sebagai tegangan tarik batas ultimate tensile strength. Akhirnya bila beban semakin bertambah besar lagi maka titik C batang akan putus.
Tegangan leleh adalah tegangan yang terjadi pada saat mulai meleleh. Sehingga dalam kenyataannya, sulit untuk menentukan besarnya tegangan leleh,
sebab perubahan dari elastisitas menjadi plastis seringkali besarnya tidak tetap.
2.3 TYPE STRUKTUR PENYANGGA ATAP BAJA BERUPA STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA
a b
c
d
pp
Gambar 2.5. Type Struktur Rangka Baja konstruksi Rangka Kap
Gambar a diatas disebut rangka batang dengan diagonal turun. Teoritis batang-batang diagonal ini akan mengalami gaya tarik sehingga dimensinya bisa
kecil. Batang vertikal akan merupakan batang tekan dan didimensi terhadap gaya tekan yang sangat dipengaruhi oleh lk = panjang tekuknya. Teoritis pula
dibandingkan dengan type b maka penurunan deflection pada rangka kuda-kuda
Universitas Sumatera Utara
type a akan lebih besar, tetapi sebaliknya dimensi batang tekan akan lebih kecil karena lk lebih kecil.
Gambar b diatas merupakan gambar kuda – kuda yang menggunakan profil I sebagai batang utamanya. Sehingga sangat diperlukan penggunaan profil yang
cukup besar untuk menghindari deflection yang besar. Gambar c diatas merupakan rangka batang yang menggunakan profil
silinder biasa pada bagian tengahnya dengan rangka batang naik turun, pada batang atas dan bawah menggunakan profil CNP double.
Gambar d diatas merupakan gambar kuda – kuda profil castella atau honey comb, di mana pada bagian tengah atau di badan profil tersebut dilubangi.
Gambar e diatas disebut type polencieau atau rasuk prancis. Rangka batang terdiri dari dua bagian, yang ditinggikan ditengah, dihubungkan oleh batang tarik
batang t batang-batang tekan relatif kecil panjang tekuknya sehingga dimensi lebih kecil. Rangka – rangka anak memikul beban setempat sehingga dimensi batang
sangat hemat. Sebaliknya batang h dalam gambar e memerlukan dimensi yang cukup besar. Seperti diterangkan dimuka, type rangka ”polencieau” sangat tepat untuk
konstruksi aula sederhana serta gudang. Inti sari Kuliah Konstruksi Baja II, Ir. Patar M. Pasaribu, Dipl Trop, 1992
2.4 PEMBEBANAN STRUKTUR 2.4.1 Kombinasi Beban Rencana
Universitas Sumatera Utara
Berdasarkan SNI 2002, struktur baja harus mampu memikul semua kombinasi pembebanan dibawah ini :
a 1,4 D
b 1,2 D + 1,6 L + 0,5 La atau H
c 1,2 D + 1,6 La atau H +
γ
L
L atau 0,8 W d
1,2 D + 1,3 W + γ
L
L + 0,5 La atau H e
1,2 D ± 1,3 W atau 1,0 E D
adalah beban mati yang diakibatkan oleh berat konstruksi permanen, termasuk dinding, lantai, atap, plafon, partisi tetap, tangga, dan
peralatan layan tetap. L
adalah beban hidup yang ditimbulkan oleh penggunaan gedung, termasuk kejut.
La adalah beban hidup di atap yang ditimbulkan selama perawatan oleh
pekerja, peralatan, dan material, atau selama penggunaan biasa oleh orang dan benda bergerak.
H adalah beban hujan, tidak termasuk yang diakibatkan genangan air.
W adalah beban angin.
