11019-2-425845356468

18
II - 1 Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ria Catur Yulianti ST.MT STRUKTUR BAJA II BAB II PEMILIHAN DAN PENDIMENSIAN PROFIL II.1. Umum Fungsi struktur merupakan faktor utama dalam penentuan konfigurasi strukural. Komponen- komponen individual dipilih sedemikian rupa sehingga dapat mendukung dan menyalurkan beban-beban ke seluruh struktur dengan tepat berdasarkan konfigurasi struktural serta beban- beban desain. Batang-batang baja dipilih dari profil-profil baja tempa standar yang digunakan American Institute of Steel Construction (AISC) dan American Societyials for Testing and Materials (ASTM). Disamping itu, pengelasan memungkinkan pengkombinasian pelat-pelat dan/atau profil-profil tempa untuk memperoleh berbagai bentuk penampang sesuai yang dikehendaki. Adapun profil-profil tempa tipikal yang terdapat AISC, seperti terlihat pada gambar 2.1. Gambar 2.1. Profil-profil Tempa Profil yang paling banyak digunakan adalah profil flens lebar yang dibentuk dengan penempaan panas dalam pabrik baja, dimana dicirikan dengan kedalaman nominal dan beratnya per ft, misal W18x97 yang mempunyai kedalaman nominal 18 inchi (kedalamannya sebenarnya = 18.59 inchi menurut AISC) dan beratnya 97 pound per ft (dalam satuan SI, profil W18x97 dapat disebut sebagai W460x142, yakni kedalaman nominalnya 460 mm dan

Upload: mashudi-ali

Post on 24-Nov-2015

19 views

Category:

Documents


4 download

DESCRIPTION

a

TRANSCRIPT

  • II - 1

    Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ria Catur Yulianti ST.MT STRUKTUR BAJA II

    BAB II PEMILIHAN DAN PENDIMENSIAN PROFIL

    II.1. Umum Fungsi struktur merupakan faktor utama dalam penentuan konfigurasi strukural. Komponen-komponen individual dipilih sedemikian rupa sehingga dapat mendukung dan menyalurkan beban-beban ke seluruh struktur dengan tepat berdasarkan konfigurasi struktural serta beban-beban desain. Batang-batang baja dipilih dari profil-profil baja tempa standar yang digunakan American Institute of Steel Construction (AISC) dan American Societyials for Testing and Materials (ASTM). Disamping itu, pengelasan memungkinkan pengkombinasian pelat-pelat dan/atau profil-profil tempa untuk memperoleh berbagai bentuk penampang sesuai yang dikehendaki. Adapun profil-profil tempa tipikal yang terdapat AISC, seperti terlihat pada gambar 2.1.

    Gambar 2.1. Profil-profil Tempa

    Profil yang paling banyak digunakan adalah profil flens lebar yang dibentuk dengan penempaan panas dalam pabrik baja, dimana dicirikan dengan kedalaman nominal dan beratnya per ft, misal W18x97 yang mempunyai kedalaman nominal 18 inchi (kedalamannya sebenarnya = 18.59 inchi menurut AISC) dan beratnya 97 pound per ft (dalam satuan SI, profil W18x97 dapat disebut sebagai W460x142, yakni kedalaman nominalnya 460 mm dan

  • II - 2

    Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ria Catur Yulianti ST.MT STRUKTUR BAJA II

    massanya 142 kg/m). Kedua bentuk dimensi tersebut dapat dijumpai dalam manual AISC; yang satu diberikan dalam bentuk desimal supaya mudah digunakan untuk perhitungan, sedangkan yang lainnya dalam bentuk pecahan (yang terkecil 1/16 inchi). Berdasar ketebalan badan (web), oleh ANSI/ASTM A6 profil W tempa juga dicantumkan ke dalam kelompok I sampai dengan V, dengan Kelompok I merupakan yang paling tipis.

    Balok standar Amerika (gambar 2.1(b)) biasa disebut sebagai balok-I, yang mana flensnya relatif sempit dan curam serta badannnya tebal jika dibandingkan dengan profil flens lebar. Sejumlah besar balok I relatif tidak populer lagi karena banyak material yang terbuang untuk badan dan kekakuan lateralnya kurang karena flensnya sempit.

