Jumat, 29 April 2011STRUKTUR BAJA JEMBATAN SUBPOKOK BAHASAN :1.1. Jenis-jeins Jembatan 1.2. Bagian-bagian Struktur Jembatan1. Tujuan Pembelajaran Umum :Mamapu mengenal Jenis-jenis jembatan Baja dan mengidentifikasi bagian-bagian struktur dari masing-masing Jenis Jembatan baja2. Tujuan Pembelajaran Khusus :a. Menjelaskan jenis-jenis struktur jembatan bajab. Menjelaskan Bentuk-bentuk Struktur dari masing-masing jembatn Bajac. Mengindentifikasi Bagian-bagian Struktur Jembatan Bajad. Mengidentifikasi perbedaan Bagian Struktur atas dan Bawah

I L U S T R A S I

Jembatan merupakan suatu bangunan yang dipergunakan untuk melintasi lalulintas dari rintangan yang berupa ; sungai ataupun saluran air, lembah,jurang danau dan jalan raya ataupun jalan KA, harus direncanakan dengan menggunakan jenis struktur dan bahan konstruksi yang tepat sehingga dicapai optimalisasi perencanaan sesuai dengan fungsinya. Jenis jembatan bermacam-macam dilihat dari bentuk dan fungsi pemakaiannya, namun secara garis besar jenis jembatan dapat dibedakan atas :1.1.1. Klasifikasi Jembatan menurut material jembatan, Klasifikasi jembatan menurut material yang digunakan dibedakan atas bahan yang dominan dipergunakan, terutama bahan sebagai struktur utama Banguan Atas (Gelagar Induk), yaitu :a) Jembatan Kayu :Jenis jembatan ini bangunan atasnya terbuat dari bahan balok kayu sebagai gelagar jembatan dan papan sebagai struktur lantai kendaraan. Bahan kayu yang dgunakan diambil dari kayu jenis kelas awet (A) dan kelas kelas kekuatan (I) yang biasanya dari jenis kayu Jati, kayu Bengkirai, kayu Ulin, dan kayu-kay jenis lain yang tahan terhadap air dan cuaca. Bentuk struktur dari jembatan kayu biasanya berupa ;Jembatan Rangka Batang Kayu dan Jembatan Gelagar biasa yang basanya digunakan pada jembatan bentang pendek. Alat sambung yang digunakan untuk sambungan antara elemen jembatan digunakan Baut Biasa dengan pelat simpul dari pelat baja .

b). Jembatan Pasangan BatuJembatan jenis ini seluruh struktur baik struktur bawah (Sub structrure) dan struktur atas (Super structure) dibuat dari pasangan batu kali atau bata merah yang merupakan jenis jembatan dengan struktur sistim grafitasi yang kekuatannya mengandalkan dari berat struktur. Bentuk dari jembatan ini sebaian besar berbentuk struktur lengkung dibagian bentang yang harus menahan beban utama seperti pada gambar berikut

c). Jembatan Baja Jembatan dengan material baja merupakan jembatan yang banyak digunakan disamping jembatan dengan matrial beton. Jembatan jenis ini bermacam-macam tipe dan bentuknya, Seperti Jembatan Gelagar Biasa, Jembatan Gelagar Box, Jembatan Gelagar Plat Girder, Jembatan Rangka Batang, Jembatan Gantung yang sangat tergantung dari bentang jembatan, yang aka dijelaskan pada pasal berikut.

d). Jembatan BetonJembatan dengan material beton banyak digunakan dan perkembangan teknologi jembatan beton sangat pesat baik teknologi strukturnya maupun cara pelaksanaannya. Jembatan dengan material beton sering dilaksanakan dengan cara cor ditempat atau dengan beton pracetak. Tipe jembatan beton ini antara lain : Jembatan Monolit, jembatan Prategang, Jembatan Komposit, yang akan dijelaskan pada pasal berikut.

1.1.2.Klasifikasi Jembatan menurut kegunaan :a).Jembatan Jalan Raya :Jembatan yang digunakan untuk menghubungkan jalan raya yang melintasi rintangan seperti sungai, jalan lain dan sebagainya, untuk dilewati lalu-lintas kendaraan darat.

Gambar. 1.1.c. (Jembatan Jalan Raya)

b). Jembatan Kereta Api :Jembatan yang digunakan untuk menghubungkan jalan Rel yang melintasi rintangan seperti sungai, jalan lain dan sebagainya, untuk dilewati Kereta Apai.

