1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan
309
atas tidak berlaku untuk batang bulat dalam tarik. Batang-batang yang ditentukan oleh gaya tarik, namun dapat berubah menjadi tekan yang tidak
dominan pada kombinasi pembebanan yang lain, tidak perlu memenuhi batas kelangsingan batang tekan.
Gambar 6.30. Faktor panjang efektif pada kondisi ideal
Sumber: Salmon dkk, 1991
Panjang tekuk
Nilai faktor panjang tekuk kc bergantung pada kekangan rotasi dan translasi pada ujung-ujung komponen struktur. Untuk komponen struktur tak-
bergoyang, kekangan translasi ujungnya dianggap tak-hingga, sedangkan untuk komponen struktur bergoyang, kekangan translasi ujungnya dianggap
nol. Nilai faktor panjang tekuk kc yang digunakan untuk komponen struktur dengan ujung-ujung ideal ditunjukkan pada Gambar 6.30.
6.4.4. Batang Lentur
Batang lentur didefinisikan sebagai batang struktur yang menahan
baban transversal atau beban yang tegak lurus sumbu batang. Batang- batang lentur pada struktur yang biasanya disebut gelagar atau balok bisa
dikategorikan sebagai berikut: −
Joist: adalah susunan gelagar-gelagar dengan jarak yang cukup dekat antara satu dan yang lainnya, dan biasanya berfungsi untuk
menahan lantai atau atap bangunan
Di unduh dari : Bukupaket.com
1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan
310
− Lintel: adalah balok yang membujur pada tembok yang biasanya
berfungsi untuk menahan beban yang ada di atas bukaan-bukaan dinding seperti pintu atau jendela
− Balok spandrel: adalah balok yang mendukung dinding luar
bangunan yang dalam beberapa hal dapat juga menahan sebagian beban lantai
− Girder: adalah susunan gelagar-gelagar yang biasanya terdiri dari
kombinasi balok besar induk dan balok yang lebih kecil anak balok
− Gelagar tunggal atau balok tunggal
Gelagar biasanya direncanakan sebagai gelagar sederhana simple beam
dengan perletakan sendi-rol, perletakan jepit, jepit sebagian atau sebagai balok menerus.
Gelagar atau balok pada umumnya akan mentransfer beban vertikal sehingga kemudian akan terjadi lenturan. Pada saat mengalami lenturan,
bagian atas dari garis netral tertekan dan bagian bawah akan tertarik, sehingga bagian atas terjadi perpendekan dan bagian bawah terjadi
perpanjangan.
Struktur balok sebagai batang lentur harus memenuhi tegangan lentur yang diijinkan
. Tegangan lentur balok adalah hasil pembagian antara perkalian momen lentur dan jarak dari serat penampang terjauh ke
garis netral, dengan momen inersia penampang. Menurut AISC, pada kondisi umum tegangan lentur yang diijinkan
sebesar: F
b
= 0.66 F
y .
Batang lentur juga harus memenuhi syarat-syarat
kekompakan sayap profil batang baja dan tunjangan lateral dari
sayap tekan. Batang lentur kompak didefinisikan sebagai batang yang
mampu mencapai batas momen plastisnya sebelum terjadi tekuk
pada batang tersebut. Hampir semua profil W dan S mempunyai
sifat kompak.
Tunjangan lateral dari gelagar
Apabila ada beban transversal yang bekerja pada
gelagar maka sayap tekan akan bertingkah laku dalarn cara yang
sama seperti sebuah kolom. Apabila panjang gelagar bertam-
Gambar 6.31. Ikatan lateral sistem rangka lantai satu atap
Sumber: Sagel dkk, 1993
Di unduh dari : Bukupaket.com
1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan
311
bah, maka sayap tekan bisa mengalami tekukan. Terjadinya perpindahan ini pada sumbu yang lebih lemah akan menyebabkan timbulnya puntiran yang
akhirnya bisa menyebabkan terjadinya keruntuhan. Batang-batang yang mengalami pembengkokan bukan pada sumbu utamanya tidak memerlukan
konstruksi ikatan. Namun demikian batang-batang tersebut harus memenuhi syarat-syarat yang dimuat dalam AISCS 1.9.2. Struktur kotak biasanya tidak
memerlukan konstruksi ikatan menurut ketentuan dalarn AISCS 1.5.1.4. 1. dan 1.5.1.4.4. Batang-batang yang mengalami pembengkokan pada sumbu
utamanya, perlu mendapatkan konstruksi ikatan pada sayap tekannya untuk mencegah terjadinya ketidakstabilan lateral.