    Profil kanal (gambar 2.1(c)) dan siku (gambar 2.1(d)) kerap digunakan sendirian maupun dalam kombinasi dengan profil lain. Profil kanal, misalnya C12x20.7, memiliki kedalaman nominal 12 inchi dan beratnya 20.7 pound per ft. Profil siku diberi nama menurut panjang kakinya (kaki yang panjang terlebih dahulu) dan ketebalan, missal L6x4x3/8.

    Profil T (gambar 2.1(e)) dibuat dengan membagi dua balok flens lebar atau balok I dan profil ini kerap dipergunakan sebagai batang tarik pada kerangka. Pemberian nama profil T, misalnya WT5X44, karena kedalaman nominalnya sebesar 5 inchi dan beratnya 44 pounds per ft; profil ini merupakan pemotongan dari W10X88.

    Potongan pipa (gambar 2.1(f)) didesain Standar,ekstra kuat dan ekstra ganda kuat sesuai dengan ketebalan dan juga secara normal ditentukan oleh diameter, jadi diameter ekstra-ganda kuat 10 inchi adalah contoh dari sebuah pipa berukuran khusus.

    Potongan pipa (gambar 2.1(g)) dipergunakan bila dikehendaki suatu tampilan arsitektural yang menyenangkan dari baja ekspos. Penamaan profil tabung berdasarkan dimensi luar dan ketebalannya, misalnya 8X6X1/4.

    Profil-profil dalam gambar 2.1 kesemuanya dihasilkan dengan tempa panas; yaitu dibentuk dari baja bongkahan panas (blok baja) yang dilewatkan melalui rol penempa berulang-ulang sampai diperoleh bentuk yang dikehendaki. Banyak profil lain dibentuk dengan cara dingin dari bahan pelat yang memiliki ketebalan tidak melebihi 1 inchi seperti terlihat dalam gambar 2.2.

  • II - 3

    Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ria Catur Yulianti ST.MT STRUKTUR BAJA II

    Gambar 2.2. Profil Bentukan Dingin

    Mengenai ukuran dan penamaan batang-batang baja yang diproses secara dingin, sebenarnya tidak ada profil yang benar-benar standar meskipun sifat-sifat dari banyak profil yang umum telah diberikan dalam Cold-Formed Steel Design Manual. Berbagai pabrik memproduksi profil-profilnya sendiri.

    II.1.1. Batang Tarik Batang tarik umumnya berwujud penahan tarik pada kerangka, silangan diagonal (diagonal bracing) pada berbagai tipe struktur, penumpu langsung pada balkon, kabel pada system atap gantung, dan sebagai kabel utama pada jembatan gantung serta penggantung yang mendukung jalan rayanya. Adapun bentuk profil-profil batang tarik seperti terlihat pada gambar 2.3.

  • II - 4

    Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ria Catur Yulianti ST.MT STRUKTUR BAJA II

    Gambar 2.3. Batang-Batang Tarik Tipikal

    II.1.2. Batang Tekan Karena kekuatan batang tekan merupakan fungsi dari bentuk penampang lintangnya (radius girasi), pada umumnya luas penampangnya disebarkan sepraktis mungkin. Contoh-contoh batang yang mungkin akan mendapat gaya tekan aksial antara lain adalah batang penarik pada kerangka serta kolom-kolom interior dalam bangunan. Kendatipun kondisinya begitu ideal, gaya tekan aksial murni tak akan tercapai, sehingga perhitungan untuk pembebanan aksial berdasar asumsi bahwa efek dari suatu bending (lentur) yang kecil dan terjadi bersamaan dapat diabaikan. Adapun bentuk profil-profil batang tekan tipikal seperti terlihat pada gambar 2.4.