Gambar.1.1.d (Jembatan Kerata Api)

c). Jembatan Penyebrangan Orang (JPO) :Jembatan yang digunakan untuk penyebrangan Orang pelajan kaki yang melintasi rintangan jalan (seperti jalan raya, jalan KA dsb). Gambar. 1.1.e. (Jembatan Penyebrangan Orang )

d). Jembatan Lain-lain :Jembatan yang digunakan untuk menghubungkan Saluran Air, Pipa gas, Pipa minyak, Kabel Aliran Listrik dan sebagainya yang melintasi rintangan. Dan biasanya jembata ini didekatkan dengan jembatan lintasan lalu-lintas agar mudah merawatan dan inspeksi dari sarana yang dilintaskan

1.1.2. Klasifikasi Jembatan menurut bentuk Struktur :Didasarkan pada bentuk atau tipe stuktur jembatan, jembatan dibedakan dari bentuk struktur Gelagar induknya yaitu Gelagar yang menopang seluruh elemen struktur jembatan dan mentransfer seluruh beban struktur yang langsung berhubungan dengan bangunan bawah. Adapun bentuk struktur jembatan terdiri atas :a). Jembatan Balok Gelagar biasaJembatan ini digunakan pada jembatan dengan bentang pendek sampai sedang dan beban hidup yang lewat relative kecil (seperti, Jembatan Penyebrangan Orang dan sebagainya). Gelagar Induk jembatan ini merupakan struktur balok biasa yang menumpu pada kedua Abutment dengan susunan struktur ; Gelagar Induk-Pelat Lantai Kendaraan, dengan dilengkapi Tiang Sandaran (non struktur), seperti pada jembatan gelagar biasa dengan material kayu.atau baja seperti pada gambar berikut :

Gambar. 1.1.f (Jembatan Balok Biasa)

b). Jembatan Balok Pelat Girder. Jenis jembatan ini sering digunakan pada jembatan jalan KA dengan bentang sedang. Struktur Gelagar Induk jembatan merupakan Balok profil buatan dari pelat baja dengan tebal tertentu disusun sedemikian rupa sehinggga merupakan Balok yang profosional dan efektif untuk menehan beban yang bekerja.yang menopang gelagar meintang dan memanjang yang dengan bentuk struktur seperti gambar berikut.

Gambar. 1.1.g. (Jembatan Gelagar Pelat Girder)

c). Jembatan Balok Monolit Beton BertulangMerupakan Jembatan Beton bertulang yang antara Gelagar Induk dan Pelat lantai Kendaraan dicor bersamaan dan menyatu sebagai Balok T Seluruh struktur yang terdiri dari Balok dan pelat lantai, yang juga sering diantara balok dipasang balok diafragma menopang diatas Abutment , seperti gambar berikut

Gambar. 1.1.h. (Jembatan Balok Beton Monolit))

d). Jembatan Gelagar Komposit Jembatan ini Gelagar Induknya merupakan paduan dari dua jenis material yaitu Balok profil baja dengan pelat lantai beton bertulang yang dihubungkan dengan penghubung gesar (Shear connector), Jenis iembatan ini sering digunakan ada jembatan dengan bentang relatif panjang, yang efektif adalah dari bentang 15 meter sampai dengan 30 meter dan biasanya digunakan pada struktur dengan balok diatas dua bentang (simple Beam). Bentuk dan susunan dari Jembatan komposit seperti gambar berikut

Gambar 1.1.i. (Jembatan Komposit Baja-Beton)

e). Jembatan Rangka Batang struktur jembatan baja rangka batang mempunyai tipe rangka yang banyak jenisnya. Struktur jembatan rangka batang dengan material profil-profil baja digunakan pada jembatan dengan bentang yang relatif panjang. Susunan dari struktur jembatan rangka batang ini terdiri dari ; Struktur rangka batang dipasang di bagian kiri-kanan yang merupakan Gelagar Induk, yang menopang Gelagar Melintang dan gelagar memanjang yang bekerja menahan beban kerja dari lantai kendaraan, seperti pada gambar berikut

