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


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


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


= 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


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


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


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


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


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




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


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


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


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


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


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


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


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


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

jbptitbpp gdl teguhpriba 31510 3 2008ta 2

Documents