Download - Jbptitbpp Gdl Teguhpriba 31510 3 2008ta 2
-
-1-
BAB II DASAR TEORI
2.1 Desain Struktur Desain struktur dapat didefinisikan sebagai suatu perpaduan ilmu pengetahuan dan seni
yang mengkombinasikan perasaan intuitif seorang perencana berpengalaman mengenai
perilaku struktur dengan didasari pengetahuan yang mendalam mengenai prinsip-prinsip
statika, dinamika, mekanika bahan dan analisis struktur, untuk menghasilkan suatu
struktur yang aman dan ekonomis sehingga dapat berfungsi seperti yang diharapkan.
(Salmon. Johnson,1996)
Hal-hal ilmiah dan ilmu pengetahuan akan menolong perencana menemukan dasar-dasar
berpikir untuk mengambil keputusan, akan tetapi hal itu sering tidak mencukupi untuk
menentukan keputusan akhir. Disinilah perlunya intuisi seorang perencana dalam
mengambil keputusan akhir yang mungkin secara ilmiah sulit untuk diuraikan.
Intuisi seorang perencana juga diperlukan pada saat proses desain struktur berlangsung.
Sehingga data-data keluaran hasil analisis struktur tidak diterima begitu saja, terutama
jika menggunakan keluaran dari suatu program analisis struktur dengan komputer, akan
tetapi perlu ditambahkan pertimbangan perencana (engineer review) sebelum data-data
keluaran tersebut dikatakan layak untuk digunakan. Dengan kata lain proses desain
struktur bukanlah suatu proses kaku yang hanya menjalankan prosedur perhitungan
struktur dari awal hingga akhir, akan tetapi lebih diharapkan menjadi suatu ajang
pemunculan kreativitas perencana dalam memadukan ilmu pengetahuan, seni dan intuisi
untuk mencapai suatu desain yang optimal, oleh karena itu pengetahuan perencana secara
ilmu pengetahuan harus ditunjang dengan pemahaman realisasi desain dilapangan
melalui pengalaman-pengalaman desain yang telah dilakukan maupun dari sharing
sesama perencana sehingga intuisi seorang perencana terasah dengan baik.
-
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 II-2 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
2.2 Pengetahuan Struktur Baja Baja struktural adalah baja yang bisa digunakan pada proses konstruksi, baja jenis ini
harus memenuhi beberapa parameter yang dibutuhkan oleh sebuah disain struktur yaitu
berupa tegangan leleh minimum (minimum yield stress), kekuatan tarik minimum
(minimum tensile strength), daktilitas (ductility), dapat di las (Weldability) dan modulus
elastisitas bahan (umumnya 200.000 MPa). Parameter-pameter tersebut beragam nilainya
sesuai dengan mutu baja yang dikehendaki, mutu ini ditentukan oleh zat tambahan
(additive) dan perlakuan proses pembentukannya, beberapa diantaranya adalah carbon
steel, high strength low-alloy steels (HSLA), corrosion resistant HSLA steels, quenched
and tempered alloy steels.
Baja struktural mempunyai beragam profil yang disesuaikan dengan kebutuhan dalam
desain konstruksi, ada beberapa cara proses pembentukan profil-profil baja diantaranya
adalah Hot rolled structural shape, Cold termed shape, Welding, Fasteners (bolts, stud
shear connector). Profil-profil baja ini akan dipakai untuk berbagai fungsi seperti
dijadikan balok, kolom, rangka batang, bresing, gider, pelat, dll.
Struktur baja yang paling sering dijumpai adalah struktur rangka (skeleton construction).
Dimana elemen penyusunnya terdiri dari batang tarik, batang tekan, elemen lentur atau
kombinasi ketiganya. Sebagai contoh: konstruksi rangka atap Penyusun utama struktur
jenis ini umumnya terdiri dari elemen batang tekan, batang tarik dan batang lentur yang
dirangkai sedemikian rupa sehingga terbentuk struktur rangka atap yang kokoh, bisa
berupa dua dimensi ataupun tiga dimensi. Hubungan elemen-elemen batang tersebut
dapat berupa hubungan kaku (rigid) ataupun sederhana. Contoh lain adalah gedung,
bangunan industri, gelangang (auditorium) dan bangunan lainnya pada umumnya
menggunakan struktur rangka baik secara keseluruhan maupun hanya sebagian saja.