Gambar. 1.1.j. (Jembatan Gelagar Rangka Batang)

f). Jembatan Gantung Jembatan Gantung merupakan struktur jembatan yang terdiri dari struktur Penopang yang berupa Tiang (pilar atau Menara), struktur Jembatan berupa Gelagar Induk dan gelagar melintang, Lantai Kendaraan, Penjangkar Kabel dan Kabel Penggantung yang membentang sepanjang bentang sejajar dengan arah memanjang jembatan, dimana kabel sebagai struktur utama yang menstranfer seluruh beban ke bagian bawah jembatan yang berupa Abutmen, penjangkar kabel dan tiang Penopang . Seluruh kabel diikat dan ditopangkan pada Penjangkar kabel dan tiang penopang utama, kabel sebagai penopang seluruh bangunan atas, seperti pada gambar berikut :Gambar. 1.1.k. (Jembatan Gantung )

g). Jembatan Balok Beton Prategang (Pre Strees)Gelagar Induk dari jembatan ini merupakan balok beton bertulang yang diberi pra tegangan dari kabel yang dipasang sedemikian rupa sehingga seluruh beban hidup jembatan dapat di lawan dengan prategangan yang didapat dari penarikan kabel dalam tendon yang diletakkan di dalam tubuh balok rsebut. Embatan ini sering digunakan pada jembatan dengan bentang yang relatif panjang, seperti yang terlihat pada gambar Jembatan Layang Mono rell

h). Jembatan Tipe Lain Jembatan tipe dengan jenis struktur yang lain seperti Jembatan Pelengkung tiga sendi Jembatan Kombinasi dari Struktur yang ada, merupakan jembatan dengan struktur utama adalah merupakan jenis struktutr seperti yang dijelaskan pada pasal-pasal diatas.

1.1.3. Klasifikasi Jembatan menurut kelas muatan Bina Marga :Didasarkan pada prosentase muatan hidup yang dapat melewati jembatan dibandingkan dengan kendaraan standar, yaitu terdiri atas :

Jembatan Kelas Standar (A/I) : Merupakan jembatan kelas standar dengan perencanaan 100 % muatan T dan 100 % muatan D. Dalam hal ini lebar jembatan adalah (1,00 + 7,00 + 1,00) meter

Jembatan Kelas Sub Standar (B/II) : Merupakan jembatan kelas standar dengan perencanaan 70 % muatan T dan 70 % muatan D. Dalam hal ini lebar jembatan adalah ( 0,50 + 6,00 + 0,50 ) meter

Jembatan Kelas Low Standar (C/III) : Merupakan jembatan kelas standar dengan perencanaan 50 % muatan T dan 50 % muatan D. Dalam hal ini lebar jembatan adalah (0,50 + 3,50 + 0,50) meter

Struktur jembatan terbagi atas Konstruksi Bangunan atas (Superstructure) dan Konstruksi Bangunan Bawah (Substructure), yang terdiri atas bagian-bagian struktur sebagai berikut:

1.2.1. Struktur Bangunan Atas (Superstructure) :Merupakan struktur yang langsung menerima semua beban termasuk Beban hidup lalu-lintas dan berat sendiri struktur, bentuk struktur bangunan atas ini menggambarkan tipe atau jenis strukutur jembatan. Bangunan atas terdiri dari bagian-bagian :a. Pelat Lantai Kendaraan Merupakan bagian konstruksi jembatan yang langsung menerima beban lalu-lintas yang berjalan di atasnya, yang di dalam perencanaan diperhitungkan terhadap beban hidup/muatan T dari tekanan gandar roda kendaraan dan berat konstruksi yang dipikulnya (termasuk berat sendiri lantai). Lantai kendaraan biasanya digunakan Balok papan kayu atau yang sering digunakan adalah lantai beton bertulang. Lantai kendaraan diletakkan langsung di atas Gelagar Induk atau Gelagar memanjang pada jembatan Rangka Batang

b. Trotoar Merupakan bagian layanan jembatan yang digunakan untuk sarana pejalan kaki, yang berada dibagian pinggir kiri-kanan lantai kendaraan. Ketinggian permukaan lantai Trotoir dibuat lebih tinggi dari pada ketinggian permukaan lapisan aus lantai kendaraan

c. Tiang Sandaran :Tiang sandaran yang dilengkapi dengan pipa sandaran merupakan bagian struktur jembatan yang dipasang dibagian tepi luar lantai Trotoar sepanjang bentangjembatan berfungsi sebagai pengaman untuk pejalan kaki yang lewat diatas trotoar, juga merupakan konstruksi pelindung bila terjadi kecelakaan lalu-lintas.

d. Gelagar Memanjang (Balok lantai)Merupakan bagian konstruksi jembatan yang berfungsi memikul lantai kendaraan yang kemudian meneruskan beban-beban tersebut kebagian konstruksi di bawahnya.

