66
BAB IV ANALISIS STUDI PARAMETER BALOK CASTELLA
4.1. Analisis Studi Parameter yang Mempengaruhi Lendutan Maksimum pada Balok Castella
Adanya bukaan pada badan balok castella menimbulkan beberapa perubahan terhadap perilaku dari balok castella jika dibandingkan dengan balok tanpa bukaan yang
umum dijumpai. Salah satunya yaitu terhadap lendutan pada balok castella. Keberadaan bukaan pada pelat badan mengakibatkan menurunnya kekakuan lentur dari balok castella
sehingga lendutan pada balok castella dibawah pengaruh beban yang sama besar akan lebih besar jika dibandingkan dengan lendutan pada balok tanpa bukaan.
4.1.1 Model Analisis
Untuk mengetahui pengaruh dari beberapa parameter yang dapat mempengaruhi peningkatan lendutan akibat lubang yang terdapat pada badan balok castella, seperti rasio
panjang terhadap tinggi balok LD
c
, besarnya bukaan pada badan D
s
D
c
, dan kekakuan lentur pada ujung balok k
r
, analisis linear elastik akan digunakan dalam pembahasan tugas akhir ini. Analisis akan dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak bernama
ABAQUS yang merupakan salah satu perangkat lunak yang memanfaatkan teori element hingga untuk menentukan deformasi serta gaya dalam yang terjadi pada suatu bahan.
Balok yang digunakan untuk analisis adalah balok castella 700×200×10×16 yang
Universitas Sumatera Utara
67
dibentuk dari balok 500×200×10×16 seperti ditunjukkan pada Gambar 4.1. Tiga jenis tinggi bukaan D
s
= 300; 400; dan 500 mm akan digunakan untuk studi parameter yang menghasilkan rasio sebesar D
s
D
c
= 0.428; 0.571; dan 0.714 secara berurutan. Detail bukaan yang digunakan juga disajikan pada Gambar 4.1.
116 100
500 100
116 D
c
= 700 D
s
Gambar 4.1 Balok casteslla 700×200×10×16 yang dibentuk dari balok 500×200×10×16 Balok yang dianalisis memiliki panjang bentang sebesar L = 10; 15; 20; dan 25 m
sehingga menghasilkan besar rasio panjang bentang terhadap tinggi balok castella LD
c
sebesar 14.3; 21.4; 28.6; dan 35.7. Elemen yang digunakan untuk memodelkan balok baja castella adalah elemen
cangkang shell element. Elemen yang digunakan dalam ABAQUS adalah elemen S4R yang memiliki 4 titik integrase pada satu elemen. Material yang digunakan adalah
material baja dengan modulus elastisitas E
s
sebesar 200 GPa dan rasio Poisson υ sebesar 0.3. Pada kedua ujung balok, pelat kaku akan digunakan untuk memodelkan pelat ujung
end plate yang umum digunakan pada sambungan antar balok kolom pada bangunan struktur baja. Pegas dengan kekakuan rotasi tertentu akan ditambahkan pada kedua pelat
kaku pada kedua ujung balok. Kekakuan pegas bervariasi dari nol hingga tak terhingga untuk mengamati pengaruh derajat kekakuan rotasi k
r
pada ujung balok terhadap peningkatan lendutan pada balok castella. Gambar 4.2 dan Gambar 4.3 menunjukkan
Universitas Sumatera Utara
68
model analisis yang akan digunakan di dalam perangkat lunak ABAQUS. Gaya yang dibebankan pada balok adalah berupa beban permukaan yang dikerjakan
pada pelat sayap atas balok sebesar 50 kNm
2
yang menghasilkan beban terbagi merata di sepanjang balok sebesar 10 kNm. Beban yang digunakan dalam analisis tidak perlu
sesuai dengan ketentuan kondisi pembebanan yang ditetapkan di dalam peraturan pembebanan standar karena analisis yang digunakan adalah analisis statis linier dan
tujuan analisis yang dilakukan hanyalah untuk meninjau pengaruh dari beberapa parameter terhadap besarnya peningkatan lendutan akibat keberadaan bukaan pada pelat
badan balok castella.
Gambar 4.2 Model balok tanpa bukaan untuk analisis
Universitas Sumatera Utara
69
Gambar 4.3 Model balok dengan bukaan untuk analisis
4.1.2 Hasil Analisis
Kategori