Jembatan pun kebanyakan merupakan struktur rangka baik jembatan dengan susunan
balok dan gelagar ataupun struktur rangka batang (truss).
-
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 II-3 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
2.3 Elemen Struktur Baja Secana umum elemen penyusun struktur baja dapat dikelompokkan atas tiga kategori,
yaitu: batang tarik, batang tekan dan elemen lentur. Masing-masing elemen memiliki sifat
dan fungsi khusus dalam struktur baja. Suatu struktur baja dibentuk oleh kombinasi
elemen-elemen tersebut dan disambungkan satu dengan yang lain menggunakan
sambungan baut atau sambungan las sehingga terbentuklah satu struktur utuh.
2.3.1 Batang Tarik
Batang tarik adalah elemen struktur baja yang hanya memikul/ mentransfer gaya aksial
tarik antara dua titik pada struktur. Batang tarik didesain untuk mencegah beberapa mode
keruntuhan yang mungkin akibat gaya yang bekerja pada batang dalam kondisi normal,
keruntuhan tersebut diantaranya, leleh di seluruh luasan penampang, fraktur di luasan
efektif penampang, blok geser, retak akibat geser sepanjang sambungan. Secara teoritis,
kekuatan penampang batang tarik dapat dimobilisasikan secara maksimal hingga
penampang mencapai keruntuhan. Akan tetapi pada kondisi sebenarnya, kekuatan batang
tarik harus direduksi dengan adanya lobang pada sambungan dan tidak sentrisnya gaya
tarik bekerja. Dengan ungkapan lain, kekuatan batang tarik ditentukan oleh seberapa luas
suatu penampang secara efektif ikut serta memikul gaya aksial tarik tersebut.
2.3.1.1 Kapasitas Kuat Tarik Rencana
Kuat tarik nominal batang tarik, tanpa lubang, dinyatakan sebagai perkalian luas bruto
profil dengan tegangan leleh baja profil yang digunakan. Walaupun kekuatan aktual dari
suatu batang tarik bisa saja melampaui tegangan lelehnya sebagai akibat dari pengerasan
regangan (strain hardening). Akan tetapi nilai tersebut tidak diambil, karena pelelehan
umum di sepanjang batang akan menyebabkan perubahan yang terlalu besar pada batang
tarik sehingga dikhawatirkan tidak berfungsi lagi seperti yang diharapkan. Komponen
struktur yang memikul gaya tarik aksial terfaktor Nu harus memenuhi:
Nu Nn . . . ( 2. 1 )
dengan Nn adalah kuat tarik rencana yang besarnya diambil sebagai nilai terendah di
antara dua perhitungan menggunakan harga-harga dan Nn di bawah ini:
-
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 II-4 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
Keruntuhan leleh di seluruh luasan penampang
n g yN A f= . . . ( 2. 2 ) Keruntuhan fraktur di luasan penampang efektif
n e uN A f= . . . ( 2. 3 ) Keruntuhan blok geser:
Jika u nt u nvF A 0.6F A maka terjadi leleh geser-fraktur tarik 0,60n y gv u ntN f A f A= + . . . ( 2. 4 )
Jika u nt u nvF A < 0.6F A maka terjadi leleh tarik-fraktur geser
0,60n u nv y gtN f A f A= + . . . ( 2. 5 ) Keterangan:
= 0,9 faktor tahanan untuk keruntuhan leleh di seluruh luasan penampang
= 0,75 faktor tahanan untuk keruntuhan fraktur di luasan efektif penampang
= 0,75 faktor tahanan untuk keruntuhan blok geser
, y uf f adalah tegangan leleh minimum dan kuat tarik
gA adalah luas penampang bruto
eA adalah luas penampang efektif
gvA adalah luas penampang geser bruto
gvA adalah luas penampang tarik netto