    Gambar 2.4. Batang-Batang Tekan Tipikal II.2. Balok (Batang Lentur)

  • II - 5

    Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ria Catur Yulianti ST.MT STRUKTUR BAJA II

    Balok merupakan batang-batang yang mendapat beban transversal (tegak lurus sumbu batang). Balok paling efisien bila luasannya didistribusikan sedemikian rupa sehingga berada pada suatu jarak praktis terjauh dari sumbu netralnya. Balok atau gelagar biasanya dikategorikan sebagai berikut :

    1. Joist : palang pintu, adalah susunan gelagar-gelagar dengan jarak yang cukup dekat antara yang satu dengan yang lainnya biasanya berfungsi untuk menahan lantai dan atap bangunan

    2. Lintel : ambang pintu, adalah balok membujur pada tembok yang biasanya berfungsi untuk menahan beban yang ada di atas bukaan-bukaan seperti misalnya pintu atau jendela.

    3. Balok sprandel, adalah balok yang mendukung tembok luar bangunan yang dalam beberapa hal juga menahan sebagian beban dari lantai.

    4. Girder, adalah susunan gelagar-gelagar yang biasanya terdri dari kombinasi balok besar (balok induk) dengan balok yang lebih kecil (balok anak)

    5. Gelagar tunggal Gelagar biasanya bias direncanakan sebagai gelagar sederhana (simple beam, perletakan

    sendi rol), dengan perletakan jepit, jepit sebagian atau sebagai balok penerus.

    Profil balok yang paling banyak digunakan adalah flens lebar (W) dan balok I (S) (gambar 2.5(a)) serta profil lainnya yang mencakup profil-profil I tempa yang lebih kecil.

    Gambar 2.5. Balok Tipikal

  • II - 6

    Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ria Catur Yulianti ST.MT STRUKTUR BAJA II

    Untuk profil-profil dengan badan yang lebih dalam dan lebih tipis yang dapat ditempa secara ekonomis, digunakan profil-profil I hasil pengelasan (Gambar 2.5(b)), termasuk balok-balok yang diperkuat dengan pelat. Sedangkan untuk bentangan sedang yang menanggung beban ringan, sering digunakan balok lintang badan terbuka (Gambar 2.5(c)), batang ini merupakan batang kerangka tipe tarik (chord) sejajar yang digunakan untuk mendukung lantai dan atap. Bajanya dapat berasal dari proses tempa panas maupun dingin. Balok-balok lintang biasanya diberi nama seri-K, seri-LH dan seri DLH. Seri-K sesuai untuk batang-batang yang mempunyai dukungan langsung dari lantai dan dak atap pada bangunan. Seri LH dan DLH dikenal sebagai bentang lebar dan bentang lebar dalam. Balok lintang baja bentang lebar dibuat di bengkel untuk mendukung langsung lantai atau slab lantai atau dak yang ada diantara dinding-dinding, balok-balok dan batang-batang struktural utama. Balok lintang bentang lebar dalam digunakan untuk mendukung mendukung langsung slab lantai atau dak yang ada di antara dinding, balok-balok dan batang-batang struktural utama. Desain penarik untuk kerangka dengan seri-K didasarkan atas kekuatan leleh sebesar 50 ksi (345 MPa), sementara penampang badannya dapat menggunakan 36 ksi (248 MPa) atau 50 ksi (345 MPa). Untuk seri-LH dan seri-DLH, desain chord serta penampang badannya harus berdasarkan kekuatan leleh paing sebesar 36 ksi (248 MPa) namun tidak lebih besar daripada 50 ksi (345 MPa).

    Balok lintang seri-K memiliki kedalaman dari 8 sampai 30 inchi untuk bentangan bersih sampai dengan 60 ft. Balok lintang bentang lebar (seri-LH) memiliki kedalaman dari 18 sampai dengan 48 inchi untuk bentangan bersih sampai 96 ft. Balok lintang bentang lebar dalam (seri-LDH) memiliki kedalaman dari 52 sampai dengan 72 inchi untuk bentangan bersih sampai dengan 144 ft. Kesemua balok lintang ini didesain menurut spesifikasi yang digunakan oleh Steel Joist Institute (SJI) yang pada umumnya sesuai dengan spesifikasi AISC untuk baja tempa dingin.

    Untuk balok (yang disebut balok lintel) yang menahan beban pada bukaan dan pintu, sering digunakan profil siku; sedang untuk balok (yang disebut girt) pada panel dinding, biasanya digunakan kanal.

