ANALISIS BATANG TARIK
Perancangan Struktur Gedung Metode LRFD – Elemen Aksial 41
P O L B A N P O L B A N
Gambar 3.2 Pelat untuk Contoh 3.1
Sambungan elemen tarik harus dibuat supaya tidak terjadi eksentrisitas. Pengecualian terhadap hal ini diberikan oleh peraturan AISC LRFD Specification untuk
sambungan baut dan las tertentu tetapi tidak akan dibahas dalam buku ini. Jika sambungan konsentris memungkinkan maka dapat dianggap bahwa tegangan akan
merata pada penampang netto. Jika pada sambungan terjadi eksentrisitas, akan dihasilkan momen yang menyebabkan tambahan tegangan tegangan sekunder dekat
sambungan. Sangatlah sulit untuk membuat susunan sambungan tanpa terjadi eksentrisitas. Perancang teknik harus memperhitungkan pengaruh eksentrisitas, karena
tidak seluruh kondisi eksentrisitas dicakup oleh peraturan.
Beberapa elemen rangka yang bertemu pada satu titik, garis gayanya dianggap menuju satu titik yaitu titik pertemuan elemen-elemen tersebut. Jika tidak, akan
terbentuk eksentrisitas dan terjadi tegangan sekunder. Pusat berat penampang dianggap berimpit dengan pusat gaya pada elemen. Pada elemen simetris hal ini tidak akan
menimbulkan masalah karena pusat berat profil akan berimpit dengan pusat gaya, tetapi pada profil tidak simetris hal ini menimbulkan masalah karena pusat berat tidak
berimpit dengan pusat gaya. Dalam prakteknya, diatur supaya garis ‘gage’ elemen- elemen tersebut berkumpul pada satu titik. Jika suatu elemen terdiri lebih dari satu garis
‘gage’ maka dalam pendetailan harus digunakan salah satu garis ‘gage’ yang terdekat dengan pusat berat. Gambar 3.3 memperlihatkan titik suatu rangka batang dengan
seluruh garis ‘gage’ melalui titik yang sama.
3.4 Pengaruh Lubang Selang-seling
Jika jumlah baris lubang baut atau rivet dalam elemen lebih dari satu, maka lebih disukai untuk memasangnya dalam susunan zig-zag untuk mendapatkan luas netto
sebesar mungkin untuk menahan beban. Dalam Gambar 3.4a dan b, batang tarik diasumsikan akan runtuh melalui garis AB. Sedangkan dalam Gambar 3.4c
kemungkinan terjadinya keruntuhan dapat melalui garis ABE atau ABCD kecuali jika jarak antar lubang cukup besar.
ANALISIS BATANG TARIK
Perancangan Struktur Gedung Metode LRFD – Elemen Aksial 42
P O L B A N P O L B A N
Gambar 3.3 Sambungan Rangka Batang
Untuk menentukan luas netto kritis dalam Gambar 3.4c, secara logika dapat dipilih nilai terkecil dari: luas penampang melalui AE dikurangi dengan luas satu
lubang atau luas penampang melalui garis ABCD dikurangi dengan luas dua lubang, tetapi cara ini salah Pada garis diagonal BC terjadi kombinasi tegangan aksial dan
geser sehingga harus digunakan luas yang lebih kecil. Kekuatan elemen pada penampang ABCD akan berada diantara kekuatan yang didapat dengan menggunakan
luas netto yang dihitung dengan mengurangi luas satu lubang dari penampang ABE dan nilai yang dihitung dengan mengurangi luas dua luang dari penampang ABCD.
Gambar 3.4 Pengaruh Lubang pada Batang Tarik
Hasil uji pada sambungan menunjukkan bahwa hasil perhitungan dengan rumusan teoritis yang cukup rumit tidak berbeda jauh dengan rumus empiris. Peraturan
AISC LRFD Specification B2 dan juga SNI 03-1729-02 Pasal 10.2.1 menggunakan
2L Garis melalui
pusat gravitasi kelompok baut
Garis gage
2L Garis melalui
pusat gravitasi kelompok baut
Garis gage
N N
A
B
N N
A
B
N N
A
E B
D C
s
u
N N
A
B
N N
A
B
N N
A
E B
D C
s
u
ANALISIS BATANG TARIK
Perancangan Struktur Gedung Metode LRFD – Elemen Aksial 43
P O L B A N P O L B A N
metoda yang sederhana untuk menghitung lebar netto elemen tarik pada penampang zig-zag. Metoda ini menggunakan lebar bruto tanpa tergantung variasi garis keruntuhan
yang dapat terjadi dan dikurangi diameter lubang sepanjang pananpang zig-zag yang ditinjau, kemudian untuk setiap sisi miring ditambah dengan s
2
4u. Dalam ekpresi diatas, s adalah jarak longitudinal pitch antara dua lubang dan u
adalah jarak transversal gage antara lubang, seperti pada Gambar 3.4c. Akan banyak kemungkinan garis kritis yang harus dicoba untuk mendapatkan nilai yang terkecil.