Untuk menentukan bentuk tunjangan lateral, diperlukan suatu penilaian tertentu sesuai dengan keadaan yang dihadapi. Sebuah gelagar yang
dibungkus dengan beton dapat dikatakan telah dilengkapi dengan tunjangan lateral pada seluruh bentangnya. Balok bersilangan yang mengikat gelagar
yang satu dengan gelagar yang lainnya apabila disambung dengan baik pada sayap tekan, juga merupakan suatu tunjangan lateral. Dalam hal ini
perlu diperhatikan bahwa balok silang tersebut harus rnempunyai kekakuan yang cukup baik. Kadang-kadang kita perlu memberikan ikatan diagonal
pada suatu bagian tertentu untuk mencegah terjadinya pergerakan pada kedua arah. Konstruksi ikatan seperti yang diperlihatkan pada Gambar 6.31.
dapat memberikan kekakuan pada beberapa bagian lainnya.
Lantai metal dalam beberapa hal bukanlah merupakan konstruksi ikatan lateral. Setelah diberikan sambungan-sambungan secukupnya,
barulah lantai metal dapat dianggap sebagai konstruksi ikatan lateral. Kasus-kasus tunjangan parsial sebagian bisa diubah menjadi tunjangan
sepenuhnya dengan melipat gandakan jarak celahnya. Misalnya lantai yang dipaku mati setiap empat ft bisa dianggap sebagai sepertiga dari tunjangan
lateral yang utuh, dan pada jarak 12 ft lantai tersebut akan merupakan suatu tunjangan yang utuh.
Gaya geser
Pada sebuah gelagar yang diberikan beban berupa momen lentur positif, serat-serat bagian bawah batang tersebut akan mengalami
perpanjangan, sedang serat-serat bagian atasnya akan mengalami perpendekan dan pada sumbu netralnya panjang serat tidak akan
mengalami perubahan lihat Gambar 6.32.
Gambar 6.32. Deformasi lentur dan sebuah gelagar
Sumber: Salmon dkk, 1991
Di unduh dari : Bukupaket.com
1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan
312 Gambar 6.33. Lenturan pada gelegar yang terdiri dari papan-papan yang
disusun
Sumber: Salmon dkk, 1991
Karena adanya deformasi yang bervariasi ini, maka tiap-tiap serat mempunyai kecenderungan untuk bergeser terhadap serat lainnya. Kalau
sebuah gelagar dibentuk dari lembaran-lembaran papan yang disusun sedemikian rupa sehingga papan yang satu berada di atas papan yang lain
dan kemudian diberi beban transversal, maka akan terjadi suatu konfigurasi seperti yang bisa kita lihat pada Gambar 6.33 a.
Kalau papan-papan tersebut disambung antara yang satu dengan yang lainnya seperti yang terlihat pada Gambar 6.33b, maka
kecenderungan untuk terjadinya pergeseran antara papan yang satu dengan papan yang lainnya akan di tahan oleh kemampuan daya tahan terhadap
geseran dari alat penyambungnya. Untuk sebuah gelagar tunggal, kecenderungan untuk bergeser ditahan oleh kekuatan daya tahan terhadap
geser dari materialnya.
Menurut AISC, pada kondisi umum tegangan lentur yang diijinkan sebesar: F
v
= 0.40 F
y .
Lubang-lubang pada gelagar
Sedapat mungkin lubang-lubang pada gelagar harus dihindarkan. Apabila lubang-lubang mutlak diperlukan, harus diusahakan untuk
menghindari adanya lubang pada badan profil yang mengalami gaya geser besar dan pada bagian sayap yang mengalami beban momen besar.
Sambungan ujung gelagar yang menggunakan baut pada
badan profil yang tipis dapat menciptakan suatu kondisi ro-
beknya badan profil. Keruntuhan dapat terjadi akibat kombinasi
bekerjanya gaya geserlintang me- lalui baris-baris baut dan gaya
tarikan pada penampang bidang baut.
Gambar 6.34. Contoh lubang pada sayap gelagar
Sumber: Salmon dkk, 1991
Di unduh dari : Bukupaket.com
1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan
313 Gambar 6.35. Lubang pada gelagar
Sumber: Salmon dkk, 1991
Keruntuhan badan profil
Gelagar dapat mengalami kegagalan dalam menjalankan fungsinya akibat terjadinya keruntuhan pada badan profil, serta pada titik-titik
terdapatnya konsentrasi tegangan yang besar karena bekerjanya beban terpusat atau adanya reaksi perletakan. Hal ini dapat dicegah dengan
memakai pengaku-pengaku badan vertikal. Keruntuhan terjadi pada ujung rusuk badan, pada titik gelagar menyalurkan tekanan dari sayap yang relatif
lebar ke badan profil yang sempit. Dalam perhitungan tegangan pada badan profil bekerja menyebar sepanjang badan, dengan sudut 45°.
