BAB II TINJAUAN PUSTAKA - ARDI YULISETIANTO BAB II

BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Penelitian sebelumnya Pada penelitian sebelumnya yang berjudul Perencanaan Struktur Baja Pada Bangunan Refinery Dan Fraksinasi Sembilan Lantai yang ditulis oleh Ahmad Amanu Surya Soemakarya dan Ir. Besman Surbakti, M.TUniversitas Sumatra Utara inimenggunakan struktur baja sebagai rangka utama. Beban mati dihitung

  berdasarkan berat jenis, beban hidup dan beban angin di hitung berdasarkan peraturan pembebanan Indonesia untuk gedung 1983, sedangkan beban gempa dihitung dengantata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung dan non gedung (SNI 1726:2012). Struktur baja sendiri dihitung dengan spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural (SNI 1729:2015). Analisa struktur untuk sekunder dilakukan dengan manual sedangkan untuk struktur primer dilakukan dengan menggunakan bantuan software etabs 2015. Dari hasil penelitian diperoleh dimensi struktur berupa pelat lantai floordeck, pelat lantai chekered, balok pengaku, dan balok anak, untuk struktur primer diperoleh dimensi kolom yang memenuhi standart keamanan dan kenyamanan. Struktur di desain dengan batas daktailitas sehingga pada saat terjadi gempa simpangan antar lantai tidak terlalu jauh.

  Pada ketentuan seismic untuk bangunan baja struktural 12 juli 2016 menggantikan ketentuan seismic untuk bangunan baja struktural tertanggal 22 juni 2010, dan semua versi sebelumnya yang disetujui oleh Komite AISC mengenai spesifikasi Institusi Konstruksi Baja Amerika yaitu tegangan hasil sebenarnya dari baja struktural bisa jauh lebih besar dari yang ditentukan. Nilai minimum Tingkat tegangan hasil aktual yang lebih tinggi pada anggota yang memasok inelastis.

  Perputaran dengancara menghasilkan dapat merugikan kinerja koneksi dengan berkembang. Kekuatan yang lebih besar pada sambungan sebelum menghasilkan.Misalnya, pertimbangkan sejenak. Desain koneksi dimana rotasi inelastis dikembangkan dengan menghasilkan balok. Dan balok telah ditentukan untuk baja ASTM A36 / A36M. Jika balok memiliki. Tegangan hasil sebenarnya sebesar 55 ksi (380 MPa),sambungannya diperlukan untuk menahan sesaat. Itu adalah 50% lebih tinggi daripada jika balok tersebut memiliki tegangan hasil aktual 36 ksi (250 MPa).Akibatnya, bagian ini mensyaratkan bahwa bahan yang digunakan untuk spesimen uji mewakili. Kondisi ini mungkin lebih kuat, karena ini akan memberikan yang paling parah uji koneksi. Persyaratan bagian ini hanya berlaku untuk anggota atau elemen penghubung. Dari spesimen uji yang dimaksudkan untuk berkontribusi pada rotasi inelastis. Spesimen melalui hasil panen. Persyaratan bagian ini tidak berlaku. Anggota atau elemen penghubung yang dimaksudkan untuk tetap elastis.

  P

  Pada studi erilaku Buckling Lokal All-Steel Buckling Resisted Braces Universitas Teknologi Sahand ini menyajikan hasil analisis elemen hingga dari penyangga tahan banting baja yang diusulkan (BRB) Model. Tujuan dari analisis ini adalah untuk melakukan studi parametrik untuk mengetahui pengaruh detail antarmuka BRB pada perilaku tekuk lokal pelat inti. Selain itu, efek besarnya koefisien gesekan (μ) Antara kontak inti dan mekanisme tekuk tekuk (BRM), ukuran celah antara inti dan BRM, dan ketebalan material unbonding pada perilaku tekuk lokal BRB diselidiki melalui Metode analisis elemen hingga Berdasarkan hasil, konfigurasi antarmuka dan besarnya gesekan Koefisien pada antarmuka secara signifikan dapat mempengaruhi perilaku tekuk lokal BRBs semua baja. Akhirnya, a Detail antarmuka yang sesuai dari BRB disarankan untuk tujuan desain berdasarkan hasil analisis elemen hingga.

B. Persyaratan Umum Bangunan

  Persyaratan-persyaratan dalam perencanaan dan pelaksanaan sesuai dengan spesifikasi teknis dan tata cara pelaksanaan sesuai dengan gambar perencanaan dan gambar kerja. Perencanaan harus mengacu pada peraturan-peraturan konstruksi yang telah ditetapkan.

C. Peraturan Perencanaan Struktur

  1. Peraturan Bahan Bangunan Peraturan Bahan Bangunan Indonesia (PBBI), Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan.

  2. Peraturan Pembebanan Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung dan Bangunan lain SNI-1727- 2013.

  3. Peraturan Konstruksi Beton

  a. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung, SK SNI T15-1991-03, Penerbit Yayasan LPMB, Bandung 1991.

  b. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung, SK SNI 03-2002.

