Pendahuluan Batang tarik dapat dijumpai pada jembatan, rangka atap, tower, ikatan angin, sistem

ANALISIS BATANG TARIK Perancangan Struktur Gedung Metode LRFD – Elemen Aksial 37 P O L B A N P O L B A N

3.1 Pendahuluan Batang tarik dapat dijumpai pada jembatan, rangka atap, tower, ikatan angin, sistem

pengaku, dll. Pemilihan penampang batang tarik sangat sederhana karena tidak ada bahaya tekuk buckling sehingga untuk mendapat luas penampang yang diperlukan cukup menghitung beban terfaktor yang dipikul oleh batang dibagi dengan tegangan tarik rencana. Kemudian memilih profil sesuai dengan luas penampang yang diperlukan. Pemilihan tipe penampang batang yang digunakan lebih banyak dipengaruhi oleh sambungan. Bentuk batang tarik yang paling sederhana adalah batang bulat, tetapi sulit untuk disambungkan dengan struktur lain. Pada masa sekarang, batang bulat ini tidak banyak dipakai kecuali pada sistem pengaku dan rangka atap ringan. Ukuran batang bulat yang ada mempunyai kekakuan yang sangat kecil sehingga mudah melentur akibat berat sendiri. Kesulitan lain dari penggunaan batang bulat adalah dalam hal fabrikasi yang sesuai dengan ukuran panjang sehingga sulit dalam instalasi. Jika batang bulat digunakan dalam ikatan angin akan lebih baik jika diberikan gaya tarik awal yang akan mengikat struktur lebih kuat sehingga mengurangi goyangan. Untuk memberikan gaya tarik awal, batang bulat dibuat lebih pendek dari yang diperlukan sekitar 1,6 mm untuk setiap 6,0 m panjang batang. Dengan demikian tegangan awal yang dihasilkan sebesar 2 2 -3 kNm 333,3 53 kNm 000 000 200 ] , 6 10 x 6 , 1 [ = = = E f ε . Cara lain memberikan tegangan awal adalah dengan melengkapi batang bulat dengan sleeve nut atau turnbucke seperti dijelaskan dalam Bagian 8 dari AISC-LRFD. Pada awal penggunaan baja pada struktur, batang tarik terdiri dari batang bulat dan kabel. Sekarang, batang tarik banyak terdiri dari penampang siku tunggal, siku ganda, T, kanal, W, atau penampang ‘built-up’. Batang tarik pada rangka atap untuk elemen non-struktural dapat menggunakan siku tunggal dengan ukuran paling kecil 40x60x6, tetapi akan lebih baik mengapa? jika digunakan siku ganda yang dipasang saling membelakangi dengan jarak tertentu sebagai tempat pelat buhul untuk sambungan. Untuk siku ganda seperti ini, pada setiap jarak 1,2 – 1,5 m, keduanya harus dihubungkan satu sama lain. Mengapa? Penampang T sangat baik digunakan sebagai batang tarik untuk rangka dengan sambungan las karena ‘web’ badan dapat saling dihubungkan dengan mudah. Untuk jembatan dan rangka atap yang besar, batang tarik dapat terdiri dari kanal, penampang W atau S, atau ‘built up’ dari siku, kanal, dan pelat. Kanal tunggal sering digunakan karena eksentrisitas apa pengaruh eksentrisitas? yang kecil dan mudah disambung. Untuk berat yang sama, penampang W lebih kaku dibandingkan dengan penampang S sehingga akan dijumlai sedikit kesulitan dalam penyambungan penampang yang berlainan tingginya. Misalnya, W12x79, W12x72, dan W12x65 mempunyai tinggi yang berlainan masing-masing 12,38 in., 12,25 in., dan 12,12 in. 314,5 mm, 311,2 mm, dan 307,8 mm, sedangkan penampang S mempunyai tinggi nominal yang sama. Misalnya W12x50, S12x40,8 dan S12x35 mempunyai tinggi 12 in 304,8 mm. Meskipun penampang tunggal sedikit lebih ekonomis dibandingkan penampang ‘built up’, tetapi penampang ‘built up’ kadang-kadang digunakan jika perancang teknik tidak mendapatkan luas penampang atau kekakuan yang dibutuhkan dari penampang ANALISIS BATANG TARIK Perancangan Struktur Gedung Metode LRFD – Elemen Aksial 38 P O L B A N P O L B A N tunggal. Jika digunakan penampang ‘built up’ maka penting untuk menyediakan ruang kerja dan pengecatan. Batang yang terdiri dari lebih satu penampang perlu diikat. Pelat pengikat atau batang pengikat diletakan pada interval tertentu atau pelat berlubang dapat digunakan untuk tujuan ini. Pelat ini berguna untuk mendistribusikan gaya dan menjaga rasio kelangsingan masing-masing elemen penyusun dalam batas yang diijinkan selain untuk memudahkan pelaksanaan batang ‘built up’. Batang tunggal yang panjang seperti siku akan menyulitkan