gvA adalah luas penampang geser netto
gvA adalah luas penampang tarik bruto
2.3.1.2 Penampang efektif
Luas penampang efektif komponen struktur yang mengalami gaya tarik ditentukan
sebagai berikut: Ae = AU . . . ( 2. 6 )
Keterangan :
A adalah luas penampang, mm2
U adalah faktor reduksi
-
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 II-5 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
= 1 - (x / L) 0,9, . . . ( 2. 7 )
x adalah eksentrisitas sambungan, jarak tegak lurus arah gaya tarik, antara titik
berat penampang komponen yang disambung dengan bidang sambungan, mm
L adalah panjang sambungan dalam arah gaya tarik, yaitu jarak antara dua baut
yang terjauh pada suatu sambungan atau panjang las dalam arah gaya tarik, mm
Bila komponen struktur tarik dilas kepada pelat menggunakan las longitudinal
di kedua sisinya,
A U A
2 U=1,01,5 2 U=0,87
1,5 U=0,75
e g l wl w
w l ww l w
=
< . . . ( 2. 8 )
Gambar 2. 1 las longitudinal
Bila komponen struktur tarik dihubungkan menggunakan las transversal saja,
kontakA U A A Ae g g= = = . . . ( 2. 9 )
Gambar 2. 2 las transversal
Bila komponen struktur tarik dihubungkan kepada baja bukan pelat
menggunakan las longitudinal/transversal
A U A Ae g g= = . . ( 2. 10 )
2.3.2 Batang Tekan
Sama halnya seperti batang tarik, batang tekan juga hanya memikul/ mentransfer gaya
aksial antara dua titik pada struktur. Akan tetapi sifat gaya aksial yang diterima adalah
gaya aksial tekan. Sehingga pengaruh tekuk (buckling) atau lenturan tiba-tiba akibat
ketidakstabilan merupakan persoalan yang mendapat perhatian lebih pada batang tekan.
Dengan ungkapan lain, kekuatan batang tekan tidak hanya dipengaruhi kekuatan
-
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 II-6 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
bahannya akan tetapi turut dipengaruhi bentuk geometris penampang (jari-jari girasi
penampang). Model keruntuhan yang mungkin terjadi pada elemen batang tekan
diantaranya; leleh(tekuk plastik) , tekuk inelastik dan tekuk elastik.
Tekuk yang terjadi pada penampang batang tergantung dari rasio kelangsingan
penampang () batangnya. Penampang dengan rasio kelangsingan rendah cenderung
mengalami keruntuhan leleh (tekuk plastik) sedangkan elemen batang dengan rasio
kelangsingan yang tinggi cenderung mengalami keruntuhan tekuk elastik. Sebagian besar
elemen batang tekan didesain agar mengalami keruntuhan tekuk inelastik yaitu elemen
batang dengan rasio kelangsingan menengah, hal ini agar desain yang dilakukan optimal
karena memiliki kuat tekan efektif dan dimensi yang efisien bila dibanding skenario
tekuk elastik dan tekuk plastik. Seluruh tekuk yang terjadi pada batang akan mengkuti
salah satu dari 3 macam tekuk yang ada, yaitu; lentur, lokal, torsi. Penjelasan ketiga
macam tekuk ini adalah sebagai berikut; Tekuk lentur (flexural buckling) adalah tekuk
menyebabkan elemen batang mengalami lentur terhadap sumbu lemah batang, tekuk
lokal (local buckling) adalah tekuk yang terjadi pada elemen pelat penampang (sayap/
badan) yang menekuk karena terlalu tipis. Ini dapat terjadi sebelum batang menekuk
lentur secara keseluruhan. Tekuk torsi (torsionsl buckling) adalah tekuk yang terjadi pada
elemen pelat yang menyebabkan penampang berputar/ memuntir terhadap sumbu batang.