  4. Peraturan Konstruksi Baja

  a. Peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia (PPBBI) 1984, Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan.

  b. Spesifikasi Bahan Bangunan Bagian B (Bahan Bangunan dari Besi/baja) SNI S-05-1989-F.

  c. Baja, Peraturan Umum Pemeriksaan SNI 07-0358-1989-A.

  d. Baja untuk Keperluan Rekayasa Umum SNI 07-3014-1992.

  e. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Rumah dan Gedung SNI 03-1726-2002.

  f. Spesifikasi Untuk Bangunan Gedung Baja Struktural SNI 1729:2015.

  Baja adalah logam campuran yang tediri dari besi (Fe) dan karbon (C). Jadi baja berbeda dengan besi (Fe), alumunium (Al), seng (Zn), tembagga (Cu), dan titanium (Ti) yang merupakan logam murni. Dalam senyawa antara besi dan karbon (unsur nonlogam) tersebut besi menjadi unsur yang lebih dominan dibanding karbon. Kandungan kabon berkisar antara 0,2

• – 2,1% dari berat baja, tergantung tingkatannya.

  Secara sederhana, fungsi karbon adalah meningkatkan kwalitas baja, yaitu daya tariknya (tensile strength) dan tingkat kekerasannya (hardness). Selain karbon, sering juga ditambahkan unsur chrom (Cr), nikel (Ni), vanadium (V), molybdaen (Mo) untuk mendapatkan sifat lain sesuai aplikasi dilapangan seperti antikorosi, tahan panas, dan tahan temperatur tinggi. Sebelum meninjau lebih lanjut tentang baja, ada baiknya terlebih dahulu melihat klasifikasi baja menurut komposisi kimianya :

  1. Baja Karbon ( carbon steel ), dibagi menjadi tiga yaitu :

  a. Baja karbon rendah ( low carbon steel )

• – mesin (machine), dan baja ringan(mild steel), 0,05 % - 0,30 % C. Sifatnya mudah ditempa dan mudah di mesin, penggunaanya 0,05 % - 0,20 % C untuk badan mobil(automobile

  bodies ), bangunan (buildings), rantai(chains), paku keling(rivets),

  sekrup(screws), nails (paku). Dan 0,20 % - 0,30 % C untuk roda gigi (gears), poros (shafts), baut (bolts), tempa (forgings), jembatan(bridges),bangunan(buildings).

  b. Baja karbon menengah (medium carbon steel), kekuatan lebih tinggi daripada baja karbon rendah, sifatnya sulit untuk dibengkokkan, dilas, dipotong.Kandungan 0,30 % - 0,40 % C untuk penghubung batang/kabel (connecting rods), pin engkol (crank pin), as roda (axles). Dan kandungan 0,40 % - 0,50 % C untuk as mobil (car axles), tangkai engkol (cranks

  hafts ), rel (rails), boiler (boilers), auger bit (auger bits), obeng

  (screwdrivers). Serta kandungan 0,50 % - 0, 60 % C untuk palu (hammers) dan kereta luncur (sledges).

  c. Baja karbon tinggi (high carbon steel)

• – alat baja (tool steel), sifatnya sulit dibengkokkan, dilas, dan dipotong. Kandungan 0,60 % - 1,50 % C penggunaannya untuk driver sekrup (screw drivers), pandai palu besi (blacksmiths hummers), tabel pisau (tables knives), sekrup (screws), palu (hammers), dan lainnya.

  Sebutan baja karbon berlaku untuk baja yang mengandung unsure bukan hanya besi (Fe) dengan presentase maksimum karbon (C) 1,7 %, mangan (Mn)

  1,65 %, silicon (Si) 0,6 % dan tembaga (Cu) 0,6 %. Karbon dan mangan adalah unsure utama untuk menaikkan kekuatan besi murni.

  Baja Karbon A36 mengandung karbon maksimum antara 0,25 % sampai dengan 0,29 % tergantung pada tebalnya. Baja karbon struktural ini memiliki titik leleh 36 ksi (250 Mpa). Lihat pada gambar 2.1 berikut. Penambahan karbon akan menaikkan tegangan leleh, tetapi mengurangi daktilitas (ductility), sehingga lebih sukar dilas. Yang termasuk baja karbon adalah A36.

Gambar 2.1 Kurva tegangan

• – regangan

  

Sumber : STRUKTUR BAJA, Disain dan Perilaku, Charles G. Salmon

  2. Baja Paduan Rendah Kekuatan Tinggi (High Strength Low Alloy Steel) Baja ini diperoleh dari baja karbon dengan menambah unsure paduan seperti chrom, columbium, tembaga, mangan molybdenum, nikel, fosfor, vanadium atau zirconium agar beberapa sifat mekanisnya lebih baik. Sementara baja karbon mendapatkan kekuatan dengan menaikkan kandungan karbon. Tegangan lelehnya berkisar 40 ksi dan 70 ksi (275 Mpa dan 480 Mpa). Pada gambar 2.1 terlihat sebagai kurva ( b ). Yang termasuk baja paduan rendah kekuatan tinggi ini adalah A242, A441, A572, A558, A606, A618 dan A709. Tujuan dilakukan penambahan unsure yaitu : a. Untuk menaikkan sifat mekanik baja (kekerasan, keliatan, kekuatan tarik dan sebagainya).

  b. Untuk menaikkan sifat mekanik pada temperature rendah.

  c. Untuk meningkatkan daya tahan terhadap reaksi kimia (oksidasi dan reduksi).

  d. Untuk membuat sifat-sifat special.