    2.2.1. Perhitungan Tegangan Lentur Tegangan lentur dari balok ditentukan sebagai berikut ;

    atau

  • II - 7

    Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ria Catur Yulianti ST.MT STRUKTUR BAJA II

    dimana : M : momen lentur C : jarak dari serat penampang terjauh ke garis netral I : momen inersia penampang S : momen tahanan (modulus section)

    Contoh 2.1. Hitung tegangan lentur maksimum fb yang terjadi akibat bekerjanya momen sebesar 170 ft k

    a. Pada profil gelagar W12X65 b. Pada profil gelagar W18X65

    Penyelesaian :

    a. Untuk profil W12X65, d=12,12 inchi; Ix = 533 in4 Karena garis netral berada pada bagian tengah penampang maka :

    b. Untuk profil W18X65, d=18.35 in; Ix = 1070 in4 Karena garis netral berada pada bagian tengah penampang maka :

  • II - 8

    Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ria Catur Yulianti ST.MT STRUKTUR BAJA II

    Pada kondisi yang umum tegangan lentur yang diizinkan adalah sebesar Fb = 0.66 Fy. Balok juga harus memenuhi syarat-syarat kekompakan flens dan tunjangan lateral dari flens tekan seperti yang tertera pada spesifikasi. Batang lentur kompak didefinisikan sebagai batang yang mampu mencapai batas momen plastisnya sebelum terjadinya tekuk pada batang tersebut. Hampir semua profil W dan S untuk jenis baja A36 mempunyai sifat kompak, sedang untuk jenis tegangan baja 50 ksi, hanya beberapa saja yang tidak mempunyai sifat kompak.

    Batang-batang yang mengalami pembengkokan terhadap sumbu utamanya dan mempunyai sumbu simetri akan mengalami tekukan pada bagian flens tekannya dan puntiran terhadap sumbu membujur. Untuk menghindari hal ini batang-batang tersebut harus diberikan ikatan-ikatan horizontal dengan jarak yang tertentu antara yang satu dengan yang lainnya. Pada umumnya flens tekan diberi tunjangan lateral, jadi berlaku Fb = 0.66 Fy. Sedangkan untuk pelat-pelat dan bentuk rol yang mengalami pembengkokan pada sumbu yang lemah serta batang persegi dan bulat, tegangan yang diizinkan adalah Fb = 0.75 Fy

    II.2.2. Tunjangan Lateral dari Balok Apabila ada beban transversal yang bekerja pada balok maka flens tekan akan bertingkah laku dalam cara yang sama seperti kolom. Apabila panjang balok bertambah, maka flens tekan bisa mengalami tekuk. Jika terjadinya perpindahan tersebut pada sumbu yang lebih lemah, maka akan menyebabkan timbulnya puntiran yang akhirnya bisa menyebabkan terjadinya keruntuhan. Batang-batang yang mengalami pembengkokan bukan pada sumbu utamanya tidak memerlukan konstruksi ikatan. Namun demikian batang-batang tersebut harus memenuhi syarat-syarat yang ditetapkan oleh AISC. Struktur kotak biasanya tidak memerlukan konstruksi ikatan menurut ketentuan AISC. Batang-batang yang mengalami pembengkokan pada sumbu utamanya, perlu mendapatkan konstruksi ikatan pada flens tekannya untuk mencegah terjadinya ketidakstabilan lateral.

    Untuk menentukan bentuk tunjangan lateral, diperlukan suatu penilaian tertentu sesuai dengan keadaan yang dihadapi. Sebuah balok yang dibungkus beton dapat dikatakan telah dilengkapi dengan tunjangan lateral pada seluruh bentangnya. Balok bersilangan yang mengikat yang satu dengan yang lainnya apabila disambung dengan baik pada flens tekan, juga merupakan suatu tunjangan lateral. Dalam hal ini perlu diperhatikan bahwa balok silang tersebut harus mempunyai kekakuan yang cukup baik. Kadang-kadang perlu memberikan ikatan diagonal

  • II - 9

    Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ria Catur Yulianti ST.MT STRUKTUR BAJA II

    pada suatu bagian tertentu untuk mencegah terjadinya pergerakan pada kedua arah. Konstruksi seperti ini diperlihatkan pada gambar 2.6 dapat memberikan kekakuan pada beberapa bagian lainnya.