2.3.2.1 Kapasitas Kuat Tekan Rencana
Sebuah batang yang memikul gaya tekan konsentris akibat beban terfaktor, Nu harus
direncanakan sedemikian rupa sehingga selalu terpenuhi hubungan :
nN Nu n . . . ( 2. 11 ) Keterangan:
n adalah faktor reduksi kekuatan nN adalah kuat tekan nominal komponen struktur
Tekuk lentur
-
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 II-7 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
g crfyNn A f Ag = = . . . ( 2. 12 )
fyfcr = . . . ( 2. 13 ) dimana :
kondisi leleh umum : 0, 25c maka 1,0 =
kondisi tekuk inelastik : 0, 25 1, 2c< < maka 1,43
1,6 0,67 c =
kondisi tekuk elastik : 1,2c maka 21,25 c =
dengan
1 kc
L fyr E
= . . . ( 2. 14 ) Keterangan:
gA adalah luas penampang bruto, mm2
crf adalah tegangan kritis penampang , MPa
yf adalah tegangan leleh material, Mpa
Tekuk Lentur Torsi
u n nltN N . . . ( 2. 15 ) Dengan nlt g cltN A f= . . . ( 2. 16 )
( )4
1 12
cry crzclt
cry crz
f f Hfcry fcrsfH f f
+ = + . . . ( 2. 17 ) 2 22 2 2
2 21x y o o
ocrz o oo
I I x yGJf r x y HAAr r
+ += = + + = . . . ( 2. 18 )
Keterangan:
r = adalah jari-jari girasi polar terhadap pusat geser
-
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 II-8 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
2 2o ox y+ adalah koordinat pusat geser terhadap titik berat, x 0 = 0 untuk siku
ganda dan profil T (sumbu y - sumbu simetris)
fyfcr = untuk tekuk lentur terhadap sumbu lemah y-y, dan dengan menggunakan harga
c, yang dihitung dengan rumus ky y
cy
L fr E
= dengan kyL adalah panjang tekuk dalam arah sumbu lemah yy.
Gambar 2. 3 Harga Koefisien penjepitan (Kc ) pada elemen tekan (SNI,2003)
2.3.3 Elemen Lentur
Elemen lentur adalah batang-batang yang mendapat beban transversal. Balok adalah
contoh umum elemen lentur. Beberapa komponen struktur yang merupakan kategori
balok adalah balok lantai (baik sebagai joist, spandrel beam, maupun main beam), balok
jembatan (baik stringers elemen balok yang searah alur jalan maupun girder balok yang
tegak lurus jalan), balok lintel dan gording pada sistem atap. Dengan posisi batang dalam
memikul beban. maka elemen lentur didominasi oleh momen lentur bersamaan dengan
gaya geser/lintang dan dalam kondisi tertentu juga memikul kemungkinan terjadinya
torsi.
-
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 II-9 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
Ketika elemen balok melentur, maka serat bawah akan mengalami tarik dan serat atas
akan mengalami tekan. Serat bawah akan berperilaku seperti batang tarik dan serat atas
akan berperilaku seperti batang tekan. Dengan demikian, elemen lentur merupakan
kombinasi antara prinsip batang tarik dan tekan.
Dalam kondisi lain, sering dijumpai suatu elemen bisa saja memikul gaya aksial
(umumnya aksial tekan) dan gaya lentur secara bersamaan. Suatu batang yang memikul
gaya aksial tekan dan lentur secara bersamaan disebut elemen balok-kolom. Perilaku
elemen ini merupakan kombinasi keduanya. Jika elemen tersebut didominasi gaya aksial,
maka prilakunya akan lebih cenderung seperti batang tarik atau batang tekan dan
sebaliknya, jika elemen tersebut didominasi gaya lentur, maka prilakunya akan lebih
cenderung seperti elemen lentur.
2.3.3.1 Kapasitas Lentur Rencana
Sebuah balok yang memikul beban lentur murni terfaktor, Mu harus direncanakan
sedemikian rupa sehingga selalu terpenuhi hubungan :
uxM M . . . ( 2. 19 ) Keterangan:
Mux adalah momen lentur terfaktor, N-mm
adalah faktor reduksi = 0,9
Mn adalah kuat nominal dari momen lentur penampang, N-mm
a. Kuat Nominal lentur penampang dengan pengaruh tekuk lokal
Penampang kompak ( )p n pM M= . . . ( 2. 20 )
Penampang tak- kompak ( )p r < ( ) pn p p r
r p
M M M M
= . . . ( 2. 21 )
-
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 II-10 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
Penampang langsing ( )r 2
rn rM M
= . . . ( 2. 22 ) Keterangan:
y yM f S= (momen leleh) 1.5p y yM f Z M= (kuat lentur plastis)
( )r y rM S f f= (momen batas tekuk) rf =tegangan sisa, nilai dengan ketentuan sbb;
Penampang dirol =75Mpa
Penampang dilas =115 Mpa
Secara umum =0.3 yf
b. Kuat Nominal lentur penampang dengan pengaruh tekuk lateral dengan
penampang kompak ( )p
1. Kondisi plastis sempurna ( pL L ) * 1.5*n p x y yM M Z f M= = . . . ( 2. 23 )
