2.3 Pengenalan Balok Komposit
Balok komposit adalah balok yang terdiri dari dua atau lebih material yang bekerja sama dalam memikul beban kerja. Berbagai material yang digunakan
untuk balok komposit hanya akan berfungi sebagai komposit jika adanya interaksi diantara material tersebut pada bidang kontaknya. Interaksi ini dimungkinkan
dengan keberadaan suatu alat bantu yang dinamakan penghubung geser. Interaksi ini berupa gaya geser yang disebut sebagai aksi komposit.
2.3.1 Aksi Komposit
Aksi komposit timbul bila dua batang struktural pemikul beban disambung secara integral dan melendut secara satu kesatuan. Perilaku komposit dapat
dipahami dengan terlebih dahulu meninjau balok yang tidak komposit seperti diperlihatkan pada Gambar 2.1a.
Pada keadaan tidak komposit ini, jika gesekan antara plat beton dan profil baja diabaikan, balok dan pelat memikul beban secara terpisah perhatikan
Gambar.2.2a. Ketika struktur mengalami deformasi akibat beban vertikal, permukaan bawah plat akan tertarik dan memanjang sedang permukaan atas profil
akan tertekan dan memendek. Jadi, pada bidang kontak antara pelat beton dan profi baja terjadi diskontinuitas. Karena gaya gesekan diabaikan, maka hanya
gaya dalam vertikal yang bekerja antara pelat dan balok.
a Balok non-komposit b Balok komposit
Gambar 2.1 Keadaan balok dengan dan tanpa aksi komposit yang melendut
akibat beban vertikal Charles G. Salmon: 1995
Pada sistem yang bekerja secara komposit seperti diperlihatkan pada Gambar 2.1b, Gambar 2.2b dan 2.2c, pelat dan balok tidak akan menggelincir
relatif satu dengan yang lain. Terjadi gaya geser pada bidang kontak antara plat beton dan profil baja. Gaya ini menyebabkan permukaan bawah pelat tertekan dan
memendek, sementara pada saat yang sama gaya horisontal tersebut membuat permukaan atas profil baja tertarik dan memanjang.
Dengan memperhatikan distribusi regangan yang terjadi bila tidak ada interaksi antara pelat beton dan profil baja seperti diperlihatkan Gambar 2.2a,
maka momen perlawanan total dapat dinyatakan dengan persamaan seperti berikut ini.
balok pelat
M M
M
2.1 Pada kondisi ini terdapat dua garis netral, yang pertama pada titik berat
pelat dan yang kedua pada titik berat balok. Pada kondisi ini juga terjadi
penggelinciran horisontal akibat tarikan pada dasar pelat dan tekanan pada permukaan atas balok.
Aksi komposit yang bekerja tidak selalu sempurna. Tetap ada keadaan dimana aksi komposit yang bekerja hanya sebagian parsial. Pada keadaan yang
hanya memiliki interaksi parsial seperti pada Gambar 2.2b, terjadi pergeseran garis netral pada masing-masing bahan. Garis netral pelat bergeser mendekati
beton, sebaliknya garis netral beton bergeser mendekati pelat. Dengan keberadaan interaksi parsial, terjadi pengurangan penggelinciran horisontal antara pelat dan
balok. Interaksi parsial ini juga menimbulkan gaya tekan dan tarik parsial C’ dan
T’ yakni kapasitas maksimum masing-masing pelat beton dan balok baja. Sehingga, momen penahan pada penampang sekarang meningkat sebesar
T’e’ atau
C’e’. Untuk kondisi interaksi penuh, maka tidak terjadi penggelinciran antara
pelat dan balok. Diagram regangan diperlihatkan pada Gambar 2.2c. Pada kondisi ini, garis netral hanya satu, garis netral gabungan yang terletak di atas garis netral
balok dan di bawah garis netral pelat. Pada kenyataannya, semua penghubung geser tetap memiliki kelemahan sehingga tetap saja terjadi pergeseran meskipun
sangat kecil. Oleh karena itu, interaksi parsial tetap yang terjadi Yam: 1981. Dalam analisa perencanaan, pergeseran ini sering diabaikan sehingga
perencanaan diambil untuk keadaan komposit penuh. Gaya tekan C’’ dan gaya
tarik T’’ yang timbul juga lebih besar dari gaya tekan C’ dan gaya tarik T’ yang
timbul pada interaksi parsial. Sehingga, momen penahan yang timbul pada penampang komposit penuh, yaitu:
e C
e T
M
2.2
Gambar 2.2 Variasi regangan pada balok komposit Charles G. Salmon: 1995
Dengan sifat beton yang sangat baik dalam memikul tekan sementara baja sangat baik dalam memikul tarik, maka aksi komposit dengan melibatkan
penghubung geser ini terbukti dapat memaksimalkan kekuatan masing-masing material sehingga didapat balok dengan sifat yang lebih baik.
2.3.2 Hubungan Elastis dan Plastis Saat Terjadi Aksi Komposit
Kategori