpadu compact. Penampang terpadu adalah penampang yang memiliki proporsi
yang memungkinkan penampang tersebut mengembangkan kapasitas momen plastisnya Salmon: 1995.
2.7 Alat Penyambung Geser