Luas netto, A
n
, didapat dengan mengalikan lebar netto dengan tebal pelat profil. Contoh 3.2 memberikan ilustrasi untuk menghitung luas netto suatu penampang dengan tiga
lubang baut. Untuk profil siku, gage adalah jumlah dari gage kedua kaki siku dikurangi dengan tebal siku.
Lubang untuk baut atau rivet pada profil siku biasanya dilubangi pada jarak tertentu. Lokasi ini atau gage tergantung pada panjang kaki dan jumlah baris baut. Tabel
3.1 yang diambil dari Bagian 9 AISC-LRFD memberikan nilai gage.
Tabel 3.1 Gage Untuk Siku, inci.
Kaki 8 7
6 5
4 3½ 3
2½ 2 1¾ 1½ 1
3 8
1¼ 1
g g
1
g 4½
3 3
2
4 2½
3 3½
2¼ 2½
3 2
1¾ 2½ 2
1¾ 1
3
1
8 1
8
1 78 78
34 58
Menurut SNI 03-1729-2002 Pasal 13.1.10.3:
Untuk penampang seperti siku dengan lubang dalam kedua kaki, s
g
mm 236
76 4
76 21
3 280
2
= +
− =
ABCEF
diambil sebagai jumlah jarak tepi ke tiap lubang, dikurangi tebal kaki.
Contoh 3.2. Tentukan luas netto dari pelat setebal 13 mm yang diperlihatkan dalam Gambar 3.5.
Diameter baut yang digunakan adalah 19 mm. Solusi:
Penampang kritis yang memungkinkan adalah: ABCD, ABCEF, atau ABEF. Diameter lubang yang harus disediakan adalah 19 + 2 = 21 mm. Lebar netto untuk masing-masing
kasus adalah:
ABCD = 280 – 221 = 238 mm menentukan
g
1
g
2
g g
1
g
2
g
s
g2
s
g1
t
t s
g
= s
g1
+ s
g2
- t s
g2
s
g1
tt
t s
g
= s
g1
+ s
g2
- t
ANALISIS BATANG TARIK
Perancangan Struktur Gedung Metode LRFD – Elemen Aksial 44
P O L B A N P O L B A N
mm 248
152 4
76 21
2 280
2
= +
− =
ABEF Perlu dicatat bahwa pengecekan jalur ABEF hanya membuang waktu. Pada jalur ABCD
dan ABEF harus mengurangi dua lubang. Karena ABCD mempunyai jalur yang lebih pendek maka jalur tersebut akan menentukan dibandingkan ABEF.
2
mm 3068
13 236
= =
n
A
Gambar 3.5 Pelat Berlubang untuk Contoh 3.2
Penentuan minimum pitch dari baut zig-zag untuk tujuan mendapatkan luas netto ditunjukkan dalam Contoh 3.3.
Contoh 3.3 Tentukan picth yang memberikan luas netto DEFG sama dengan ABC untuk dua baris
lubang baut pada Gambar 3.6. Dengan kata lain, tentukan picth yang akan memberikan luas netto sama dengan luas bruto dikurangi satu lubang. Diameter baut yang akan
digunakan 19 mm. Solusi:
mm 132
21 1
153 =
− =
ABC
204 111
51 4
21 2
153
2 2
s s
DEFG +
= +
− =
ABC = DEFG
204 111
132
2
s +
=
s = 65,5 mm
C A
B
E F
D s = 76 mm
66 mm u = 76 mm
64 mm u = 76 mm
280 mm C
A B
E F
D s = 76 mm
66 mm u = 76 mm
64 mm u = 76 mm
280 mm
ANALISIS BATANG TARIK
Perancangan Struktur Gedung Metode LRFD – Elemen Aksial 45
P O L B A N P O L B A N
Gambar 3.6 Pelat Berlubang untuk Contoh 3.3
Aturan s
2
4u hanya pendekatan atau penyederhanaan dari variasi tegangan yang kompleks yang terjadi dalam elemen dengan susunan baut dan rivet tersusun zig-zag.