pelaksanaan karena fleksibel, tetapi akan lebih mudah untuk batang tersusun 4-siku seperti dalam Gambar 3.1. Gambar tersebut juga memperlihatkan jenis lain dari batang tarik. Pelat pengikat tidak boleh dianggap menambah luas efektif penampang. Karena pelat pengikat pelat kopel secara teoritis tidak memikul gaya yang ada dalam profil utama maka dimensinya biasa ditentukan oleh peraturan atau berdasarkan pertimbangan perancang teknik. Pelat berlubang perforated plate sangat efektif dalam menahan beban aksial. Kabel baja dibuat dari baja campuran alloy yang dicetak secara ‘cold-drawn’ sesuai dengan diameter yang diinginkan. Hasilnya adalah kabel dengan kekuatan 200 s.d. 250 ksi 1380 s.d. 1724 MPa yang sangat ekonomis untuk digunakan dalam jembatan suspensi, kabel penopang atap, kereta gantung, dll. Untuk memilih kabel biasanya perancang teknik harus mengacu pada katalog pabrik pembuat yang memberikan informasi tegangan leleh dan dimensi kabel yang diperlukan untuk gaya rencana. Gambar 3.1 Tipe Batang Tarik Batang bulat Profil W atau S Profil T Siku Pelat Profil Built-up Siku ganda Profil box Profil box Profil Built-up Profil Built-up Profil Built-up Batang bulat Profil W atau S Profil T Siku Pelat Profil Built-up Siku ganda Profil box Profil box Profil Built-up Profil Built-up Profil Built-up ANALISIS BATANG TARIK Perancangan Struktur Gedung Metode LRFD – Elemen Aksial 39 P O L B A N P O L B A N 3.2 Kuat Rencana Batang Tarik Suatu batang tarik dari baja daktil tanpa lubang atau ulir dapat menahan beban hancur lebih besar dari luas penampang bruto, A g , dikalikan tegangan lelehnya. Hal ini disebabkan adanya strain hardening. Suatu batang tarik yang dibebani hingga mencapai strain hardening akan memanjang cukup besar sebelum terjadi keruntuhan. Hal ini merupakan suatu kelebihan dan sekaligus kekurangan karena deformasi yang besar dapat menyebabkan keruntuhan elemen dan struktur. Untuk batang tarik dengan lubang, kemungkinan keruntuhan akan terjadi pada penampang netto yang melalui lubang. Beban runtuh ini bisa jauh lebih kecil dari beban yang diperlukan untuk membuat penampang bruto tidak melalui lubang untuk meleleh. Perlu disadari bahwa bagian dari batang yang berlubang biasanya lebih pendek dibandingkan panjang batangnya. Meskipun strain hardening bisa dicapai dengan cepat pada bagian penampang netto dari suatu batang, kelelehan tidak selalu merupakan kondisi batas yang menentukan, oleh karena itu perubahan panjang akibat leleh pada bagian kecil dari batang ini dapat diabaikan. Akibat dari penjelasan diatas, SNI 03-1729-2002 menyatakan bahwa kekuatan rancangan dari suatu batang tarik, φ t N n  Untuk kondisi batas kelelehan pada penampang bruto dimaksudkan untuk mencegah pertambahan panjang batang yang berlebihan , adalah nilai terkecil dari dua persamaan dibawah ini. N n = F y A g SNI Pers. 10.1.1-2a 3.1 N u = φ t F y A g dengan φ t  Untuk keruntuhan penampang netto pada lubang baut atau rivet = 0,90 N n = F u A e SNI Pers. 10.1.1-2b 3.2 N u = φ t F u A e dengan φ t = 0,75 Dalam rumus diatas F u adalah tegangan tarik ultimitputus dan A e adalah luas netto efektif yang dianggap menahan gaya tarik pada penampang yang melalui lubang. Luas penampang netto efektif bisa lebih kecil dari luas penampang netto aktual, A n , karena adanya konsentrasi tegangan dan faktor lain yang akan dijelaskan kemudian. Lihat Tabel 5.3 dalam SNI untuk nilai F y dan F u , dan dalam buku ini diberikan dalam Tabel 1.2. Kuat rencana yang dibahas disini tidak berlaku untuk batang bulat berulir atau elemen dengan lubang sendi seperti ‘eyebar’. Topik ini akan dibahas pada Sub Bab 4.3 dan 4.4. Fluktuasi tegangan biasanya bukan masalah dalam gedung karena perubahan beban jarang terjadi dan menghasilkan variasi tegangan yang kecil. Beban angin dan gempa tidak sering terjadi sehingga tidak ditinjau dalam desain terhadap fatik. Tetapi jika terdapat tegangan bolak-balik yang cukup sering terjadi maka fatik harus diperhitungkan. Hal ini akan dibahas dalam Sub Bab 4.5. ANALISIS BATANG TARIK Perancangan Struktur Gedung Metode LRFD – Elemen Aksial 40 P O L B A N P O L B A N

3.3 Luas Netto