  3. Baja Paduan Baja paduan rendah dapat didinginkan (dalam air) dan dipanaskan kembali untuk mendapatkan tegangan leleh sebesar 80 ksi sampai 110 ksi (550 Mpa sampai 760 Mpa). Tegangan leleh biasanya didefinisikan sebagai tegangan dengan regangan tetap sebesar 0,2%, tegangan-regangan yang umum diperlihatkan kurva (c) pada gambar 2.1.

Gambar 2.2 Kurva tegangan - regangan tipikal yang diperbesar untuk berbagai leleh.

  

Sumber : STRUKTUR BAJA, Disain dan Perilaku, Charles G. Salmon.

Gambar 2.3 Contoh profil baja canai panas (hot rolled), tebal profil > 1 mm.

  4. Baja Ringan

  Baja ringan adalah baja canai dingin dengan kualitas tinggi yang bersifat ringan dan tipis namun kekuatannya tidak kalah dengan baja konvensional. Baja ringan memiliki tegangan tarik tinggi (G550). Baja G550 berarti baja memiliki kuat tarik 550 MPa (Mega Pascal). Baja ringan adalah Baja High Tensile G-550

  2

  (Minimum Yeild Strength 5500 kg/cm ) dengan standar bahan ASTM A792, JIS G3302, SGC 570. Untuk melindungi material baja mutu tinggi dari korosi, harus diberikan lapisan pelindung (coating) secara memadai. Berbagai metode untuk memberikan lapisan pelindung guna mencegah korosi pada baja mutu tinggi telah dikembangkan. Jenis coating pada baja ringan yang beredar dipasaran adalah Galvanized, Galvalume, atau sering juga disebut sebagai zincalume dan sebuah produsen mengeluarkan produk baja ringan dengan menambahkan magnesium yang kemudian dikenal dengan ZAM, dikembangkan sejak 1985, menggunakan lapisan pelindung yang terdiri dari: 96% zinc, 6% aluminium, dan 3% magnesium

Gambar 2.4 Contoh baja canai dingin (cold rolled), tebal profil < 1 mm (0,60 mm dan 0,80 mm), dinamai juga baja ringan.

  

Sumber :Brosur prima truss.

  5. Sifat Mekanik Bahan Baja

  Untuk mengetahui sifat mekanik baja dilakukan pengujian tarik terhadap benda uji (gambar 2.5), dengan memberikan gaya tarikan sampai benda uji menjadi putus. Tegangan diberikan dengan persamaan gaya dibagi luas penampang, (f/A), dan regangan adalah perbandingan antara pertambahan panjang dengan panjang benda uji, (

  Ɛ L/L), dan hasil pengujian dilukiskan pada gambar 2.6.

Gambar 2.5 : (a) Benda uji, dengan uji tarik, (b) dan (c) bersifat liat (ductile), (d) bersifat rapuh/getas (brittle).Gambar 2.6 adalah hasil uji tarik dari satu benda uji baja yang diakukan hingga benda uji mengalami putus/runtuh, sedangkan pada gambar 2.7

  menunjukkan perilaku benda uji sampai dengan regangan 2% yang diperbesar. Titik-titik penting dalam kurva tegangan

• – regangan adalah sebagai berikt,

  f p : batas proporsional. f e : batas elastic. f y u, fy : tegangan leleh atas dan bawah.

  u : tegangan ultimate.

  f

  Ɛ sh : regangan saat mulai terjadi penguatan regangan (strain-hardening) Titik-titik ini membagi kurva tegangan

• – regangan menjadi beberapa daerah, yaitu :

  a. Daerah linear antara titik 0 dan fp, pada daerah ini berlaku Hukum Hooke, Dimana, f = P/A = tegangan Ɛ = ΔL / L = regangan.

  E = f / Ɛ = Young modulus = modulus elastic.

Gambar 2.6 Kurva tegangan

• – regangan hasil pengujian

Gambar 2.7 Bagian kurva yang diperbesar,

  Ɛ = 0,2% merupakan regangan permanen.

  b. Daerah elastis dari 0 sampai fe, yaitu apabila beban yang bekeja pada benda uji dihilangkan maka benda uji akan kembali kebentuk semula (masih elastis).

  c. Daerah plastis dibatasi dari fe sampai dengan regangan 2% (0,02), daerah dimana dengan tegangan yang hampir konstan mengalami regangan yang besar. Metode perencanaan plastis menggunakan daerah ini untuk menentukan kekuatan plastis. Daerah ini juga menunjukkan tingkat daktilitas dari material baja.

  d. Daerah antara regangan Ɛ sh sampai pada daerah dimana benda uji sudah putus dinamai daerah penguatan regangan (strain hardening). Sesudah melewati daerah plastis tegangan kemudian naik kembali namun dengan regangan yang lebih besar, sampai pada puncaknya dimana terdapat tegangan ultimate (fu), sesudah itu terjadi penurunan tegangan namun regangan terus bertambah, sampai kemudian benda uji menjadi putus.

  Sifat mekanik tiap jenis baja dapat dilihat dalam tabel 1 berikut, Tabel 2.1 : Sifat Mekanik Beberapa Jenis Baja.