E adalah beban gempa, yang ditemukan menurut SNI 03 – 1726 – 2002,
atau penggantinya. γ
L
γ
L
= 0,5 bila L 5 kPa, dan γ
L
= 1 bila L ≥ 5 kPa
2.4.2 Faktor Reduksi Ø Untuk Keadaan Kekuatan Batas
Universitas Sumatera Utara
Untuk berbagai pertimbangan keamanan, nilai daya dukung nominal komponen struktur Nn harus dikalikan suatu faktor reduksi. Nilai faktor reduksi ini
untuk setiap kondisi struktur. Menurut SNI 2002, nilai – nilai faktor reduksi Ø disajikan dalam tabel dibawah ini :
Tabel 2.2 Faktor reduksi Ø untuk keadaan kekuatan batas
Sumber SNI 2002 Kapasitas Rencana Untuk
Faktor Reduksi ø Komponen yang memikul lentur :
• Balok
• Pelat badan yang memikul geser
• Pelat badan pada tumpuan
• pengaku
0,9 0,9
0,9 0,9
Komponen yang memikul gaya tekan aksial : •
Kuat penampang •
Kuat komponen struktur 0,85
0,85 Komponen yang memikul gaya tarik aksial :
• Terhadap kuat tarik leleh
• Terhadap kuat tarik fraktur
0,9 0,75
Komponen yang menerima aksi – aksi kombinasi : •
Kuat lentur atau geser •
Kuat tarik •
Kuat tekan 0,9
0,9 0,85
Komponen yang menerima aksi – aksi kombinasi : •
Kuat tekan •
Kuat tumpu beton •
Kuat lentur dengan distribusi tegangan plastik •
Kuat lentur dengan distribusi tegangan elastik 0,85
0,6 0,85
0,9 Sambungan baut :
• Baut yang memikul geser
• Baut yang memikul tarik
• Baut yang memikul kombinasi tarik dan geser
• Lapis yang memikul tumpu
0,75 0,75
0,75 0,75
Sambungan las : •
Las tumpul penetrasi penuh •
Las sudut dan las tumpul penetrasi sebagian •
Las pengisi 0,9
0,75 0,75
2.5 BATANG TARIK
Universitas Sumatera Utara
Batang tarik adalah batang yang mendukung tegangan tarik yang diakibatkan oleh bekerjanya gaya tarik pada ujung-ujung batang. Kestabilan batang
ini sangat baik sehingga tidak perlu lagi ditinjau dalam perencanaan. Batang tarik biasa digunakan pada struktur rangka atap, struktur jembatan rangka, struktur
jembatan gantung, pengikat gording, dan penggantung balkon. Pemanfaatan batang tarik juga telah dikembangkan untuk sistem dinding, struktur atap gantung, dan
batang prategangan struktur rangka batang bentang panjang.
2.5.1 Tipe Batang Tarik
Terdapat beberapa tipe batang tarik yang biasa digunakan, seperti tali kawat, batang bulat dengan ujung bandul berulir, batang mata, dan plat sambungan
pasak. Batang – batang tersebut merupakan batang tarik efisiensi tinggi namun tidak dapat mendukung beban tekan. Selain tipe diatas, terdapat juga profil – profil
struktural dan profil tersusun yang dapat dilihat pada gambar 2.6. Batang tarik tipe ini terutama dipakai dalam struktur rangka batang truss. Batang tarik tersusun
digunakan bila : a.
Kapasitas tarik tunggal tidak memadai b.
Kekakuan profil tunggal tidak memadai c.
Detail sambungan memerlukan bentuk tampang lintang tertentu
Batang Bulat Plat Strip
Siku Siku Ganda
Kanal Kanal Ganda
Kanal Tersusun
Universitas Sumatera Utara
Penampang W sayap lebar
Penampang S standar Amerika
Penampang Boks Tersusun
Gambar 2.6. Bentuk tampang batang tarik
Sumber : Padosbajayo, 1994.
2.5.2 Pembatasan Kelangsingan
Menurut SNI 2002, pembatasan kelangsingan untuk batang – batang yang direncanakan terhadap tarik dibatasi sebesar 240 untuk batang primer, dan 300 untuk
batang sekunder.
2.5.3 Penampanag Efektif
Luas penampang efektif Ae pada komponen yang mengalami gaya tarik ditentukan pada SNI 2002 sebagai berikut :
Ae = An . U Dengan An = Luas tampang netto
U = nilai faktor
2.5.3.1 Sambungan Baut
Untuk batang tarik yang penyambungannya dilakukan dengan alat sambung baut, profil baja perlu dilubangi. Lubang – lubang tersebut bagi batang tarik
merupakan suatu perlemahan yang harus diperhitungkan dalam perencanaan. Adapun besarnya luas tampang netto An suatu profil baja yang berlubang menurut SNI
2002 dapat dihitung dengan rumus – rumus sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
h
g
g
S
Gambar 2.7 Sambungan baut zig - zag
∑ ∑
+ −
= g
s d
h h
g n
4
2
Dengan d adalah diameter lubang baut, dengan ketentuan : a
d d
b
+ 2 mm, untuk d
b
24 mm. b
d d
b
+ 3 mm, untuk d
b
24 mm. d
b
adalah diameter nominal baut. Luas tampang netto An = hn . t , dengan nilai hn diambil yang terkecil dari
kemungkinan keretakan plat, dan t adalah tebal plat. Yang perlu diperhatikan dalam sambungan baut adalah bahwa dalam suatu
potongan, jumlah luas lubang tidak boleh lebih dari 15 dari luas penampang utuh. Sedang nilai faktor U menurut SNI 2002 dihitung sebagai berikut :
L
= e
Gambar 2.8 Sambungan baut.
Universitas Sumatera Utara
9 ,
1 ≤
− =
L x
U
Dengan : x = eksentrisitas sambungan
L = Panjang sambungan antara batang tarik dengan komponen sambungan.
