II.6 Rasio Tegangan
Balok adalah komponen struktur yang fungsi utamanya memikul beban transversal, seperti beban tetapgravitasi dan beban hidup. Balok terdiri dari kombinasi komponen tarik
dan komponen tekan, sehingga konsep batang tarik dan batang tekan dapat digunakan pada perencanaan balok.Komponen tekan dari suatu balok disokong seluruhnya oleh komponen
tarik yang stabil. Jadi, tekuk global dari komponen tekan tidak terjadi sebelum kapasitas momen batas penampang belum tercapai.
Balok yang hanya memikul momen lentur murni saja jarang dijumpai dalam peraktek, dan biasanya juga mengalami gaya aksial. Komponen struktur seperti ini dikenal sebagai
balok-kolom yang akan dibahas lebih lanjut.
II.6.1 Penampang dengan lentur simetris
Suatu penampang yang mempunyai satu sumbu simetri dibebani momen lentur sembarang melalui titik pusat geser, maka momen lentur tersebut dapat diuraikan atas
komponen arah sumbu kuat
xx
M dan sumbu lemah
yy
M , dalam arah sumbu-sumbu
utamanya gambar 2.17
Gbr.2.17 Balok dengan lentur murni
xx
M
yy
M
M
Universitas Sumatera Utara
Bila
yy xx
I I
dan adalah momen inersia dalam arah sumbu kuat dan lemah penampang, maka
tegangan normal dapat dihitung dari rumus yang telah dikenal sebagai:
y yy
x xx
x yy
xx y
xx
S M
S M
f Iyy
c M
I c
M f
± ±
= ±
± =
2.6-1
Sumber: Bahan Kuliah Struktur Baja, Ir. Daniel, MT
dimana
y x
S dan
S adalah modulus penampang seperti diperlihatkan pada gambar 3.4
Gbr. 2.18 Modulus elastis untuk bentuk yang simetris
Sumber: Bahan Kuliah Struktur Baja, Ir. Daniel, MT
II.6.2 Perilaku kestabilan lateral balok
Pada balok yang komponen sayap tekannya mempunyai stabilitas dalam arah lateralnya, maka satu-satunya faktor mempengaruhi tercapainya kapasitas momen batasnya
adalah tekuk lokal pada sayap tekan atau pada badan.Distribusi tegangan normal pada suatu profil WF akibat momen lentur yang berbeda intensitasnya. Pada beban kerja penampang
masih elastis dan mencapai maksimum pada saat serat terluar mencapai tegangan leleh
y
F . x
y
y
x x
y y
x
y
y
x x
y
c
x
c
y
c
y xx
c I
x
S =
x yy
c I
y
S =
y xx
c I
x
S =
Universitas Sumatera Utara
Bila serat terluar telah mencapai
y
F , maka momen nominal
n
M atau momen leleh
y
M ditentukan sebagai
y x
y n
F S
M M
= =
2.6-2 Bila seluruh serat telah mencapai strain sama atau lebih besar dari yield strain
s y
y
E F
= ε
, momen nominal yang disebut sebagai momen plastis
p
M , dan dihitung sebagai: Z
F M
y p
= 2.6-3
dimana
Z
adalah modulus plastis penampang. Sedangkan rasio
y p
M M
yang merupakan propertis dari penampang dan tidak tergantung kepada propertis dari material. Rasio ini
dikenal sebagai faktor bentuk shape factor
ξ
. Jadi,
S Z
S F
Z F
M M
y y
y p
= =
= ξ
2.6-4 Untuk profil WF, faktor bentuk akibat lentur pada sumbu kuat berkisar 1,09 sd 1,18
Elastis Keadaan Leleh Elastoplastis Plastis
Gbr. 3.5 Distribusi tegangan pada tahap pembebanan yang berbeda
Sumber: Bahan Kuliah Struktur Baja, Ir. Daniel, MT
x x
y
f f
y
M M
y
M M
=
y
f f
=
y
f f
=
p y
M M
M
y
f f
=
p
M M
=
Universitas Sumatera Utara
II.6.3 Perencanaan lateral balok dengan sikongan dengan metode LRFD
Kategori