  Jenis Baja Tegangan putus Tegangan leleh Peregangan minimum, fu minimum fy, minimum (MPa) (MPa) (%)

  BJ 34 340 210

  22 BJ 37 370 240

  20 BJ 41 410 250

  18 BJ 50 500 290

  16 BJ 55 550 410

  13 Sumber : SNI 03-1729-2002. Sifat-sifat mekanis lainnya baja struktural untuk maksud perencanaan ditetapkan (SNI 03-1729-2002) sebagai berikut :

  Modulus elastis : E = 200.000 MPa Modulus geser : G = 80.000 MPa Nisbah poison : µ = 0,3

• 6 o

  Koefisien pemuaian / C : α = 12 x 10

  6. Keliatan dan Kekenyalan Keliatan (toughness) dan kekenyalan (resilience) suatu bahan adalah kemampuan bahan tersebut menyerap energy mekanis sebelum bahan tersebut hancur. Untuk tegangan uniaksial (satu sambu), besaran ini dapat diperoleh dari kurva uji tarik (tegangan

• – regangan) seperti yang diperlihatkan Gambar 2.1. Kekenyalan berhubungan dengan penyerapan energi elastis suatu bahan, adalah jumlah energi elastis yang dapat diserap oleh satu satuan volume bahan yang dibebani tarikan, besarnya sama dengan luas bidang di bawah diagram tegangan-regangan sampai tegangan leleh, disebut juga modulus kenyal.

Keliatan berhubungan energi total, baik elastis maupun inelastis, yang dapat diserap oleh satu satuan volume bahan sebelum patah/putus. Untuk tarikan uniaksial (satu sumbu), keliatan sama dengan luas bidang di bawah kurva tegangan-regangan tarik sampai titik patah, disebut juga modulus keliatan.

  Sebagai contoh, harga kekenyalan dan keliatan diberikan dalam tabel 2 berikut : Tabel 2.2 : Harga kekenyalan dan keliatan baja.

  JENIS BAJA Kekenyalan Keliatan

  3

  3

  kN. m/m kN. m/m Baja Karbon

  152 82700 (A36 dengan Fy = 36 ksi) Baja paduan rendah kekuatan tinggi 296 103000 (A441 ddengan Fy = 50 ksi) Baja karbon yang dicelup dan dipanasi kembali 758 124000 (Fy = 70 ksi) Baja paduan yang dicelup dan dipanasi kembali 1170 131000 (A514 dengan Fy = 100 ksi) Sumber : Charles G. Simon, STRUKTUR BAJA, Design dan Perilaku.

  7. Kelakuan Baja Pada Suhu Tinggi.

  Perencanaan struktur yang hanya berada pada suhu atmosfir jarang meninjau kelakuan baja pada suhu tinggi. Pengetahuan tentang kelakuan ini diperlukan dalam menentukan prosedur pengelasan dan pengaruh kebakaran.Bila suhu melampaui 93 °C, kurva tegangan-regangan mulai menjadi tak linear dan secara bertahap titik leleh yang jelas menghilang. Modulus elastisitas, kekuatan leleh, dan kekuatan tarik akan menurun bila suhu naik. Pada suhu antara 430 dan 540 °C terjadi laju penurunan maksimum. Baja dengan persentase karbon yang tinggi, seperti A36 A440 menunjukkan pelapukan regangan (strain aging), pada suhu 150 sampai 370 °C. Pelapukan regangan mengakibatkan turunnya daktilitas.

  Penurunan modulus elastisitas tidak terlalu besar pada suhu sampai 540 °C, setelah itu modulus elastisitas akan menurtm dengan cepat. Yang lebih penting, bila suhu mencapai 260 sampai 320 °C deformasi pada baja akan membesar sebanding dengan lamanya waktu pembebanan, fenomena ini dikenal sebagai "rangkak" (creep). Rangkak sering dijumpai pada struktur beton dan pengaruhnya pada baja (yang tidak terjadi pada suhu kamar) meningkat bila suhu naik.pengaruh suhu tinggi yang lain adalah

  o

  a. Memperbaiki daya tahan kejut tarik sampai kira-kira 65-95 C

  b. Menaikan kegetasan akibat perubahan metalurgis, seperti pengendapan

  o

  senyawa karbon yang mulai terjadi pada suhu 510 C.

  o

  c. Menaikan sifat tahan karat baja struktural bila suhu mendekati 540 C.

  o

  Baja umumnya dipakai pada keadaan suhu di bawah 100

  F, dan beberapa

  o

  baja yang diberi perlakuan panas harus dijaga agar suhunya di bawah 430 C.

  8. Patah Getas Patah getas didefenisikan sebagai "jenis keruntuhan berbahaya yang terjadi tanpa deformasi plastis lebih dahulu dan dalam waktu yang sangat singkat",.

  Kelakuan patah dipengaruhi oleh suhu, laju pembebanan, tingkat tegangan, ukuran cacat, tebal atau pembatas pelat, geometri sambungan, dan mutu pengerjaan.

  9. Sobekan Lamela Sobekan lamela (lamelar tearing) merupakan salah satu bentuk patah getas.

  Dalam kasus ini, bahan dasar pada sambungan las yang sangat dikekang

  (restrained ) pecah (sobek) akibat regangan “sepanjang ketebalan” yang timbul karena penyusutan logam las.

