Sambungan sudut portal kaku Sambungan pada alas kolom
1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan
325 Gambar 6.48. Sambungan menerus balok yang dilas ke badan kolom
Sumber: Salmon dkk, 1991
Gambar 6.49. Sambungan menerus balok ke balok dengan sayap yang tidak disambung secara kaku
Sumber: Salmon dkk, 1991
1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan
326 Gambar 6.50. Sambungan menerus balok ke balok dengan sayap yang
disambung secara kaku
Sumber: Salmon dkk, 1991
Gambar 6.51. Sambungan sudut portal kaku
Sumber: Salmon dkk, 1991
1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan
327 Gambar 6.52. Sistem dan dimensi plat alas kolom
Sumber: Salmon dkk, 1991
Gambar 6.53. Sambungan alas kolom yang menahan momen
Sumber: Salmon dkk, 1991
1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan
328 6.4.16. Baja sebagai Elemen Komposit
Kerangka baja yang menyangga konstruksi plat beton bertulang yang dicor di tempat pada awalnya direncanakan dengan anggapan bahwa
plat beton dan baja bekerja secara terpisah dalam menahan beban. Pengaruh komposit dari baja dan beton yang bekerja sama tidak
diperhitungkan.
Gambar 6.54. Struktur baja komposit
Sumber: Salmon dkk, 1991
Pengabaian ini didasarkan pada alasan bahwa lekatan bond antara lantai atau plat beton dan bagian atas balok baja tidak dapat diandalkan.
Namun, dengan berkembangnya teknik pengelasan, permakaian alat penyambung geser shear connector mekanis menjadi praktis untuk
menahan gaya geser horisontal yang timbul ketika batang terlentur.
Karena tegangan dalam plat lebar yang bertumpu pada balok baja tidak seragam sepanjang lebar plat, rumus lentur yang biasa f = McI tidak
berlaku. Sama seperti pada penampang T yang seluruhnya terbuat dari beton bertulang, plat yang lebar diubah menjadi plat dengan lebar ekuivalen
agar rumus lentur dapat diterapkan untuk memperoleh kapasitas momen yang tepat.
Faktor yang penting pada aksi komposit ialah lekatan antara beton dan baja harus tetap ada. Ketika para perencana mulai meletakkan plat
beton pada puncak balok baja penyanggah, para peneliti mulai mempelajari kelakuan alat penyambung geser mekanis. Alat penyambung geser
menghasilkan interaksi yang diperlukan untuk aksi komposit antara balok baja profil I dan plat beton, yang sebelumnya hanya dihasilkan oleh lekatan
untuk balok yang ditanam seluruhnya dalam beton.
1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan
329 Gambar 6.55. Berbagai macam struktur komposit
Sumber: Salmon dkk, 1991
Aksi komposit
Aksi komposit timbul bila dua batang struktural pemikul beban seperti konstruksi lantai beton dan balok baja penyangga disambung secara integral
dan melendut secara satu kesatuan. Contoh penampang lintang komposit yang umum diperlihatkan pada Gambar 6.56. Besarnya aksi komposit yang
1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan
330
timbul bergantung pada penataan yang dibuat untuk menjamin regangan linear tunggal dari atas plat beton sampai muka bawah penampang baja.
Gambar 6.56. Perbandingan lendutan balok dengan dan tanpa aksi komposit
Sumber: Salmon dkk, 1991
Untuk memahami konsep kelakuan komposit, pertarna tinjaulah balok yang tidak komposit dalam Gambar 6.56a. Pada keadaan ini, jika
gesekan antara plat dan balok diabaikan, balok dan plat masing-masing memikul suatu bagian beban secara terpisah. Bila plat mengalami deformasi
akibat beban vertikal, permukaan bawahnya akan tertarik dan memanjang; sedang permukaan atas balok tertekan dan memendek. Jadi, diskontinuitas
akan terjadi pada bidang kontak. Karena gesekan diabaikan, maka hanya gaya dalam vertikal yang bekerja antara plat dan balok.
Keuntungan dan kerugian
Keuntungan utama dari perencanaan komposit ialah: − Penghematan berat baja
− Penampang balok baja dapat lebih rendah − Kekakuan lantai meningkat
− Panjang bentang untuk batang tertentu dapat lebih besar − Kapasitas pemikul beban meningkat
Penghematan berat baja sebesar 20 sampai 30 seringkali dapat diperoleh dengan memanfaatkan semua keuntungan dari sistem komposit.
Pengurangan berat pada balok baja ini biasanya memungkinkan pemakaian penampang yang lebih rendah dan juga lebih ringan. Keuntungan ini bisa
banyak mengurangi tinggi bangunan bertingkat banyak sehingga diperoleh penghematan bahan bangunan yang lain seperti dinding luar dan tangga.
Kekakuan lantai komposit jauh lebih besar dari kekakuan lantai beton yang balok penyanggahnya bekerja secara terpisah. Biasanya plat beton
bekerja sebagai plat satu arah yang membentang antara balok-balok baja
1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan
331
penyangga. Dalam perencanaan komposit, aksi plat beton dalarn arah sejajar balok dimanfaatkan dan digabungkan dengan balok baja
penyanggah. Akibatnya, momen inersia konstruksi lantai dalam arah balok baja meningkat dengan banyak. Kekakuan yang meningkat ini banyak
mengurangi lendutan beban hidup dan jika penunjang shoring diberikan selama pembangunan, lendutan akibat beban mati juga akan berkurang.
Pada aksi komposit penuh, kekuatan batas penampang jauh melampaui jumlah dari kekuatan plat dan balok secara terpisah sehingga timbul
kapasitas cadangan yang tinggi.