2.5.3.2 Sambungan Las
Menurut SNI 2002, a.
Bila gaya tarik hanya disalurkan oleh pengelasan memanjang ke komponen struktur yang bukan plat, atau oleh pengelasan memanjang atau melintang :
A = A
g
= luas penampang kotor komponen struktur mm
2
. b.
Bila gaya tarik hanya disalurkan oleh pengelasan melintang. A = jumlah luas dari penampang – penampang bersih yang dihubungkan
secara langsung mm
2
. U = 1,0
c. Bila gaya tarik disalurkan ke sebuah komponen plat oleh pengelasan
sepanjang dua sisi pada ujung plat, dengan ℓ ≥ w dan :
ℓ ≥ 2w U = 1,0
2w ℓ ≥ 1,5 w
U = 0,87 1,5w
≥ ℓ ≥ w U = 0,75
L W
Gambar 2.9 Sambungan Las.
Universitas Sumatera Utara
2.5.4 Kuat Tarik Rencana
Pada SNI 2002, komponen struktur yang memikul gaya aksial tarik terfaktor Nu, harus memenuhi persyaratan :
Nu ≤ Nn
Dengan Nn adalah kuat tarik rencana yang besarnya diambil sebagai harga terkecil diantara perhitungan dibawah ini:
Ag = An = A
g
. U Dengan :
Ag = luas penampang kotor mm
2
An = luas netto penampang mm
2
U = koefisien reduksi
σ
pr
= tegangan profil Mpa
Untuk batang tarik yang mempunyai lubang, misalnya untuk penempatan baut, maka luas penampangnya tereduksi, dan dinamakan Luas Netto A
n
. Lubang pada batang menimbulkan konsentrasi tegangan akibat beban kerja. Faktor tahanan
untuk kondisi fraktur diambil lebih kecil daripada untuk kondisi leleh, sebab kondisi fraktur lebih getasberbahaya, dan sebaiknya tipe keruntuhan jenis ini dihindari.
Universitas Sumatera Utara
2.5.5 Perencanaan Batang Tarik
tidak
Ya Tidak
Ya
Tidak
Gambar 2.10 Bagan alir perencanaan batang tarik
240
min
≤ r
KL
batang primer
300
min
≤ r
KL
batang sekunder
ℓ ≥ 2w → U = 1,0 2w
ℓ ≥ 1,5 → U = 0,87 1,5w
≥ ℓ ≥ w → U = 0,75 hn = hg -
+ An = hn . t
U = 1 - ≤ 0,9
An = Ag . U Sambungan
Baut
An = Ag . U Input : N
u
, mutu baja Mulai
Pilih Profil Data profil tunggal A
Pilih siku ganda A
gab
= 2A
Nn =
Nu ≤ Nn
Selesai Profil aman
Universitas Sumatera Utara
2.6 BATANG TEKAN
Batang tekan compression member adalah elemen struktur yang mendukung gaya tekan aksial. Batang tekan banyak dijumpai pada struktur bangunan
sipil seperti gedung, bangunan, dan menara. Pada struktur gedung, batang tekan sering dijumpai sebagai kolom, sedangkan pada struktur rangka batang jembatan
atau kuda – kuda dapat berupa batang tepi, batang diagonal, batang vertikal, dan batang – batang pengekang bracing.
Berdasarkan kelangsingannya, batang tekan atau kolom dapat digolongkan dalam tiga jenis, yaitu kolom langsing slender column, kolom sedang medium
column, dan kolom gemukpendek stoky column. Berbeda dengan batang tarik, kestabilan batang tekan kurang baik dan perlu diperhitungkan dalam perencanaan.
Batang akan mengalami kegagalan akibat tekuk buckling. Batang gemuk akan mengalami kegagalan akibat tekuk dengan tegangan normal cukup besar, sedang
tegangan lenturnya masih kecil. Hal yang sebaliknya akan terjadi pada batang langsing. Tampak di sini bahwa kuat tekan kolom dipengaruhi oleh kelangsingan.
Semakin langsing suatu kolom, kuat tekannya semakin kecil.