2. Kondisi tekuk Torsi-lateral inelastik ( )p rL L L< <
( ) rn b r p r pr p
L LM C M M M ML L
= + . . . ( 2. 24 ) Keterangan:
bC =faktor pengali momen lentur nominal (bending coefficients)
max
max 1/ 4 1/ 2 3/ 4
12,52,5 3 4b L L L
MCM M M M
= + + + . . . ( 2. 25 ) Keterangan :
Mmax adalah momen maksimum dari bentang yang ditinjau
M1/4L adalah momen pada 1/4 bentang yang ditinjau
-
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 II-11 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
M1/2L adalah momen pada 1/2 bentang yang ditinjau
M3/4L adalah momen pada 3/4 bentang yang ditinjau
Nilai nM dibatasi tidak boleh lebih besar dari nilai pM yaitu harga momen lentur pada kondisi plastik sempurna tanpa mengalami tekuk lokal maupun torsi-lateral
3. Kondisi Tekuk Torsi Lateral Elastik (L Lp)
n crM M= . . . ( 2. 26 )
2
cr y y wEM Cb EI GJ I I Mp
L L = + . . . . Untuk profil I dan kanal ganda
Kuat Nominal lentur penampang dengan pengaruh tekuk lateral dengan penampang tak
kompak ( )p r < 'n nM M= . . . ( 2. 27 )
Apabila 'pL L maka ( ) pn p p rr p
M M M M
= . . . ( 2. 28 )
Apabila 'pL L> maka ( ) rn b r p r pr p
L LM C M M M ML L
= + . . . ( 2. 29 )
Keterangan:
1,76p yy
EL rf
= . . . ( 2. 30 )
yy
Ir
A=
. . . ( 2. 31 )
2121 1r y L
L
XL r X ff
= + + L y rf f f= . . . ( 2. 32 )
-
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 II-12 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
1 2EGJAX
S=
. . . ( 2. 33 )
2
2 4 wy
ISXGJ I
= . . . ( 2. 34 ) Keterangan:
wI adalah konstanta puntir lengkung S adalah modulus penampang elastik Z adalah modulus penampang plastis
yr adalah jari-jari girasi penampang E adalah modulus elastisitas=200.000 Mpa
J adalah konstanta puntir torsi31
3 i ib t=
G Modulus geser = ( )2 1E
+ = 80.000Mpa poissons ratio 0,3=
( ) '' p np p r pp r
M ML L L L
M M = +
. . . ( 2. 35 )
2.4 Komponen Struktur Yang Mengalami Gaya Kombinasi Batang penyusun elemen struktur memikul gaya-gaya dalam berupa tekan, tarik atau gaya aksial
dan gaya momen atau lentur, gaya-gaya dalam ini bekerja secra bersamaan terhadap batang
sehingga batang memikul gaya kombinasi dari gaya-gaya dalam tersebut,.
2.4.1 Gaya dan momen terfaktor Nu merupakan gaya aksial terfaktor (tarik atau tekan) yang terbesar yang bekerja pada komponen
struktur dan Mu, yaitu Mux dan Muy, merupakan momen lentur terfaktor (terhadap sumbu-x dan
sumbu-y) yang terbesar yang dihasilkan oleh beban pada rangka dan beban lateral pada
komponen struktur, dan telah memperhitungkan kontribusi momen lentur orde kedua yang terjadi
-
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 II-13 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
pada konfigurasi struktur yang telah berdeformasi. Mu harus ditentukan dari salah satu metode
analisis
2.4.2 Komponen struktur dengan penampang simetris yang mengalami momen lentur dan gaya aksial
Komponen struktur yang mengalami momen lentur dan gaya aksial harus direncanakan
memenuhi ketentuan sebagai berikut:
Untuk 0,2
untuk 0, 2 :
8 1,09
u
n
uyu ux
n b nx b ny
NN
MN MN M M
+ +
. . . ( 2. 36 )
untuk 0,2 :
1,02
u
n
uyu ux
n b nx b ny
NN
MN MN M M
< + + . . . ( 2. 37 )
Keterangan:
uN adalah gaya aksial (tarik atau tekan) terfaktor, N
nN adalah kuat nominal penampang, N
- uN adalah gaya aksial tarik, atau
- uN adalah gaya aksial tekan
adalah faktor reduksi kekuatan: - untuk gaya aksial tarik, atau sama dengan 0,85 untuk gaya aksial tekan
uxM , uyM adalah momen lentur terfaktor terhadap sumbu-x dan sumbu-y, N-mm
nxM , nyM adalah kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-x dan sumbu-y, N-mm
b = 0,9 adalah faktor reduksi kuat lentur
-
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 II-14 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
2.5 Elemen Sambungan Sambungan merupakan bagian tidak terpisahkan dari sebuah struktur baja. Sambungan
berfungsi untuk menyalurkan gaya-gaya dalam (momen, lintang/geser dan aksial) antar
komponen-komponen struktur yang disambung, sesuai dengan perilaku struktur yang
direncanakan. Keandalan sebuah struktur baja untuk bekerja dengan mekanisme yang
direncanakan sangat tergantung oleh keandalan sambungan. Sambungan terdiri dari
komponen sambungan (pelat pengisi, pelat buhul, pelat pendukung, dan pelat
penyambung) dan alat pengencang (baut dan las).
