y x
x
c I
S
x y
y
c I
S
y x
x
c I
S
Gambar 2.10 Modulus Penampang Berbagai Tipe Profil Simetri
Agus Setiawan: 2008.
2.5.3.1 Balok Terkekang Lateral
Distribusi tegangan pada sebuah penampang WF akibat momen lentur, diperlihatkan pada Gambar 2.6. Pada daerah beban layan, penampang masih
elastis Gambar 2.6a, kondisi elastik berlangsung hingga tegangan pada serat terluar mencapai kuat lelehnya f
y
. Setelah penampang mencapai regangan leleh ε
y
, regangan akan terus naik tanpa diikuti kenaikan tegangan Gambar 2.7.
Gambar 2.11 Distribusi Tegangan pada level Beban Bekerja
Agus Setiawan: 2008
Pada saat kuat leleh tercapai pada serat terluar Gambar 2.6b, tahanan momen nominal sama dengan momen leleh M
yx
, yang besarnya adalah:
y x
yx x
f S
M M
2.9 Ketika keadaan pada Gambar 2.6d tercapai, semua serat dalam penampang
melampaui regangan lelehnya, dan keadaan ini dinamakan kondisi plastis. Tahanan momen nominal dalam kondisi ini dinamakan momen plastis M
p
, yang besarnya:
Z f
dA y
f M
y A
y p
2.10 Dengan Z dikenal sebagai modulus plastis.
Gambar 2.12
Diagram Tegangan-Regangan Material Baja Agus Setiawan: 2008
Ketika tahanan momen plastis M
p
tercapai, penampang akan terus mengalami deformasi dengan tahanan lentur konstan sebesar M
p
. Kondisi ini dinamakan sendi plastis. Pada suatu balok dengan perletakan sederhana sendi-
rol, keberadaan sendi plastis pada daerah tengah bentang akan menimbulkan
suatu kondisi yang tidak stabil. Keadaan ini dinamakan sebagai mekanisme keruntuhan. Secara umum, kombinasi dari 3 sendi sendi sebenarnya dan sendi
plastis akan mengakibatkan mekanisme keruntuhan Setiawan:2008.
2.5.3.2 Desain Balok Terkekang Lateral
Tahanan balok dalam desain LRFD harus memenuhi persyaratan:
u n
b
M M
2.11
Dengan: ϕ
b
= 0,90 M
n
= tahanan momen nominal M
u
= momen lentur akibat beban terfaktor
Dalam perhitungan tahanan momen nominal dibedakan antara penampang kompak, tak kompak, dan langsing seperti halnya saat membahas batang tekan.
Batasan penampang kompak, tak kompak, dan langsing adalah: 1. Penampang kompak
: λ λ
p
2. Penampang tak kompak :
λ
p
λ λ
r
3. Langsing :
λ λ
r
Tahanan momen nominal untuk balok terkekang lateral dengan penampang kompak adalah:
y p
n
f Z
M M
2.12
Dengan:
M
p
= tahanan momen plastis Z
= modulus plastis f
y
= kuat leleh
Gambar 2.13 Tahanan Momen Nominal Penampang Kompak dan Tak Kompak
Agus Setiawan: 2008.
Tahanan momen nominal pada saat λ λ
r
adalah:
S f
f M
M
r y
r n
2.13 Dengan:
f
y
= tahanan leleh f
r
= tegangan sisa S
= modulus penampang Besarnya tegangan sisa untuk penampang gilas panas f
r
= 70 MPa, dan untuk penampang yang dilas f
r
= 115 MPa.
Untuk penampang tak kompak dengan nilai λ
p
λ λ
r
, maka besarnya tahanan momen nominal dihitung dengan melakukan interpolasi linear. Langkah
ini menghasilkan persamaan sabagai berikut:
r p
r p
p p
r r
n
M M
M
2.14
Dengan: λ
= kelangsingan penampang balok = b2t
f
λ
r
, λ
p
= ditampilkan dalam tabel 7.5-1 Peraturan Baja SNI 03-1729-2002
2.5.3.3 Beban Terpusat pada Balok