2.6.1 Bentuk – Bentuk Penampang Batang Tekan
Batang tekan dapat dirancang dengan profil tunggal maupun profil tersusun. Jika beban yang didukung relatif kecil dan kapasitas profil tunggal yang tersedia
memenuhi, umumnya dipilih profil tunggal. Namun apabila beban yang didukung relatif besar, sedang kapasitas profil tunggal yang tersedia tidak memenuhi, dapat
digunakan profil tersusun. Beberapa bentuk penampang yang dapat digunakan untuk batang tekan ditunjukkan pada gambar 2.11.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.11 Bentuk – bentuk tampang penampang tekan
Sumber : Padosbajayo, 1994
2.6.2 Profil Siku Ganda
Profil siku ganda adalah gabungan dua buah profil siku, di mana antara profil yang satu dengan profil yang lain dirangkai sedemikian rupa sehingga
membentuk satu kesatuan. Untuk membentuk profil siku ganda diperlukan penghubung yang berupa pelat kopel. Hubungan profil dengan penghubungnya dapat
dilaksanakan dengan baut, paku keling, atau las. Profil siku ganda sering digunakan pada konstruksi kuda – kuda.
Nilai – nilai yang terdapat pada tabel profil baja, seperti A, I
X
, dan I
Y
merupakan data untuk profil tunggal. Pada penggabungan dua profil tunggal, maka nilai – nilai tersebut tidak berlaku lagi. Nilai karakteristik profil siku ganda didapat
dengan rumus berikut : A
gab
= 2A I
x gab
= 2 I
x
Universitas Sumatera Utara
I
y gab
= 2 I
y
+ A a
2
. a = x +2e
; dengan x = jarak diantara dua profil
e dan h diperoleh dari tabel profil tunggal baja
2.6.3 Faktor Panjang Tekuk Kc
Kuat tekan batang dapat diketahui setelah kelangsingan batang tersebut diketahui, sedangkan kelangsingan batang dapat diketahui setelah faktor tekuknya
diketahui. Menurut Padosbajayo 1994, secara umum dapat dikemukakan bahwa faktor panjang tekuk untuk kolom portal yang tidak bergoyang lebih kecil atau sama
dengan 1 Kc ≤ 1, sedangakan faktor panjang tekuk untuk kolom yang bergoyang
lebih besar dari 1 Kc 1. Kolom ideal adalah kolom yang berdiri sendiri dengan ujung – ujung kolom
bebas, sendi atau jepit sempurna. Kolom ideal jarang dijumpai pada struktur sesungguhnya. Keadaan yang umum dijumpai pada struktur sesungguhnya, ujung –
ujung kolom dihubungkan dengan batang – batang lain menggunakan alat sambung berupa baut, paku keling, atau las. Tentu saja sifat sambung tidak persis suatu
anggapan untuk keadaan sesungguhnya. Untuk tujuan perancangan anggapan kolom ideal umum digunakan. Faktor panjang tekuk kolom ujung – ujung ideal disajikan
dalam tabel dibawah ini:
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.3 Nilai K
c
untuk kolom dengan ujung – ujung yang ideal Sumber : SNI 2002
Garis terputus menunjukkan
diagram kolom tertekuk
a b
c d
e f
Nilai K
c
teoris 0,5
0,7 1,0
1,0 2,0
2,0 Nilai k
c
yang dianjurkan
untuk kolom yang mendekati
kondisi ideal 0,65
0,8 1,2
1,0 2,1
2,0
Kode ujung
Sistem rangka batang truss adalah struktur yang terbentuk dari elemen – elemen batang lurus, dimana sambungan antar ujung – ujung batang diasumsikan
sendi sempurna. Struktur seperti ini dapat dipandang sebagai struktur pada gambar, dimana nilai Kc adalah 1.
2.6.4 Kelangsingan Batang 2.6.4.1 Pembatasan Kelangsingan
Menurut SNI 2002, batang – batang yang direncanakan terhadap tekan angka perbandingan kelangsingan
λ dibatasi sebesar 200. Jepit
Ujung Bebas Rol tanpa putaran sudut
Sendi
Universitas Sumatera Utara
Dengan L = panjang batang Kc = faktor panjang tekuk bernilai 1 untuk truss
i
min
= jari – jari girasi terkecil Untuk batang – batang yang direncanakan terhadap tarik, angka
perbandingan kelangsingan dibatasi sebesar 300 untuk batang sekunder dan sebesar 240 untuk batang primer. Batang – batang yang ditentukan oleh gaya tarik, namun
dapat berubah menjadi tekan yang tidak dominan pada kondisi pembedaan yang lain, tidak perlu memenuhi batas kelangsingan batang tekan Sumber : SNI 2002.
2.6.4.2 Faktor Tekuk ω dan kelangsingan
Nilai faktor tekuk bergantung kepada nilai λ. Menurut SNI 2002, didefinisikan :
→ Nn = faktor tekuk ω mempunyai nilai yang diambil dari tabel peraturan baja.