Beberapa tipe sambungan yang umum dipakai pada pekerjaan konstruksi diantaranya;
Sambungan tipe tumpu adalah sambungan yang dibuat dengan menggunakan baut yang
dikencangkan dengan tangan, atau baut mutu tinggi yang dikencangkan untuk
menimbulkan gaya tarik minimum yang disyaratkan, yang kuat rencananya disalurkan
oleh gaya geser pada baut dan tumpuan pada bagian-bagian yang disambungkan.
Sambungan tipe friksi adalah sambungan yang dibuat dengan menggunakan baut mutu
tinggi yang dikencangkan untuk menimbulkan tarikan baut minimum yang disyaratkan
sedemikian rupa sehingga gaya-gaya geser rencana disalurkan melalui jepitan yang
bekerja dalam bidang kontak dan gesekan yang ditimbulkan antara bidang-bidang kontak.
Berdasarkan perilaku struktur yang direncanakan, sambungan dapat dibagi menjadi:
1. Sambungan Kaku Sambungan yang memiliki kekakuan cukup untuk mempertahankan sudut-sudut diantara
komponen-komponen struktur yang disambungkan. Hal ini disebabkan sambungan
mampu memikul momen yang bekerja, sehingga deformasi titik kumpul tidak terlalu
berpengaruh terhadap distribusi gaya dalam maupun terhadap deformasi keseluruhan
struktur.
2. Sambungan Semi-kaku Sambungan yang tidak memiliki kekakuan cukup untuk mempertahankan sudut-sudut
diantara komponen struktur yang disambung, akan tetapi memiliki kapasitas yang cukup
untuk memberikan kekangan yang dapat diukur terhadap besarnya perubahan sudut-sudut
tersebut.
-
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 II-15 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
3. Sambungan Sendi atau Sederhana Sambungan yang tidak memiliki kekakuan untuk mempertahankan sudut-sudut diantara
komponen struktur yang disambung. Ujung komponen struktur yang disambung dianggap
tidak menahan kekangan sehingga dianggap bebas momen.
Suatu sistem sambungan terdiri dari :
a. komponen struktur yang disambung, dapat berupa balok, kolom, batang tarik atau
batang tekan
b. alat penyambung, dapat berupa pengencang (fastener): baut biasa (ordinary
bolts), baut mutu tinggi (high-strength bolts) dan paku keling (rivet), atau
sambungan las (weld), las tumpul (groove welds), las sudut (filled welds) dan las
pengisi (plug and slot welds)
c. elemen penyambung, berupa pelat buhul atau pelat/profil penyambung.
Filosopi dasar perencanaan sambungan adalah suatu sistem sambungan harus
direncanakan lebih kuat daripada komponen struktur yang disambungkan dan
deformasi yang tenjadi pada sambungan masih berada dalam batas kemampuan
deformasi sambungan. Dengan demikian, keandalan struktur akan ditentukan oleh
kekuatan elemen-elemennya.