    Gambar 2.6. Ikatan Lateral untuk Sistem Rangka Lantai atau Atap

    Lantai metal dalam beberapa hal bukanlah merupakan konstruksi ikatan lateral. Setelah diberikan sambungan-sambungan secukupnya, barulah lantai metal dapat dianggap sebagai konstruksi ikatan lateral. Kasus-kasus tunjangan partial (sebagian) dapat diubah menjadi tunjangan sepenuhnya dengan melipatgandakan jarak celahnya. Misalnya lantai yang dipakumati setiap 4 ft bias dianggap sebagai 1/3 tunjangan lateral yang utuh dan pada jarak 12 ft, lantai tersebut akan merupakan suatu tunjangan yang utuh.

    II.2.3. Perencanaan Balok Lentur Perencanaan balok-balok yang mengalami lenturan, dilakukan dengan memilih sebuah batang lentur yang memiliki tahanan momen (modulus section) yang lebih besar atau sama dengan yang dibutuhkan. Besar tahanan momen diperoleh dengan cara membagi momen lentur dengan tegangan lentur yang diizinkan, yaitu

  • II - 10

    Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ria Catur Yulianti ST.MT STRUKTUR BAJA II

    Dalam memilih batang yang memiliki tahanan momen yang cukup, dapat memakai tabel mengenai sifat-sifat profil atau tabel tegangan yang diizinkan. Salah satu tujuan dari perencanaan yang baik adalah tujuan ekonomis, jadi di dalam perencanaan, diusahakan untuk memilih batang yang tidak saja memiliki nilai S yang dibutuhkan tetapi juga mempunyai berat yang ringan. Tentu saja dalam hal ini harus dipenuhi syarat-syarat pembatasan ruangan serta lenturan yang diizinkan yang biasanya ditentukan dalam peraturan.

    Contoh 2.2. Pilihlah penampang W yang paling ekonomis untuk balok-balok seperti yang diperlihatkan pada gambar berikut ini. Anggap batang mendapatkan tunjangan lateral penuh dan mempunyai sifat kompak. Berat dari balok sendiri diabaikan.

    Penyelesaian :

    Fb = 0.66 Fy, untuk tunjangan lateral penuh Fb = 0.66 x 36 = 24 ksi

    Profil yang memenuhi syarat : W12X136, S = 186 in3 W14X109, S = 173 in3

  • II - 11

    Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ria Catur Yulianti ST.MT STRUKTUR BAJA II

    W16X100, S = 175 in3 W18X97, S = 188 in3 W21X83, S = 171 in3 W24X76, S = 176 in3 W27X84, S = 213 in3 W30X99, S = 269 in3 W33X113, S = 359 in3 W36X115, S = 439 in3

    Nilai terakhir dari atribut W menunjukkan berat tiap ft. Dengan demikian profil W24X76 adalah profil yang memiliki berat ringan yang memenuhi syarat.

    II.2.4. Gaya Geser

    Pada sebuah balok yang diberikan beban berupa momen lentur positif, serat-serat bagian bawah batang tersebut akan mengalami perpanjangan, sedangkan serat-serat bagian atasnya akan mengalami perpendekan dan pada sumbu netralnya panjang serat tidak akan mengalami perubahan, seperti terlihat pada gambar 2.7.

    Gambar 2.7. Deformasi Lentur dari Balok

    Karena adanya deformasi yang bervariasi ini, maka tiap-tiap serat mempunyai kecenderungan untuk bergeser terhadap serat lainnya. Kalau sebuah balok dibentuk dari lembaran-lembaran papan yang disusun sedemikian rupa sehingga papan yang satu berada di atas papan yang lain dan kemudian diberi beban transversal, maka akan terjadi suatu konfigurasi yang seperti terlihat pada gambar 2.8(a). Kalau papan-papan tersebut disambung antara yang satu dengan yang lainnnya seperti terlihat pada gambar 2.8(b), maka kecenderungan untuk terjadinya pergeseran

  • II - 12

    Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ria Catur Yulianti ST.MT STRUKTUR BAJA II

    antara papan yang satu dengan yang lainnya akan ditahan oleh kemampuan daya tahan terhadap geseran dari alat penyambungnya. Untuk sebuah balok tunggal, kecenderungan untuk bergeser ditahan oleh kekuatan daya tahan terhadap geser dari materialnya.