Keuntungan keseluruhan dari permakaian konstruksi komposit bila ditinjau dari segi biaya bangunan total nampaknya baik dan terus meningkat.
Pengembangan kombinasi sistem lantai yang baru terus menerus dilakukan, dan pemakaian baja berkekuatan tinggi serta balok campuran dapat
diharapkan memberi keuntungan yang lebih banyak. Juga, sistem dinding komposit dan kolom komposit mulai dipakai pada gedung-gedung.
Walaupun konstruksi komposit tidak memiliki kerugian utama, konstruksi ini memiliki beberapa batasan yang sebaiknya disadari, yakni:
− Pengaruh kontinuitas
− Lendutan jangka panjang
Gambar 6.57. Alat penyambung geser komposit yang umum
Sumber: Salmon dkk, 1991
Lendutan jangka panjang dapat menjadi masalah jika aksi penampang komposit menahan sebagian besar beban hidup atau jika beban hidup terus
bekerja dalam waktu yang lama. Namun, masalah ini dapat dikurangi
1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan
332
dengan memakai lebar plat efektif yang diredusir atau dengan memperbesar rasio modulus elastisitas n.
Alat Penyambung Geser Komposit
Gaya geser horisontal yang timbul antara plat beton dan balok baja selama pembebanan harus ditahan agar penampang komposit bekerja
secara monolit. Walaupun lekatan yang timbul antara plat beton dan balok baja mungkin cukup besar, Iekatan ini tidak dapat diandahkan untuk
memberi interaksi yang diperlukan. Juga, gaya gesek antara plat beton dan balok baja tidak mampu mengembangkan interaksi ini. Sebagai gantinya,
alat penyambung geser mekanis yang disambung ke bagian atas balok baja harus diberikan. Alat penyambung geser yang umum diperlihatkan pada
Gambar 6.57.
Pertanyaan pemahaman:
1. Apakah kelebihan penggunaan bahan baja sebagai material struktur bangunan?
2. Sebutkan sifat-sifat mekanis baja? 3. Sebutkan jenis-jenis profil baja di pasaran berdasarkan klasifikasi
proses pembentukannya? 4. Sebutkan dan jelaskan beberapa sistem konstruksi baja untuk
struktur bangunan? 5. Jelaskan karakteristik sambungan baut untuk konstruksi baja?
6. Sebutkan macam-macam sambungan las? 7. Jelaskan kriteria struktur dengan konstruksi baja
8. Jelaskan kriteria dan persyaratan struktur dengan konstruksi baja
untuk elemen batang tarik, batang tekan dan lentur 9. Gambarkan beberapa aplikasi konstruksi pada struktur baja?
Tugas pendalaman:
Cari sebuah contoh bangunan dengan struktur rangka baja. Gambarkan macam-macam konstruksi sambungan yang terdapat pada struktur rangka
baja tersebut. Jelaskan jenis konstruksi sambungan serta peralatan sambung apa saja yang digunakan.
1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan
333
7.
TEKNIK STRUKTUR
BANGUNAN DENGAN KONSTRUKSI BETON
Beton merupakan bahan komposit dari agregat
bebatuan dan semen seba- gai bahan pengikat, yang
dapat dianggap sebagai se- jenis pasangan bata tiruan
karena beton memiliki sifat yang hampir sama dengan
bebatuan dan batu bata berat jenis yang tinggi, kuat
tekan yang sedang, dan kuat tarik yang kecil. Beton di-
buat dengan pencampuran bersama semen kering dan
agregrat dalam komposisi yang tepat dan kemudian di-
tambah dengan air, yang me- nyebabkan semen menga-
lami hidrolisasi dan kemudi- an seluruh campuran ber-
kumpul dan mengeras untuk membentuk sebuah bahan
dengan sifat seperti bebatuan.
Beton mempunyai satu keuntungan lebih dibandingkan dengan bebatuan, yaitu bahwa beton tersedia dalam bentuk semi cair selama
proses pembangunan dan hal ini mempunyai tiga akibat penting: pertama, hal ini berarti bahwa bahan-bahan lain dapat digabungkan ke dalamnya
dengan mudah untuk menambah sifat yang dimilikinya. Baja yang terpenting dari baja-baja lainnya adalah baja dalam bentuk batang tulangan tipis yang
memberikan kepada bahan komposit yakni beton bertulang kekuatan tarik dan kekuatan lentur selain kekuatan tekan. Kedua, tersedianya beton dalam
bentuk cairan membuatnya dapat dicetak ke dalam variasi bentuk yang luas. Ketiga, proses pencetakan memberikan sambungan antar elemen yang
sangat efektif dan menghasilkan struktur yang menerus yang meningkatkan efisiensi struktur
Beton bertulang selain memiliki kekuatan tarik .juga memiliki kekuatan tekan dan karena itu cocok untuk semua jenis elemen struktur
termasuk elemen struktur yang memikul beban jenis lentur. Beton bertulang juga merupakan bahan yang kuat, dengan demikian beton dapat digunakan
pada berbagai bentuk struktur seperti pada rangka kerja di mana diperlukan bahan yang kuat dan elemen-elemen yang ramping. Beton bertulang juga
Gambar 7.1. Bangunan struktur beton
Sumber: Chen M. Lui, 2005
1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan
334
dapat digunakan untuk membuat struktur bentang panjang, struktur yang tinggi, dan struktur bangunan bertingkat banyak.
Gambar 7.2. Struktur beton bertulang
Sumber: Chen M. Lui, 2005