Gambar 2.8 Sambungan dengan sobekan lamela akibat penyusutan las pada tabel bahan yang sangat dikekang

  10. Keruntuhan Lelah Pembebanan dan penghilangan beban yang berlangsung secara berulang- ulang, walaupun belum melampaui titik leleh dapat mengakibatkan keruntuhan, disebut kelelahan (fatigue). Keruntuhan ini dapat terjadi walaupun semua kondisi bajanya ideal. Sebagai contoh, jembatan jalan raya biasanya diperkirakan mengalami lebih dari 100.000 siklus pembebanan sehingga kelelahan (fatigue) perlu ditinjau dalam perencanaannya. Pada gedung, karena siklus pembebanannya rendah, maka kelelahannya tidak perlu ditinjau. Siklus pembebanan pada gedung umumnya berasal dari muatan hidup lantai, hujan, angin dan gempa.

  11. Aplikasi Material Baja Pada Struktur Bahan baja dapat diaplikasikan sebagai rangka atap rumah, struktur gedung, jembatan dan menara, secara umum diklasifikasikan sebagai struktur balok biasa, struktur portal dan struktur rangka. Sebagai contoh lihat gambar-gambar berikut.

Gambar 2.9 Atap Rangka Hot RolledGambar 2.10 Atap Baja Rangka Cold Rolled (baja rinagn)Gambar 2.11 Bangunan Portal (Hot rolled)Gambar 2.12 Jembatan Rangka (Hot Rolled)Gambar 2.13 Jembatan Balok (Hot Rolled)Gambar 2.14 Menara Struktur Rangka (Hot Rolled)

  1. Ananlisis Gaya Analisis beban dorongstatik (stticpush overanalysis) pada struktur gedung, denganmenggunakancaraanalisis statik 2dimensiatau3 dimensilinier dannon linier,dimanapengaruhGempaRencanaterhadapstrukturgedung dianggap sebagaibeban-bebanstatikyang menangkappadapusatmassamasing-masing lantai,yang nilainyaditingkatkansecaraberangsurangsursampaimelampaui pembebananyangmenyebabkanterjadinyapelelehan (sendiplastis) pertama didalam strukturgedung,kemudiandenganpeningkatanbebanlebihlanjut mengalamiperubahanbentukelastoplastisyangbesarsampaimencapaikondisi di ambang keruntuhan.

  a. Gaya Luar ( Gaya Gempa ) Bebangempanominal, yangnilainyaditentukanoleh3hal,yaituoleh besarnya probabilitas beban itu dilampaui dalam kurun waktu tertentu, oleh tingkat daktilitasstrukturyangmengalaminyadanolehkekuatanlebihyangterkandung didalam strukturtersebut.MenurutStandartini,peluangdilampauinyabeban tersebutdalam kurunwaktuumur gedung50tahunadalah 10%dangempayang menyebabkannya disebut gempa rencana (dengan periode ulang 500 tahun), tingkatdaktilitasstrukturgedungdapatditetapkansesuai kebutuhansedangkan ₁ faktorkuatlebihf untukstrukturgedungumumnilainyaadalah1,6.Dengan demikian,bebangempanominaladalahbeban akibatpengaruhgemparencana yangmenyebabkanterjadinyapelelehanpertamadidalam strukturgedung, kemidian ₁ direduksi dengan faktor kuat lebih f (SNI-1726-2002).

  Gempabumiadalahfenomenagetaran yangdikaitkan dengankejutanpadakerak bumi.Bebankejut inidapatdisebabkanolehbanyakhal,tetapisalahsatu faktor yangutamaadalahbanturan pergesekankerakbumiyangmempengaruhi permukaanbumi.Lokasiterjadinya gesekaninidisebutfaultzones.Kejutanyang berkaitandenganbenturantersebut akanmenjalardalam bentukgelombang.

  Gelombanginimenyebabkanpermukaanbumi danbangunandiatasnya bergetar. Padasaatbangunanbergetar, timbulgaya-gaya pada strukturbangunankarena adanya kecenderungan massa bangunan untukmempertahankan dirinya dari gerakan sehinggagempabumimempunyaikecenderungan menimbulkangaya- gaya lateralpada struktur(Schodek,1992).

  b. Gaya Akibat Beban Gravitasi 1.) Beban Mati

  Bebanmatimerupakanbabangaya beratpadasuatuposisitertentu.Bebanini disebutdemikiankarena iabekerjaterusmenerusmenujuarahbumipadasaat strukturtelahberfungsi. Beratstrukturdianggapsebagaibebanmati,demikian pulasegalahalyangtertempelpadastrukturtersebutseperti pipa-pipa,saluran listrik,saluranACdanpemanas,peralatan pencahayaan,penutuplantai, penutupatap,plafondgantung,yaknisegalamacamhalyangtetapberada pada tempatnya sepanjang umur struktur tersebut (Salmon dan Johnson,1992).