3.1.1 Perencanaan sambungan Kuat rencana setiap komponen sambungan tidak boleh kurang dari beban terfaktor yang
dihitung. Pada laporan ini sambungan didesain agar lebih kuat dari kuat penampang yang
disambungnya, atau biasa disebut capacity design, hal ini diambil mengingat bahwa
kegagalan struktur pada sambungan sangat berbahaya, karena terjadi secara tiba-tiba
(sambungan bersifat getas), diharapkan keruntuhan yang terjadi pada penampang bukan
pada sambungan, namun konsekuensi yang harus diambil adalah tingginya biaya
sambungan mengingat pada struktur baja jumlah sambungan sangat banyak. Pada laporan
ini diasumsikan biaya tinggi tidak menjadi masalah, karena merupakan struktur terminal
bandara yang memiliki fungsi yang penting dan strategis, Secara umum sesuai SNI 03-
1729-2002 perencanaan sambungan harus memenuhi persyaratan berikut:
a. Gaya-dalam yang disalurkan berada dalam keseimbangan dengan gaya-gaya yang
bekerja pada sambungan;
-
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 II-16 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
b. Deformasi pada sambungan masih berada dalam batas kemampuan deformasi
sambungan;
c. Sambungan dan komponen yang berdekatan harus mampu memikul gaya-gaya
yang bekerja padanya.
2.6 Pembebanan
Proses penentuan beban-beban yang bekerja pada struktur mungkin merupakan tahapan
terpenting sekaligus tersulit yang harus dihadapi perencana struktur dalam suatu
rangkaian proses desain. Disebut demikian karena untuk mencapai hasil rancangan yang
tepat dan akurat perencana harus :
a. mampu menentukan nilai maksimum beban yang akan ditanggung struktur selama
masa layan
b. mampu menentukan penempatan beban yang paling memberikan pengaruh paling
buruk (worst) terhadap struktur
c. pada struktur tertentu perencana juga dituntut harus mampu menentukan tahapan
pembebanan yang tepat, misalnya pada struktur komposit dimana tahapan
pembebanan menentukan kapasitas suatu penampang.
Disinilah diperlukan kejelian dan intuisi perencana untuk memperkirakan (predicting)
hal-hal tersebut diatas. Secara umum, ada tiga kategori beban yang harus dikenal baik
oleh perencana struktur, yaitu: beban mati, beban hidup dan beban lingkungan. Beban-
beban tersebut dapat membebani struktur dalam arah vertikal maupun horizontal dan
dalam bentuk beban terpusat (membebani struktur dalam area relatif kecil), beban garis
berupa berat sendiri elemen ataupun berat dinding partisi ataupun beban permukaan yang
menyebar merata diatas permukaan lantai. Karakteristik masing-masing beban diuraikan
lebih lanjut pada bab-bab berikut ini. Berdasarkan SNI, beban yang bekerja pada struktur
bandara adalah :
1. Beban sendiri termasuk beban tambahan, seperti mechanical electrical (ME),
atap metal, dan sebagainya.
2. Beban hidup
-
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 II-17 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
3. Beban angin
4. Beban hujan
5. Beban gempa
2.6.1 Beban Mati
Beban mati adalah beban yang membebani struktur secara menetap selama masa layan
struktur. Umumnya beban mati berasal dari berat sendiri struktur dan komponen-
komponen lain yang melekat pada struktur. Sebagai contoh: berat balok, berat lantai,
berat lantai atap, langi-langit, dinding-dinding partisi, pipa-pipa dan peralatan
mechanical-electrical (ME) yang menetap pada struktur. Besar nilai beban mati dapat
ditentukan dengan mengetahui dimensi dan jenis material yang digunakan. Untuk
peralatan ME, berat peralatan dapat diperoleh dari pabrikannya.
2.6.2 Beban Hidup
Berbeda dengan beban mati, beban hidup adalah beban gravitasi yang memiliki besar
dan/atau posisi yang berubah dari waktu ke waktu (moving loads) selama masa layan
struktur. Sebagai contoh adalah beban orang, funiture, perkakas, beban kendaraan pada
struktur jembatan dan beban lain yang dapat bergerak. Karena sifatnya yang berubah-
ubah, umumnya beban hidup sangat sulit ditentukan secara pasti. Yang dilakukan adalah
menentukan beban hidup minimum yang harus diperhitungkan pada suatu struktur, pada
umumnya mengacu pada peraturan pembebanan yang ditentukan oleh pemerintah. Untuk
Indonesia pengaturan nilai minimum beban hidup untuk berbagai fungsi bangunan diatur
dalam Peraturan Pembehanan Indonesia untuk Gedung 1983 (PPIG 1983). Beban-beban
ini pada umumnya bersifat empiris dan konservatif yang dapat diterima secara umum.