1 Melentur ke sumbu x
I
x gab
= 2 I
xo
λx = → ix =
2 Melentur ke sumbu y
I
y gab
= 2 { I
yo
+ A . a
2
} λy =
→ iy = 3
Melentur ke sumbu ideal λ
iy
=
Universitas Sumatera Utara
Batang Tekan dengan Koppel Balik
sb min
sb max
e e
b a
Gambar 4.12 Profil balik
1 Melentur ke sumbu x
I
x gab
= 2 { I
xo
+ A . a2 + e
y 2
} ;
λx = → ix =
Nn = →
2 Melentur ke sumbu y
I
y gab
= 2 { I
yo
+ A . b2 + e
x 2
} :
λy = → iy =
Nn = →
3 Melentur ke sumbu ideal
Iext = ; tgn2α =
Imax = ; Imin =
Imin = λmin =
λ
o
min =
λ
imin
=
Universitas Sumatera Utara
Pelat kopel
2.6.5 Kuat Tekan Rencana
Suatu komponen struktur yang mengalami gaya tekan konsentrik akibat beban luar terfaktor N
u
menurut SNI 2002 harus memenuhi persamaan : N
u
≤ N
n
Dengan N
n
= kuat tekan nominal komponen struktur. N
n
= A
g
= ω = 1,5 sd 5.
2.6.6 Perencanaan Batang Tekan
Batang tekan merupakan batang yang lemah pada struktur baja. Batang ini lemah karena rawan akan terjadinya kegagalan struktur akibat tekuk buckling.
Kestabilan batang tekan ini kurang baik sehingga harus benar – benar diperhatikan pada saat perencanaan.
Pada umumnya, luas penampang yang dibutuhkan cukup besar sehingga ukuran profil yang tersedia tidak mencukupi lagi, maka dibuat dari gabungan
beberapa profil, yang diikat oleh pelat koppel.
Gambar 2.13 Pelat Kopel
Universitas Sumatera Utara
nilai λ
1
≤ 50, sehingga digunakan λ
i
maks = 50 λ
i
= , n =
dimana : n = jumlah medan, ganjil
Lk = panjang batang
Kestabilan Pelat Kopel
. dimana :
a = jarak sumbu element batang tersusun
ip = momen inersia pelat kopel
i
min
= inersia momen min batang tunggal terhadap sb. Minimum L1
= jarak kopel pelat batang tersusun
Universitas Sumatera Utara
Bagan alir untuk perencanaan batang tekan disajikan pada gambar di bawah ini :
Tidak
Tidak
Gambar 2.14. Bagan Alir Perencanaan Batang Tekan
Selesai Profil aman
Nu ≤ Nn
Nn = Agab . σ
pr
ω 200
min
≤ r
KL Pilih siku ganda
A
gab
= 2A Pilih Profil
Data profil tunggal A, r
x
, r
y
Input : N
u
, mutu baja Mulai
Universitas Sumatera Utara
2.7 Sambungan Struktur Baja
Sambungan dalam struktur baja merupakan bagian yang penting yang harus diperhitungkan secara cermat dalam perencanaannya, karena kegagalan pada struktur
sambungan dapat mengakibatkan kegagalan pada keseluruhan struktur. Pada prinsipnya, struktur sambungan diperlukan apabila:
a Batang standar tidak cukup panjang
b Sambungan yang dibuat untuk menyalurkan gaya dari yang satu ke bagian
yang lainnya, misalnya pada sambungan antara balok dan kolom c
Sambungan pada struktur rangka batang, dimana batang – batang penyusun saling membentuk keseimbangan pada satu titik
d Pada tempat dimana terdapat perubahan dimensi penampang lintang batang,
akibat perubahan besarnya gaya batang Sambungan terdiri dari komponen sambungan pelat pengisi, pelat buhul,
pelat pendukung, dan pelat penyambung dan alat penyambung baut pengencang dan las. Adapun perencanaan sambungan struktur baja harus memenuhi syarat – syarat
yang harus diperhatikan, seperti : a.
Kuat, aman dan ekonomis b.
Mudah dilaksanakan, baik saat pabrikasi maupun saat pemasangan c.
Sebaiknya dihindari pemasangan beberapa alat sambung yang berbeda pada satu titik sambungan, dikarenakan kekakuan yang berbeda dari berbagai
macam alat sambung d.
Gaya dalam yang dialurkan berada dalam keseimbangan dengan gaya – gaya yang bekerja pada sambungan
Universitas Sumatera Utara
e. Deformasi pada sambungan masih berada dalam batas kapasitas deformasi
sambungan f.
Sambungan dan komponen yang berdekatan harus mampu memikul gaya – gaya yang bekerja padanya Padosbajayo, 1994
Pada struktur rangka batang, sambungan diperlukan pada joint – joint pertemuan antar batang. Komponen struktur yang menyalurkan gaya – gaya pada
sambungan, sumbu netralnya harus direncanakan untuk bertemu pada satu titik. Bila terdapat eksentrisitas pada sambungan, komponen struktur dan sambungannya harus
dapat memikul momen yang diakibatkannya. Berdasarkan sifat sambungannya, sambungan dapat diklasifikasikan
menjadi sambungan kaku, sambungan semi kaku, dan sambungan sendi. Sedangkan berdasarkan jenis alat penyambungannya, sambungan baja dapat dibedakan menjadi
sambungan baut dan sambungan las SNI 2002.