Lenturan
Lenturan dari sebuah batang struktur merupakan fungsi dari momen inersianya. Lenturan yang diijinkan pada gelagar biasanya dibatasi oleh
peraturan dan perlu diperiksa dalam proses pemilihan gelagar. Menurut AISC batas lenturan terhadap beban hidup dari gelagar yang menyangga
langit-langit sebesar 1360 panjang bentangnya.
Gambar 6.36. Keruntuhan badan gelagar
Sumber: Salmon dkk, 1991
Di unduh dari : Bukupaket.com
1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan
314 6.4.5. Kombinasi Lentur dan Gaya Aksial
Hampir semua batang pada struktur memikul momen lentur dan beban axial, baik tarik ataupun tekan. Bila salah satu relatif kecil, pengaruhnya
biasanya diabaikan dan batang direncanakan sebagai balok, sebagai kolorn dengan beban aksial, atau sebagai batang tarik. Dalam banyak hal, kedua
pengaruh tersebut tidak dapat diabaikan dan kelakuan akibat beban gabungan harus diperhitungkan dalam perencanaan. Batang yang memikul
tekanan aksial dan momen lentur disebut balok-kolom.
Oleh karena batang mengalami lentur, semua faktor lenturan, geser, serta puntir atau torsi berlaku di sini, terutama faktor yang berkaitan dengan
stabilitas, seperti tekuk puntir lateral dan tekuk setempat pada elemen tekan. Bila lentur digabungkan dengan tarikan aksial, kemungkinan menjadi tidak
stabil berkurang dan kelelehan yielding biasanya membatasi perencanaan. Untuk gabungan lentur dengan tekanan aksial, kemungkinan menjadi tidak
stabil meningkat dan semua pertimbangan yang terkait dengan batang tekan juga berlaku. Disamping itu, bila batang memikul tekanan aksial, batang
akan mengalami momen lentur sekunder yang sama dengan gaya tekan aksial kali lendutan.
Beberapa kategori gabungan lentur dan beban aksial bersama dengan ragam kegagalan mode of failure yang mungkin terjadi dapat diringkas
sebagai berikut: −
Tarikan aksial dan lentur: kegagalan biasanya karena leleh −
Tekanan aksial dan lentur terhadap satu sumbu: kegagalan disebabkan oleh ketidakstabilan pada bidang lentur, tanpa puntir.
contoh, balok-kolom dengan beban transversal yang stabil terhadap tekuk puntir lateral
− Tekanan aksial dan lentur terhadap sumbu kuat: kegagalan
disebabkan tekuk puntir lateral −
Tekanan aksial dan lentur biaksial dua sumbu-penampang yang kuat terhadap puntir, kegagalan disebabkan oleh ketidak-stabilan
pada satu arah utama. Profil W biasanya termasuk kategori ini −
Tekanan aksial dan lentur biaksial-penampang, terbuka berdinding tipis penampang yang lemah terhadap puntir: kegagalan
disebabkan oleh gabungan puntir dan lentur. −
Tekanan aksial, lentur biaksial, dan puntir: kegagalan akan disebabkan oleh gabungan puntir dan lentur bila pusat geser tidak
terletak pada bidang lentur. Oleh karena banyaknya ragam kegagalan, kelakuan yang beraneka
ragam ini umumnya tidak dapat disertakan dalam cara perencanaan yang sederhana. Prosedur-prosedur perencanaan yang ada dapat dibedakan atas
tiga kategori berikut: 1 pembatasan tegangan gabungan; 2 rumus interaksi semi empiris berdasarkan metode tegangan kerja working stress,
dan 3 prosedur interaksi semi empiris berdasarkan kekuatan batas.
Di unduh dari : Bukupaket.com
1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan
315
Pembatasan tegangan gabungan biasanya tidak menghasilkan kriteria yang tepat kecuali ketidak-stabilan dicegah atau faktor keamanannya
besar. Persamaan interaksi mendekati kelakuan yang sebenarnya karena persamaan ini memperhitungkan keadaan stabilitas yang biasanya dijumpai.
Rumus Spesifikasi AISC untuk balok-kolom merupakan jenis interaksi.
6.4.6. Gelagar Plat