Namun adakalanya nilai yang diberikan tidak tepat, untuk kondisi demikian menentukan
beban hidup sendiri dengan alasan yang dapat dipertanggungjawabkan.
-
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 II-18 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
2.6.3 Beban Angin
Berdasarkan PPIG 1987, beban angin didefinisikan sebagai tekanan angin yang menerpa
struktur baik berupa gaya tekan ataupun gaya hisap. Umumnya beban angin baru
diperhitungkan untuk struktur yang memiliki minimal 4 lantai atau memiliki tinggi
bangunan minimal 16 m. Angin yang bergerak menabrak struktur dianggap bekerja
sebagai tekanan positif pada sisi yang berhadapan langsung dengan arah angin dan
tekanan negatif (isap) pada sisi belakangnya. Tekanan tiup angin yang bekerja pada
struktur untuk daerah normal sebesar 25 kg/m2 dan untuk daerah pantai diambil 40 kg/m2.
2.6.4 Beban Gempa
Beban gempa terjadi akibat pergerakan tanah dasar ke arah horizontal atau vertikal secara
tiba-tiba dalam periode tertentu. Umumnya pergerakan arah horizontal memiliki
guncangan yang lebih besar. Gerakan tanah yang diakibatkan oleh getaran gempa bumi
meliputi percepatan, kecepatan, dan perpindahan. Ketiganya pada umumnya
teramplifikasi sehingga menimbulkan gaya dan perpindahan yang dapat melebihi
kapasitas yang dapat ditahan oleh struktur yang bersangkutan. Nilai maksimum besarnya
gerakan tanah yaitu kecepatan tanah puncak, percepatan tanah puncak, dan perpindahan
tanah puncak menjadi parameter-parameter utama dalam desain struktur tahan gempa.
2.6.5 Kombinasi Pembebanan
Berdasarkan beban-beban tersebut di atas maka struktur baja harus mampu memikul
semua kombinasi pembebanan di bawah ini:
1. 1,4D . . . ( 2. 38 )
2. 1,2D + 1,6 L + 0,5 (La atau H) . . . ( 2. 39 )
3. 1,2D + 1,6 (La atau H) ) + ( L L atau 0,8W) . . . ( 2. 40 )
4. 1,2D + 1,3 W + L L + 0,5 (La atau H) . . . ( 2. 41 )
5. 1,2D 1,0E + L L . . . ( 2. 42 )
6. 0,9D (1,3W atau 1,0E) . . . ( 2. 43 )
-
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 II-19 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
Keterangan:
D adalah beban mati yang diakibatkan oleh berat konstruksi permanen, termasuk dinding,
lantai, atap, plafon, partisi tetap, tangga, dan peralatan layan tetap
L adalah beban hidup yang ditimbulkan oleh penggunaan gedung, termasuk kejut, tetapi
tidak termasuk beban lingkungan seperti angin, hujan, dan lain-lain
La adalah beban hidup di atap yang ditimbulkan selama perawatan oleh pekerja, peralatan,
dan material, atau selama penggunaan biasa oleh orang dan benda bergerak
H adalah beban hujan, tidak termasuk yang diakibatkan genangan air
W adalah beban angin
E adalah beban gempa, yang ditentukan menurut SNI 0317261989, atau penggantinya
dengan,
L = 0,5 bila L< 5 kPa, dan L = 1 bila L 5 kPa.
Pengecualian:
Faktor beban untuk L di dalam kombinasi pembebanan pada persamaan ke 3,4 dan 5 yang
diambil dari SNI, harus sama dengan 1,0 untuk garasi parkir, daerah yang digunakan untuk
pertemuan umum, dan semua daerah di mana beban hidup lebih besar daripada 5 kPa.
Lampiran .pdfMathcad - Kolom-TR4Mathcad - P1-D6-6Mathcad - P1-D7-10reMathcad - P1-D8-6Mathcad - P1TR4-D8-10reMathcad - P-TR1-2-D8-12reMathcad - w1-200x100x5.5x8Mathcad - w1-200x150x8x10Mathcad - w2-150x75x5x7Mathcad - w3-400x400x13x21Mathcad - w4-wf-250x250x9x14reMathcad - w4-wf-300x150x6.5x9Mathcad - w5-wf-250x125x6x9