2.7.1 Sambungan Baut
Jenis baut yang biasa digunakan di Indonesia adalah baut hitam dan baut mutu tinggi. Menurut SNI 2002, sambungan baut berdasarkan tipe keruntuhannya
dapat direncanakan sebagai : a.
Sambungan tipe tumpu, adalah sambungan yang dibuat dengan menggunakan baut yang dikencangkan dengan tangan atau baut mutu tinggi yang
dikencangan untuk menimbulkan gaya tarik minimum yang disyaratkan, yang kuat rencananya dialurkan oleh gaya geser pada baut dan tumpuan pada
bagian – bagian yang disambungankan b.
Sambungan tipe friksi, adalah sambungan yang dibuat dengan menggunakan baut mutu tinggi yang dikencangkan untuk menimbulkan tarikan baut
Universitas Sumatera Utara
minimum yang disyaratkan sedemikian rupa sehingga gaya – gaya geser rencana disalurkan melalui jepitan yang bekerja dalam bidang kontak
2.7.1.1 Pengurangan Luas Akibat Lubang Baut
Untuk keperluan pemasangan baut, maka profil baja perlu dilubangi. Lubang – lubang tersebut bagi profil baja merupakan suatu perlemahan yang harus
diperhitungkan dalam perencanaan. Adapun besarnya luas tampang netto A
n
suatu profil baja yang berlubang, menurut SNI 2002 dapat dihitung dengan rumus berikut :
h
g
g
S
Gambar 2.15. Sambungan Baut Zig – Zag
h
n
= h
g
– dengan d adalah diameter lubang baut, dengan ketentuan :
a d d
b
+ 2 mm, untuk d
b
24 mm b
d d
b
+ 3 mm, untuk d
b
24 mm d
b
adalah diameter nominal baut Untuk penampang seperti siku dengan lubang pada satu kaki, nilai g diambil
sebagai jumlah jarak tepi ke tiap lubang, dikurangi tebal kaki.
Universitas Sumatera Utara
g1 g2
g = g1 + g2 - t t
d1 d2
1,5d
1
3d
1
h
Gambar 2.16 Nilai g pada penampang siku
Luas tampang netto A
n
= h
n
. t, dengan nilai h
n
dipilih dari irisan penampang yang menghasilkan pengurangan luas yang maksimum, h
n
= h – d
1
, d
1
d
2
dan t adalah tebal plat.
Alub ≤ 15 Ag
Yang perlu diperhatikan dalam sambungan baut adalah bahwa dalam suatu potongan, jumlah luas lubang tidak boleh lebih dari 15 dari luas penampang utuh.
2.7.1.2 Tata Letak Baut
Jarak antar pusat lubang baut tidak boleh kurang dari 3 kali diameter nominal baut. Sedangkan jarak minimum dari pusat baut ke tepi pelat atau pelat
sayap profil tidak boleh kurang 1,5 kali diameter nominal baut SNI 2002 Pemasangan baut dilakukan pada sumbu berat profil, sehingga tidak
menimbulkan momen pada struktur. Apabila pemasangan baut tidak terdapat pada satu baris, maka harus diatur sehingga menghasilkan momen yang minimal.
Universitas Sumatera Utara
2.7.1.3 Kekuatan Baut
a Baut dalam geser
→ lihat gambar 2.17 Kuat geser rencana dari satu baut dihitung sebagai berikut :
Tunggal → V
d
= A
b
. τ
b
= A
b
. 0,6 . σ
b
; τ
b
= 0,6 . σ
b
Ganda → V
d
= 2 . A
b
. τ
b
= 1,2 . A
b
. σ
b
dengan A
b
adalah luas bruto penampang baut pada daerah tak berulir σ
b
adalah tegangan baut.
t1 t2
Tunggal t1
t2
ganda t
Gambar 2.17 Baut dalam geser
b Baut yang memikul gaya tarik
Kuat tarik rencana satu baut dihitung sebagai berikut : T
d
= A
b
. σ
t
dengan A
b
adalah luas bruto penampang baut pada daerah tak berulir σ
t
= σ
b
adalah tegangan baut.