    Gambar 2.8. Lenturan pada Balok yang terdiri dari Papan yang disusun

    Besarnya tegangan geser dalam arah membujur yang terjadi dapat ditentukan dengan persamaan :

    dimana :

    V : gaya geser vertikal

    Q : Statis momen dari suatu segmen penampang terhadap garis netral

    I : momen inersia penampang

    T : lebar dari penampang yang tegangan gesernya sedang ditinjau

    Untuk balok dengan penampang segiempat, tegangan geser maksimumnya dinyatakan dengan persamaan :

    dimana : A : luas penampang

  • II - 13

    Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ria Catur Yulianti ST.MT STRUKTUR BAJA II

    Untuk bentuk rol dan bentuk-bentuk lain yang diproduksi oleh pabrik, AISC memberikan suatu persamaan untuk menghitung tegangan geser membujur yang diizinkan yaitu :

    dimana : Aweb : hasil perkalian antara tinggi penampang dengan tebal dari badan profil (d x tw)

    Nilai ini lebih kecil sekitar 10 sampai 15 % dari tegangan geser maksimum yang ditentukan berdasarkan persamaan . Tegangan geser yang diizinkan seperti ditentukan oleh

    AISC, pada penampang bruto dari sebuah batang, ditentukan dengan persamaan ;

    Geseran biasanya jarang berperan dalam perencanaan sebuah balok, kecuali apabila bentang dari baloknya pendek disertai dengan pembebanan yang berat atau karena adanya beban terpusat yang besar letaknya berada di dekat perletakan.

    Contoh 2.3.

    Periksa apakah balok berikut ini memenuhi syarat atau tidak. Anggap seluruh panjang bentang dilengkapi dengan tunjangan lateral. Periksa pula tegangan lentur dan tegangan geser yang terjadi.

  • II - 14

    Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ria Catur Yulianti ST.MT STRUKTUR BAJA II

    Penyelesaian :

    d = 16.01 in; tw = 0.305 in; S = 64.7 in3

    Mmax (dari diagram) = 119.25 ft k

    Momen yang ditahan penampang adalah :

    MR = S x Fb = 64.7 x 24 x 1/12 = 129.4 ft k > 119.25 ft k

    Vmax = 79.5 k

    > Fv = 0.4 Fy = 0.4 x 36 = 14.4 ksi

    Jadi W16X40 tidak dapat digunakan menahan gaya geser yang terjadi.

    II.2.5. Lubang-Lubang pada Balok

    Sedapat mungkin, adanya lubang-lubang pada balok harus dihindarkan. Apabila lubang-lubang tersebut memang mutlak diperlukan, harus diusahakan untuk menghindari adanya lubang pada badan profil yang mengalami gaya geser yang besar dan pada bagian flens yang juga mengalami beban momen besar. Hasil penelitian menunjukkan bahwa hanya terjadi sedikit perbedaan dalam kekuatan antara balok-balok yang tidak berlubang dengan balok-balok yang diberi lubang sampai 15% dari luas kedua flensnya. Oleh sebab itulah AISC tidak menganjurkan diadakannya pengurangan pada luas kedua flens yang berlubang apabila luas dari lubang-lubang tersebut tidak melampui 15% dari luas bruto flensnya. Pengurangan hanya dilakukan apabila luas dari lubang-lubang melampui 15% dari luas flens. Setelah luas netto dari flens yang diizinkan ditentukan, maka pengurangan dari momen inersia dapat dihitung dengan memakai luas netto tersebut.

  • II - 15

    Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ria Catur Yulianti ST.MT STRUKTUR BAJA II

    II.2.6. Keruntuhan Badan Profil

    Balok dapat mengalami kegagalan dalam menjalankan fungsinya akibat terjadinya keruntuhan pada badan profil, pada titik-titik terdapatnya konsentrasi tegangan yang besar karena bekerjanya beban terpusat atau reaksi perletakan. Keadaan ini dapat dicegah dengan memakai pengaku-pengaku badan vertikal. Keruntuhan ini terjadi pada ujung rusuk badan, pada titik yang menyalurkan tekanan dari flens yang relatif lebar ke badan profil yang sempit. Pada titik ini AISC mengizinkan tegangan tekan maksimum sebesar 0.75 Fy.