  Bebanmatimerupakanbebanyangberasaldariberatsendirisemuabagian darigedung yangbersifattetap, termasukdindingdansekatpemisah,kolom, balok, lantai,atap,penyelesaian,mesindanperalatan yamgmerupakan bagianm yangtidakterpisahkanndarigedung,yangnilaiseluruhnyaadalah sedemikian rupasehinggaprobabilitasuntuk dilampauinyadalamkurunwaktu tertentu terbataspadasuatupersentasetertentu. Padaumumnyaprobabilitas bebantersebutuntukdilampauiadalahdalam kurunwaktuumurgedung50 tahundanditetapkandalam standar-standarpembebananstrkturgedung,dapat dianggap sebagai bebanmati nominal(SNI-1726-2002). 2.) Beban Hidup

  Bebanhidupnominalyangbekerjapada strukturgedung merupakanbeban yangterjadi akibatpenghunianatau penggunaan gedungtersebut,baikakibat bebanyang berasaldariorang maupundari barangyang dipindahkan atau mesindanperalatansertakomponenyangtidak merupakanbagianyangtetap darigedung,yangnilaiseluruhnya adalahrupa.Padaumumnyaprobabilitas bebantersebutuntukdilampauiadalahdalam kurunwaktuumurgedung50 tahundanditetapkansebesar10%.Namundemikian,bebanhiduprencana yangbiasaditetapkandalam standarpembebananstrukturgedung,dapat dianggap sebagai bebanhidup nominal(SNI-1726-2002).

  Bebanhidupmerupakanbaban-beban gravitasiyangbekerjapadasaatstruktur telah berfungsi, namun bervariasi dalam besar dan lokasinya. Contohnya adalahbebanorang,furnitur,perkakasyangdapatbergerak, kendaraan dan barang- barangyangdapatdisimpan.Secarapraktisbebanhidupbersifat tidak permanen sedangkan, yang lainnya sering berpindah-pindah tempatnya. Karenatidakdiketahui besar,lokasidankepadatannya, besardan posisi sebenarnyadaribeban-bebansemacamitusulitsekaliditentukan(Salmon dan Johnson, 1992).

  2. Perencanaan Beban Dan Kuat Terfaktor

  a.) Kekuatan ultimit struktur gedung : R u =

  ϕ.R n Pembebanan Ultimit :

  n

  Q u = γ.Q

  Perencanaanbeban dan kuat terfaktorharus memenuhi persyaratan : Ru ≥ Qu

  b.) Kombinasi pembebanan : Oleh bebanmati dan beban hidup :

  D L

  Qu = Ln γ Dn + γ

  Oleh bebanmati, beban hidup, dan beban gempa:

  D L E

  Qu = En γ Dn + γ Ln + γ

  1.) Kondisi pembebanan, bila hanya terjadi beban mati (W D ) dan beban hidup (W ). Beban ultimate : Wu = 1,2 W + W

  L D L

  2.) Bila beban angin (Ww) diperhitungkan, beban ultimate : Wu = 0,75 ( 1,2 W D

• 1,6 W L + 1,6 Ww)

  3.) Bila ketahanan struktur terhadap beban gempa E turut pula diperhitungkan, Beban ultimate : Wu = 1,05 ( W + W + E ), dengan W = beban hidup

  D L Lr

  yang telah direduksi (lihat SNI 1726-2012-F) tentang Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Rumah dan Gedung.

  4. Perencanaan kapasitas

Strukturgedungharusmemenuhipersyar atan“kolom kuatbaloklemah”, artinya

  ketikastrukturgedungmemikulpengaruhGemparencana,sendisendi plastisdi dalam strukturgedungtersebuthanyabolehterjadipadaujungujungbalokdan pada kaki kolom dan kaki dinding geser saja. Implementasi persyaratanini didalam perencanaanstrukturbetondanstrukturbajaditetapkandalamstandar beton dan standar baja yang berlaku.

  5. Wilayah Gempa Indonesiaditetapkanterbagidalam6wilayahgempa,dimanawilayah wilayah gempa1adalahwilayahdengankegempaanpalingrendahdanwilayah gempa6 dengan kegempaan paling tinggi.Pembagian wilayah gempa ini didasarkan atas percepatan puncakbatuandasarakibatpengaruhgemparencanadenganperiode ulang500tahun,yangnilairata-ratanyauntuyk setiapwilayahgempaditetapkan dalamTabel 2.3 dan Gambar 2.15 dibawah ini:

Tabel 2.3. Percepatan puncak batuan dan percepatan puncak muka tanah untuk masing-masing wilayah gempa indonesia

  Percepatan Percepatan puncak muka tanah A o („g‟)

  Wilayah puncak batuan Tanah Tanah Tanah Tanah Gempa dasar (

  „g‟) Keras Sedang Lunak Khusus

  1 0,03 0,04 0,05 0,08 Diperlukan evaluasi khusus di setiap lokasi

  2 0,01 0,12 0,15 0,20 3 0,15 0,18 0,23 0,30 4 0,20 0,24 0,28 0,34 5 0,25 0,28 0,32 0,36 6 0,30 0,33 0,36 0,38

  Sumber : SNI-1726-2012

Gambar 2.15. Wilayah Gempa Indonesia dengan percepatan puncak batuan dasar dengan periode ulang 500 tahun

  6. Kinerja Struktur Gedung

  a. Kinerja Batas Layan Kinerja batas layan struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar tingkat akibat pengaruh gempa rencana, yaitu untuk membatasi terjadinya pelelehan dan peretakan beton yang berlebihan, disamping untuk mencegah kerusakan non- struktur dan ketidaknyamanan penghuni. Simpangan antar tingkat ini harus dihitung dari simpangan struktur gedung tersebut akibat pengaruh gempa nominal yang telah dibagi faktor skala.