Universitas Sumatera Utara
t
1
t
2
Tunggal t
1
t
2
t ganda
t
2
t
1
t
1
t
2
t
Gambar 2.18 Baut tumpu
c Kuat Tumpu
Apabila persyaratan tentang tata letak baut terpenuhi, dan ada lebih dari satu baut dalam arah kerja gaya, maka kuat rencana tumpu dapat dihitung sebagai
berikut : R
d
= d .t
p
. σ
ds
; σ
ds
→ 1,2 σ
pr
→1,5d ≤ s 2d antar baut → 1,5 σ
pr
→ s
1
≥ 2d baut ke tepi dengan d adalah diameter nominal baut
t
p
adalah tebal plat ; yang terkecil antara t
i
dan t
2
atau t dan t
i
+ t
2
σ
pr
adalah tegangan profil.
2.7.2 Sambungan Las
Selain menggunakan alat sambung baut, baja dapat pula disambungkan dengan menggunakan las. Alat sambung las ini cukup banyak digunakan, karena
mudah dalam penggunaannya, serta tidak memerlukan perlubangan baja, sehingga kekuatan baja tidak berkurang. Perencanaan alat sambung las ini meliputi penentuan
tebal dan panjang las.
Universitas Sumatera Utara
2.7.2.1 Tebal Las
Penentuan tebal las didasarkan pada dimensi profil baja yang disambungkan. Tebal las a harus memenuhi ketentuan di bawah ini :
S2
a
S1
s s
a = 0,707 . s
Gambar 2.19 Tebal Las sumber : Padosbajayo, 1992 Tabel 2.4 Ukuran Minimum Las Sudut Sumber : SNI 2002
Tebal bagian paling tebal, t mm Tebal minimum las sudut, t
w
mm
t ≤ 7
3 7 t
≤ 10 4
10 t ≤ 15
5 15 t
6
2.7.2.2 Panjang Las
Pengertian panjang las meliputi dua pengertian, yaitu panjang las total L dan panjang las netto L
n
. Panjang total adalah panjang yang sebenarnya dari sambungan las tersebut
Sedangkan yang dimaksud dengan panjang netto adalah panjang yang diperhitungkan kekuatannya sebagai struktur las, berupa panjang las total yang
Universitas Sumatera Utara
direduksi. Pengurangan panjang ini diakibatkan oleh adanya perlemahan las pada saat pelaksanaan. Menurut SNI 2002, didefinisikan :
L
n
= L – 3a Sedangkan struktur las harus memenuhi syarat panjang netto antara 10
sampai 40 kali tebal las, atau 10a ≤ L
n
≤ 40a.
2.7.2.3 Luas Penampang A
Luas penampang las adalah perkalian antara panjang las netto L
n
dan bidang geser las a. Menurut SNI 2002, luas penampang las ini harus lebih besar
atau sama dengan dari pembagian antara gaya yang bekerja P dan tegangan geser τ
a
. A = L
n
. a ≥
2.8 Castella Beam
Profil Castella ini merupakan profil IWF standard yang bagian badan nya di potong sedemikian rupa. Dapat dilihat pada gambar 2.20, dua bagian balok IWF yang
dipotong pada bagian tengahnya dilas bersama – sama, sehingga membentuk 1,5 D dari Balok IWF yang dibentuk.
Peningkatan biaya atas fabrikasi pemotongan dan terjadi pengurangan berat dibandingkan dengan balok solid IWF . Balok castella dapat digunakan pada rentang
yang panjang, seperti pada atap. Void pada bagian badan balok ini berguna untuk pemasanngan instalasi
listrik serta untuk saluran AC pada gedung. Sehingga sangat ekonomis bila menggunakan balok castella The Construction of Building, Wiley Blackwell jilid 4
Universitas Sumatera Utara
Balok castella yang biasa digunakan dalam pembangunan bangunan dan sejenisnya, dari tipe umum memiliki web antara dua flens, di mana
web tidak kontinyu tetapi biasanya heksagonal lubang di dalamnya. secara tradisional terbuat dari standard universal IWF. balok IWF memiliki kedalaman web yang dua
pertiga web yang diinginkan ketinggian Castella. Web kemudian dipotong, misalnya menggunakan burner oxy-acetylene, di baris yang terus-menerus mendefinisikan
serangkaian garis-garis yang sama berlubang pada sisi lain, sama jarak sejajar dengan centreline dari web, masing-masing pasangan yang berdekatan memiliki garis yang
sama bergabung dengan garis yang lebih lanjut adalah dua kali panjang garis yang sama dan cenderung ke centreline dari web, alternatif garis lebih lanjut berada di
sudut yang sama dan berlawanan dengan centreline dari web. Kedua bagian balok kemudian dipisahkan dan bergerak relatif terhadap satu sama lain dengan jarak cukup
untuk mendekatkan garis yang sama, dan setelah itu berdekatan garis sama bagian dari web yang dilas kembali bersama lagi. Hal ini menghasilkan berkas satu setengah
kali kedalaman asli balok universal, tetapi memiliki bobot yang sama karena kenyataan bahwa sekarang ada sejumlah lubang heksagonal di web.