Manual baja hanya memberikan standar minimum dan perancang teknik diharuskan menggunakan logika yang sama untuk kondisi yang rumit tetapi tidak dicakup oleh
peraturan. Paragraf selanjutnya membahas aturan s
2
4u yang tidak dicakup oleh AISC LRFD.
Manual AISC-LRFD tidak memberikan metoda untuk menghitung lebar netto untuk penampang selain pelat dan profil siku. Untuk profil kanal, W, S, dan profil lain
dengan tebal flens dan web yang berbeda. Akibatnya dalam perhitungan harus menggunakan luas netto dan bukan lebar netto. Jika lubang diletak pada satu garis lurus,
maka luas netto cukup mengurangi luas bruto dengan luas lubang. Jika lubang diletakkan berzig-zag, maka nilai s
2
Contoh 3.4
4u harus dikalikan dengan tebal untuk mengubah nilai tersebut menjadi luas. Prosedur ini diberikan dalam Contoh 3.4 dimana baut hanya
ada pada web saja.
Tentukan luas netto dari IWF200x150x30,6 A = 3901 mm
2
, t
w
= 6 mm, t
f
2
mm 3577
6 2
25 2
3901 =
+ −
= ABDE
= 9 mm seperti diberikan dalam Gambar 3.7. Diameter baut 25 mm.
Solusi: Luas netto
2 2
60 3901 325 26 2
6 3637 mm
448,5 ABCDE
= −
+ +
=
A B
G C
E
s 51 mm
51 mm 51 mm
F D
s 153 mm
A B
G C
E
s 51 mm
51 mm 51 mm
F D
s 153 mm
ANALISIS BATANG TARIK
Perancangan Struktur Gedung Metode LRFD – Elemen Aksial 46
P O L B A N P O L B A N
Gambar 3.7 Profil W Berlubang untuk Contoh 3.4
Jika zig-zag berada pada web dan flens, maka akan terjadi perubahan tebal. Dalam Contoh 3.5, profil kanal dibuat lurus sehingga berbentuk pelat seperti dalam
Gambar 3.8b dan c. Luas netto sepanjang ABCDEF ditentukan dengan mengurangi luas kanal dengan luas lubang pada flens dan web serta nilai s
2
4u untuk setiap garis zig-zag dikalikan dengan tebal. Untuk garis CD, s
2
4u telah dikalikan dengan tebal web. Garis BC dan DE dengan lubang pada web dan flens cara pendekatan yang digunakan
untuk menghitung s
2
Contoh 3.5
4u adalah dengan mengalikan rata-rata tebal web dan flens.
Tentukan luas netto yang melalui garis ABCDEF untuk C380x54,5 A = 6939 mm
2
2 2
2
mm 6167
2 5
, 10
16 5
, 139
4 75
2 5
, 10
200 4
75 5
, 10
21 2
16 21
2 6939
=
+
+ +
− −
seperti dalam Gambar 3.8. Baut yang digunakan 19 mm. Solusi:
Pendekatan luas netto sepanjang ABCDEF =
Gambar 3.8 Profil Kanal Berlubang untuk Contoh 3.5
E D
B
60 mm
C A
48,5 mm
t
w
=6 mm
b
f
= 150 mm 48,5 mm
48,5 mm 48,5 mm
194 mm
E D
B
60 mm
C A
48,5 mm
t
w
=6 mm
b
f
= 150 mm 48,5 mm
48,5 mm 48,5 mm
194 mm
D B
200 mm
75 mm
C A
40 mm 90 mm
90 + 60 – 10,5 = 139,5 mm
t
w
=10,5 mm 90 mm
200 mm 16 mm
40 mm 60 mm
40 mm 60 mm
16 mm
E F
40 mm
90 + 60 – 10,5 = 139,5 mm
D B
200 mm
75 mm
C A
40 mm 90 mm
90 + 60 – 10,5 = 139,5 mm
t
w
=10,5 mm 90 mm
200 mm 16 mm
40 mm 60 mm
40 mm 60 mm
16 mm
E F
40 mm
90 + 60 – 10,5 = 139,5 mm
ANALISIS BATANG TARIK
Perancangan Struktur Gedung Metode LRFD – Elemen Aksial 47
P O L B A N P O L B A N
3.5 Luas Netto Efektif