  Untuk memenuhi syarat kinerja batas layan struktur gedung, dalam segala hal simpangan antar-tingkat yang dihitung dari simpangan struktur gedung menurut pasal 8.1.1 tidak boleh melampaui 0,03/R kali tinggi tingkat yang bersangkutan atau 30 mm, bergantung yang mana yang nilainya terkecil.

  b. Kinerja Batas Layan Kinerja batas ultimit struktur gedung ditentukan oleh simpangan dan simpangan antar-tingkat maksimum struktur gedung akibat pengaruh gempa rencana dalam kondisi struktur gedung diambang keruntuhan, yaituuntuk membatasi kemungkinan terjadinya keruntuhan struktur gedung yang dapat menimbulkan korban jiwa manusia dan untuk mencegah benturan berbahaya antar-gedung atau antar bagian struktur gedung yang dipisah dengan sela pemisah.

  Simpangan antar-tingkat ini harus dihitung dari simpangan struktur gedung akibat pembebanan gempa nominal, untuk struktur gedung beraturan dikalikan dengan suatu faktor pengali

  ξ dibawah ini: ξ = 0,7 R.............................................................................................................(2.1) di mana R adalah faktorreduksi gempa struktur gedung tersebut dan Faktor Skala.

  Simpanganstrukturgedungtidakbolehmelampaui0,02kalitinggi tingkatyang bersangkutan. Jarakpemisahantar-gedungharusditentukanpaling sedikit samadenganjumlah simpanganmaksimummasing- masingstrukturgedung.Dalamsegalahalmasing-masing jarak tersebut tidak boleh kurang dari 0,025 kaliketinggian taraf itu diukur daritaraf penjepitan lateral.Duabagian strukturgedungyangtidakdirencanakanuntukbekerjasamasebagai satukesatuandalam mengatasipengaruhGempaRencana,harusdipisahkanyang satu terhadap yang lainnya dengan suatu sela pemisah (sela delatasi) yang lebarnyapalingsedikit harussama denganjumlah simpanganmasing-masing bagianstrukturgedung padatarafitu.Dalamsegalahallebarselapemisahtidak boleh ditetapkan kurang dari 75 mm. 1.) Perencanaan Pelat

  Bilapelat mengalamirotasibebaspadatumpuan,pelatdan tumpuansangatkaku terhadapmomenpuntir,makapelatitudikatakan jepitpenuh.Bilabaloktepitidak cukup kuat untuk mencegah rotasi,makadikatakan terjepitsebagian. Penulangan lenturdihitunganalisatulangantunggaldenganlangkah-langkah rumus persamaan2.2 s/d 2.8 :

  a.) ……………………………………………………………..( 2.2 )

  Dimana = 0,80

  b.) ……………………………………………………………( 2.3 )

  c.) ..…………………………………………………………( 2.4 )

  d.) ………………………………………........( 2.5 )

  ρmin untuk plat digunakan 0,0025

  e.) As = ρ.b.d ……………………………………………………………( 2.6 )

  f.) ………………..…………………………………………( 2.7 )

  g.) …………………………………………………………………( 2.8 )

  2.) Perencanaan Balok Pembebananbalok disesuaikan dengan Peraturan Pembebanan Indonesia

  Untuk Gedung (PPIUG) 1983, sedangkan pemakaian Profil dihitung sesuai

  ketentuanpadaAISC LRFDdenganmenggunakanrumuspersamaan2.9s/d2.15 :

• – dengan

  a.) Kontrol Momen Apabila Lp≤ Lb ≤ Lr Mp = Fy . Zx...........................................................................................(2.9) Mr = Sx(Fy– Fr)....................................................................................(2.10)

  …………….………….…( 2.11 )

  b.) Kontrol Penampang Kompak Tekuk Badan :

  ……………………………………………………………….( 2.12 ) Tekuk Sayap :

  …………………………………...………………………….( 2.13 )

  c.) Kontrol Defleksi Tekuk Badan :

  …………………………………………………………( 2.14 ) ………………..………………………………………...…( 2.15 )

  3.) Perencanaan Kolom PerencanaanKolom berdasarkanperhitunganbebandaribalokanakdantidak mengindahkanbebanangindanbebangempa.PemakaianukuranProfil dihitung sesuai

  dengan ketentuanpada AISC

• – LRFD.Analisis elemen kolomdapatdipergunakan persamaan 2.16s/d 2.22:

  a.) Kolom Pendek λc ≤ 1,5 ₂

  λc

  F = ( 0.658 )

  cr Fy

  ...……………………………………………….……( 2.16 )

  b.) Kolom Panjang λc ≤ 1,5 F cr = Fy

  ...………………………………………………..….……( 2.17 ) ………………………………………………………...…( 2.18 )

  Dimana : Fy:Tegangan leleh E : Modulus elastisitas K : Angka koefisien l :Panjangkolom r :Jari

• –jari girasi r= √ I/A

  c.) Cek stabilitas penampang ……………………………………………………………....( 2.19 )

  …………………………………………………………….....( 2.20 )

  d.) Sebagai Balok-Kolom Perencanaan momen lentur dan gaya aksial :

  ………………………………………....( 2.21 ) ……………………………………….....( 2.22 )

  Dimana : Pu : Gaya aksialterfaktor Pn : Kuat nominal penampang Ag= luas penampang Φ : Faktor reduksi kekuatan =0.9 Mu :Momen lentur terfaktor Mn : Kuat nominal lenturpenampang

