III. 3 FENOMENA BLOK GESER SHEAR BLOCK
Universitas Sumatera Utara
Komponen struktur tekan dengan sambungan baut pada ujungnya seringkali digunakan sebagai struktur dasar pada sistem rangka dan
penyokong struktural. Komponen struktur tersebut di desain untuk mengurangi kelenturan dari penampang kasar, keruntuhan minimum dari
penampang netto dan keruntuhan blok geser selama masa layan dari struktur tersebut.
Blok geser dikenal sebagai model keruntuhan yang potensial untuk mengontrol kapasitas beban dari berbagai tipe sambungan baut yang
berbeda, termasuk sambungan geser pada tepi balok pelindung coped beam,
sambungan pada komponen struktur yang memikul gaya tarik dan sambungan dengan plat buhultatakan gusset plate. Fenomena ini
menunjukkan kombinasi dari keruntuhan tarik pada satu sisi dan keruntuhan geser pada sisi siku-sikunya. Tipikal mekanisme keruntuhan blok geser
untuk sambungan komponen yang memikul gaya tarik pada satu sudut dan pada plat buhul diperlihatkan pada gambar 3.11.
Gambar 3.15 Tipikal mekanisme keruntuhan blok geser
Universitas Sumatera Utara
“Blok” dimaksudkan dengan terjadinya mekanisme sobekan lubang baut pada plat sambungan dimana gaya-gaya tarik semakin bertambah besar
yang terjadi pada tepian blok tersebut tension failure dan gaya geser menyebabkan sobekan di sepanjang lubang baut shear plane. Peraturan
AISC-LRFD 2005 memberikan persamaan hitungan untuk memprediksikan kekuatan leleh dari geser blok. Prosedur pada AISC-LRFD mengasumsikan
bahwa ketika salah satu sisi, baik gaya tarik maupun gaya geser mencapai kekuatan maksimalnya maka sisi lainnya akan mengalami kelengkungan
yang maksimal pula. Asumsi ini menghasilkan dua kemungkinan mekanisme keruntuhan dimana mode pengontrolannya dengan mengambil
kondisi yang mengalami kekuatan fraktur terlebih dahulu. Pada mekanisme pertama diasumsikan bahwa beban keruntuhan
dicapai ketika kuat leleh terjadi di sepanjang sisi penampang netto dan kelengkungan maksimum terjadi di sepanjang sisi penampang kasar yang
mengalami geser. Kebalikannya, pada mekanisme kedua mode keruntuhan diasumsikan bahwa keruntuhan terjadi di sepanjang sisi penampang netto
ketika kelengkungan maksimum terjadi pada sisi penampang yang mengalami gaya tarik. Berdasarkan asumsi tersebut, maka kapasitas tahanan
tarik nominal blok geser dapat diperhitungkan menurut rumus:
Jika F
u
A
nt
≥ 0.6 F
u
. A
nv
3.11 Maka, Ø R
n
= [Ø 0.6 F
y
A
gv
+ F
u
A
nt
] ≤ [ Ø 0.6 F
u
A
nv
+ F
u
A
nt
] Jika F
u
A
nt
0.6 F
u
. A
nv
3.12 Maka, Ø R
n
= [Ø 0.6 F
u
A
nv
+ F
y
A
gt
] ≤ [ Ø 0.6 F
u
A
nv
+ F
u
A
nt
] Dimana, Ø = 0.75
Universitas Sumatera Utara
A
gv
adalah luas penampang yang berhubungan dengan geser
A
gt
adalah luas penampang yang berhubungan dengan tarik
A
nv
adalah luas netto penampang yang berhubungan dengan geser
A
nt
adalah luas netto penampang yang berhubungan dengan tarik Sebuah bangunan konstruksi baja mempunyai bagian-bagian yang
terdiri dari penyokong lateral dan rangka-rangka batang yang pada umumnya merupakan batang tarik. Desain kapasitas yang diizinkan diatur
dengan kondisi yang telah disebutkan diatas. Penyokong lateral pada umumnya didesain menggunakan batang tarik siku tunggal, batang tarik
siku ganda atau dengan profil T-beam yang disambung menggunakan baut kekuatan tinggi. Sebagai sebuah fungsi geometri yang terbatas pada
sambungan, batang-batang tarik tersebut tidaklah tersambung secara keseluruhan pada elemen-elemen tersebut. Bagaimanapun, pertimbangan
adanya kelambanan sesar shear lag yang terjadi pada kapasitas penampang pecah netto termasuk didalamnya.
Idealnya, pada situasi penempatan dari alat penyambung atau titik pusat dari alat penyambung bila jumlah dari garis berat batang tarik banyak
digunakan harus di sepanjang poros titik pusat dari penampang ini. Namun, sering kali lokasi dari garis berat baut tidak di sepanjang poros titik pusat
dari penampang. Ini dikarenakan bentuk geometri dan posisi dari penampang yang dirangkaikan kepada sambungan. Kemudian juga
kemungkinan bahwa lokasi dari garis netral penampang yang berpengaruh kepada elemen penampang tidak sesuai dengan hasil fabrikasi dari lubang
baut atau mengizinkan untuk digunakan pada penyusutan minimum yang dibutuhkan oleh putaran kunci baut.
Universitas Sumatera Utara
Perbedaan diantara titik pusat dari grup baut dan garis netral dari penampang adalah adanya eksentrisitas pada sambungannya. Pada
spesifikasi berikutnya, efek dari kerugian pada eksentrisitas sambungan
dihitung melalui faktor U shear lag factor. Walaupun tidak secara eksplisif disebutkan, faktor U secara empiris berdasarkan penelitian tes
eksperimental tidak dapat dilepaskan dari subyek yaitu kombinasi kelambanan sesar dan efek gaya lengkung.
Menurut LRFD 1995 bagian J1.8 dan bagian komentar J1.8, batang-batang tarik seperti batang tarik tunggal dan batang tarik ganda serta
penampang sejenis yang tidak mengalami kelelahan pembebanan fatique loading
tidak perlu di desain untuk kelengkungan akibat eksentrisitas sambungan. Karena itu, efek dari gaya lengkung akibat eksentrisitas
sambungan tidak diperhitungkan untuk menghasilkan reduksi pada kapasitas penampang.
III. 4 EFEK MOMEN PADA BATANG TARIK PROFIL T-BEAM
Kategori