1.5 D D 1.08 D
0.83 D 0.25D
0.25 D
Gambar 2.20 Castella beam
Universitas Sumatera Utara
Castella dikenal hanya dibuat dengan castellations heksagonal atau persegi. Bentuk square dihindari struktural kinerja yang kurang baik daripada castellations
heksagonal. Bahkan tiang-tiang castella tradisional dengan castellation heksagonal memiliki batas struktural yang lebih rendah karena adanya sudut-sudut yang
berdekatan bentuk heksagonal atas dan bawah flens. Menurut penemuan yang sekarang ada disediakan metode menghasilkan
balok castella yang terdiri dari langka h-langkah untuk mengambil berkas universal, membuat kontinu pertama dipotong sepanjang web, membuat memotong kedua web
di sepanjang garis tengah berbeda dari garis memotong pertama, seperti untuk menentukan bagian-bagian bujursangkar berbaring di sisi lain dari web centreline dan
setidaknya sebagian bergabung lengkung bagian ujung yang paling dekat berbatasan bujursangkar bagian, memisahkan bagian memotong batang, dan pengelasan pada
bagian garis tengah bersama-sama di daerah yang dibentuk oleh bujursangkar penjajaran dari dua bagian.
Pemotongan adalah lebih baik dicapai dengan menggunakan oxy-acetylene pembakar seperti produksi tradisional castella berseri-seri. Penggunaan pendekatan
pemotongan ganda penemuan bentuk memungkinkan untuk diproduksi yang sampai sekarang tidak mungkin. Secara khusus, balok castella dapat diproduksi dengan
lingkaran atau lubang berbentuk oval. Hal ini penting untuk alasan aesthic sejak banyak bangunan tiang tersebut tidak tercakup oleh langit-langit palsu tetapi yang
tersisa pada tampilan. Harus ditunjukkan bahwa lubang melingkar dapat diproduksi dalam berkas
universal hanya dengan memotong yang sama keluar dari balok web. Namun, berkas mendalam pada kasus ini akan ada lebih besar daripada yang asli berkas universal
Universitas Sumatera Utara
dan akan diperlemah oleh materi hilang. Metode penemuan lubang tersebut memungkinkan dapat dihasilkan dari balok universal mengarah ke castella lebih
mendalam daripada yang asli balok universal IWF, dan begitu kuat daripada berkas aslinya.
Memotong kedua mungkin akan terus-menerus atau discontinous. Ketika memotong kedua kontinu maka dipotong desirably pertama terdiri dari
pluralitas bagian bujursangkar dengan panjang yang sama secara substansial berlubang pada salah satu sisi centreline dari web dan pluralitas bagian lengkung
serupa masing-masing bergabung dengan ujung terdekat bujursangkar yang bersebelahan melintasi bagian dan dua kali yang centreline dari web, pusat dari
semua bagian bujursangkar yang secara substansial sama ditempatkan di sepanjang berkas universal oleh jarak tertentu, dan yang kedua adalah cermin memotong
gambar dipotong pertama sehubungan dengan centreline batang tetapi pengungsi longitudinal dari pertama dipotong dengan jarak yang sama dengan setengah jarak
tertentu. Bagian yang lengkung mungkin kemudian lebih baik berupa setengah lingkaran atau semi-elips. US Patent 4894898 – Method of making castellated
beams
Universitas Sumatera Utara
BAB III METODE ANALISIS STRUKTUR
Untuk dapat menghitung kebutuhan profil suatu struktur rangka batang, perlu diketahui gaya–gaya dalam yang diderita oleh batang – batang struktur tersebut
akibat adanya gaya beban dari luar. Gaya dalam yang dimaksud menyangkut jenisnya, apakah tekan, tarik, momen dan juga besarnya gaya – gaya tersebut. Untuk
dapat mengetahui hal tersebut, perlu dilakukan analisis struktur. Ada banyak metode Analisis Struktur yang bisa digunakan, metode yang banyak digunakan saat ini yaitu
metode joint, metode Cremona, metode Ritter, dan Analisis Struktur dengan menggunakan alat bantu komputer program SAP. Dalam Tugas Akhir ini
menggunakan alat bantu komputer berupa SAP untuk mencari analisa struktur.
3.1 Perhitungan Beban 3.1.1 Beban Mati D
Berat seng = 4,54 kgm
2
dari agent seng, lihat di lampiran Dengan memakai spandeck TCT 0,50
Jarak gording = dari agent seng, lihat di lampiran
Jarak gading – gading kap = 6 m.
q sin a
q cos a q
a
Gambar 3.1 Gording
Universitas Sumatera Utara