  7. Verify Analysis vs Design Section Setelah selesai merunning dan mendesain struktur baja dengan SAP 2000 lalukita cek semua dimensi elemen struktur yang telah kita tentukan masih masuk dalam kondisi aman atau tidak dengan cara mengecek nilai stress ratio-nya, yaitu nilai perbandingan antara gaya dalam ultimate (hasil beban kombinasi maksimum yang bekerja membebani bangunan) dengan kuat ijin masing-masing profilnya. Bila stress ratio kurang dari 1 (atau tergantung dari batas limit yang bisa kita tentukan sendiri tetapi disarankan nilainya tetap kurang dari 1) maka elemen struktur masih dalam kategori aman, tetapi jika lebih besar dari angka 1 maka kategorinya menjadi tidak aman, alias kita perlu mengganti batang profil tersebut dengan penampang profil yang lebih kuat (Made Pande, 2013).

  8. Efisiensi Biaya Penggunaan Profil Baja Dalam membangun sebuah gedung dibutuhkan banyak peralatan termasuk salah satunya besi baja structural. Ada banyak produk besi baja structural yang ada di pasaran namun satu brand yang paling popular dan terasa umum untuk dipakai ialah baja WF. Harga baja WF sendiri tentunya bereda-beda disetiap daerah dan took. Produk serupa juga sering dipilih atau sebagai pesaing WF ialah baja H Beam.

  Besi WF dikenal memiliki kepadatan yang cukup tinggi. Tetapi raiso kekuatan komponen pun sama-sama tinggi. Sehingga mampu membawa beban dengan lebih aman dan efektif. Untuk berat baja WF berkisar mulai dari 112 kg sampai 2520 kg untuk berat total. Sementara berat per meternya berkisar 9,3 kg sampai 210 kg, semua tergantung pada ukuran yang meliputi panjang, tinggi, lebar, tebal badan, dan tebal sayap. Jadi dalam harga Baja WF per kg pun berbeda-beda mulai dari Rp 7.500 untuk ukuran WF 300 x 150 x 6,5 x 9 mm. berikut adalah tabel harga baja WF dipasaran.

Tabel 2.4. Harga Profil Baja WF dipasaran.

  No Ukuran Panjang Harga / Kg Kg Harga/Batang

  1 WF 100x50x5x7

  12 Rp 9.700 112 Rp. 1.086.400

  3 WF 148x100x6x9

  12 Rp 9.850 253 Rp. 2.492.050

  4 WF 150x75x5x7

  12 Rp 9.850 168 Rp. 1.654.800

  5 WF 198x99x4,5x7

  12 Rp 9.900 218 Rp. 2.158.200

  6 WF 200x100x3,2x4,5

  12 Rp 9.950 143 Rp. 1.422.850

  7 WF 200x100x5,5x8

  12 Rp 9.950 256 Rp. 2.547.200

  8 WF 248x 124x 5x8

  12 Rp 9.950 308 Rp. 3.064.600

  9 WF 250x125x6x9

  15 WF 500x200x10x16

  12 Rp 11.900 2520 Rp. 29.988.000 Sumber baja WF dipasaran.

  19 WF 800x300x14x26

  12 Rp 11.375 2220 Rp. 25.252.500

  18 WF 700x300x13x24

  12 Rp 11.350 1272 Rp. 14.437.200

  17 WF 600x200x11x17

  12 Rp 11.200 1812 Rp. 20.294.400

  16 WF 588x300x10x16

  12 Rp 11.000 1075 Rp. 11.825.000

  12 Rp 10.500 912 Rp. 9.576.000

  12 Rp 10.000 355 Rp. 3.550.000

  14 WF 450x200x8x13

  12 Rp 10.450 792 Rp. 8.276.400

  13 WF 400x200x8x13

  12 Rp 10.350 595 Rp. 6.158.250

  12 WF 350x175x7x11

  12 Rp 11.250 440 Rp. 4.950.000

  11 WF 300x150x6,5x9

  12 Rp 10100 384 Rp. 3.878.400

  10 WF 298x149x6x8

  Diakses pada tanggal 17 juli 2017

Tabel 2.5. Berat Profil Baja WF

  8 WF 250x125x6x9 12 355 29,583

  14 WF 500x200x10x16 12 1075 89,58

  76

  13 WF 450x200x8x13 12 912

  66

  12 WF 400x200x8x13 12 792

  11 WF 350x175x7x11 12 595 49,583

  10 WF 300x150x6,5x9 12 440 36,666

  32

  19 WF 298x149x6x8 12 384

  7 WF 248x 124x 5x8 12 308 25,666

  No Ukuran (mm) Panjang (m

  6 WF 200x100x5,5x8 12 256 21,333

  5 WF 200x100x3,2x4,5 12 143 11,916

  4 WF 198x99x4,5x7 12 218 18,166

  14

  3 WF 150x75x5x7 12 168

  2 WF 148x100x6x9 12 253 21,083

  1 WF 100x50x5x7 12 112 9,333

  ) Kg Berat/m (kg)

  1

  15 WF 588x300x10x16 12 1812 151

  16 WF 600x200x11x17 12 1272 106

  17 WF 700x300x13x24 12 2220 185

  18 WF 800x300x14x26 12 2520 210

  Sumber baja WF

  dipasaran. Diakses pada tanggal 17 juli 2017