    Dengan mempertimbangkan bahwa tegangan pada badan profil bekerja menyebar sepanjang badan dengan sudut sebesar 45o dan tegangan runtuh yang dihitung pada ujung rusuk badan atau pada pertemuan antara badan dan flens, sehingga persamaannya adalah :

    ; untuk beban terpusat

    ; untuk reaksi perletakan

    II.2.7. Lendutan

    Lendutan yang diizinkan pada balok biasanya dibatasi oleh peraturan, dimana lendutan dari sebuah batang merupakan fungsi dari momen inersianya. Untuk memudahkan perencanaan, tabel profil baja biasanya memiliki tabel daftar nilai dari Ix dan Iy untuk semua profil. Batasan lendutan maksimum untuk struktur baja dapat dilihat pada Tabel 2.1.

    Tabel 2.1. Batasan Lendutan Maksimum

    * L : panjang bentang; h : tinggi tingkat; beban tetap : beban mati dan hidup; beban sementara : meliputi beban gempa atau angin

  • II - 16

    Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ria Catur Yulianti ST.MT STRUKTUR BAJA II

    Contoh 2.4.

    Rencanakan gelagar B dan girder B untuk rencana rangka seperti terlihat pada gambar.

    Seluruh bentang dianggap dilengkapi dengan tunjangan lateral. Jenis baja A242Gr50, tinggi batang maksimum adalah 22 inchi. Tebal lantai beton bertulang 5 inchi yang menahan beban hidup sebesar 150 lb/ft2. Anggap lantai tidak dilapis, tidak ada langit-langit dan tidak ada partisi. Selanjutnya anggap tidak ada pembatasan pada lendutan dan hitung besarnya lendutan yang terjadi.

    Penyelesaian

    Karena berat beton bertulang adalah 150 lb/ft3, maka berat beton bertulang setebal 5 in :

    Jarak antara tiap gelagar adalah 8 ft

  • II - 17

    Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ria Catur Yulianti ST.MT STRUKTUR BAJA II

    DLconc = 62.5 x 8 = 500 lb/lin ft ; (lin ft = ft lari (geser))

    LL = 150 x 8 = 1200 lb/lin ft

    dimana : DLconc : beban mati beton ; LL : beban hidup

    Asumsi beban gelagar = 50 lb/ft3

    Sehingga beban terbagi rata total pada gelagar :

    W = (500 + 1200 + 50) lb/lin ft = 1.75 k/ft

    Fy = 50 ksi

    Gunakan profil W18X35

    Karena rangka dari gelagar masuk ke dalam girder, maka reaksi dari gelagar merupakan beban terpusat pada girder. Tiap-tiap girder menahan reaksi dari 3 gelagar pada tiap-tiap sisinya, jadi keseluruhannya ada 6 beban terpusat. Sehingga reaksi ujung dari tiap gelagar sama dengan besarnya beban total dibagi 2, yaitu :

    Asumsi berat girder = 150 lb/ft, sehingga reaksi dari tiap girder :

    Besarnya momen pada tengah batang :

    (68 x 16) (43.75 x 8) (0.15 x 16 x 8) = 718.8 ft k

    Sebagai penampang yang teringan dapat dipilih W30X99 tetapi tinggi dari profil W30X99 adalah 29.64 in, jadi lebih besar dari 22 in. Dengan demikian, profil tersebut tidak memenuhi syarat.

  • II - 18

    Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ria Catur Yulianti ST.MT STRUKTUR BAJA II

    Digunakan profil baja W21X122 sebagai batang yang paling rendah tingginya dengan S lebih besar dari 261.4 in3, dengan data-data : S = 273 in3 dan d = 21.68 in

    Untuk girder digunakan W21X122

    Cek lendutan

    Gelagar B

    Girder B

    a = 8 x 12 = 96 in

    I = 2960 in4