e. Gelagar Melintang Adalah bagian konstruksi yang berada di bawah gelagar memanjang untuk memikul memikul gelagar memanjang yang kan diteruskan ke gelagar induk. Gelagar ini akan menahan momen lentur dan momen punteir bila terjadi gaya-gaya arah melintang jembatan seperti angina dan gempaf. Gelagar Induk Merupakan bagian utama konstruksi bangunan atas, yang berfungsi meneruskan seluruh beban yang diterima bangunan atas dan diteruskan ke bangunan bawah. Gelagar induk biasanya biasanya berupa Rangka batang atau balok Girder dan Balok Komposit

g. Tumpuan JembatanSebagai bagian struktur yang diletakkan diatas Abutmen dan Pilar sebagai landasan Gelagar Induk menumpu di bagian struktur bawah. Bahan yang sering digunakan Sebagai Tumpaun ini adalah Basi Cor (Berupa Roll dan Engsel), dan Lempengan Super Rubber Elasitic yang dilapisi pelat baja.

h. Drainase Drainase pada Jembatan berfungsi untuk mengalirkan air yang ada di lantai kendaraan ke saluran pembuang sehingga tidak menggenangi lantai kendaraan jembatan, yang sangat mengganggu jalannya lalu-lintas yang melewatinya. Letak dan susunan dari drainase ini ditunjukkan pada gambar berikut :

Secara keseluruhan susunan dari struktur bangunan atas dari konstruksi jembatan diicontohkan Jembatan Rangka Batang seperti berikut

Gambar .2.1.c. (Bagianbagian Struktur Bangunan Atas dari jembatan rangka batang)

Gambar. 2.1.d. (Bangunan Atas Jembatan Rangka Batang)

1.2.2. Struktur Bangunan BawahMerupakan struktur yang berhubungan langsung dengan tanah pendukung atau pondasi jembatan, yang berfungsi meneruskan beban dari seluruh bangunan atas lewat tumpuan jembatan yang diteruskan ke tanah pendukung /pondasi. Bangunan bawah ini terdis atas :a. AbutmentBagian yang memikul kedua pangkal jembatan yang terletak di ujung bentang jembatan (di tepi-tepi lebar lintasan) yang berfungsi untuk neneruskan seluruh beban bangunan atas ke pondasi/tanah pendukung, bagian ini dibangun dari bahan beton bertulang atau pasangan batu kali yang dilengkapi dengan sayap Abutment.Gambar. 2.1.e. (Abutment)b. Pilar Merupakan bagian lain dari bangunan bawah yang terletak di bentang jembatan diantara pangkal jembatan, berfungsi seperti Abutment yang membagi beban dan memperpendek bentang jembatan. Biasanya dibangun dari Beton bertulang atau tiang panjang (beton atau Pipa baja) dan di atasnya terdapat kepala pilar.Gambar. 2.1.f (Pilar Jembatan Rangka Batang)

c. PondasiPondasi berfungsi menyalurkan dan meratakan beban dari abutment ke tanah pendukung. Penggunaan jenis pondasi tergantung dari kondisi tanah pendukung

A.Jenis Jembatan diklasifikasikan menurut : 1.Material yang digunakan :a.Jembatan Kayub.Jembatan Pasangan Batu/Batac.Jembatan Betond.Jembatan Baja e.Jembatan Komposit Baja dan Beton

2. Kegunaan Lalu-lintas yang dilewatkan :a. Jembatan Kereta Apib. Jembatan Lalu-lintas Jalan Rayac. Jembatan Penyeberangan Orang (JPO)d. Jembatan Pelintasan Instalasi (Pipa, Saluran Air, Kabel dll)

3. Bentuk Struktur :a. Jembatan dengan Balok Biasa

Terdiri dari : Gelagar Induk (Balok Kayu, beton , Baja ) Pelat Lantai Kendaraan (Pelat Beton, Papan )

Tiang Sandaran (Non Struktur)

b . Jembatan Beton Monolit Bagian Gelagar Induk dari Balok beton bertulang menyatu dengan Pelat lantai kendaraan dan Tiang sandaran.

c . Jembatan KompositGelagar Induk dari Profil Baja dengan diberi Penghubung Geser (shear connector) Pelat lantai dicor diatasnya, sehingg kekuatan Balok dapat dihitung sebagai Balok T komposit baja Beton d . Jembatan Prategang Terdiri dari : Gelagar Induk Balok Beton Bertulang dengan Kabel PrategangKabel Prategang (Kabel Inti dan Tendon)Blok Pengunci Kabel (End Block)Pelat Lantai Kendaraan (biasanya pracetak )

e . Jembatan Balok Pelat Girder (Jalan Kerata Api)Pada Jembatan Jalan Raya . Balok Girder bisa berupa Box Girder (Contoh di Jembatan Layang Tomang Jakarta)

f . Jemabatan Ranga BatangGelagar Induk merupakan struktur rangka batang Yang menahan semua beban kerja melalui Gelgar Melintang (Cross Girder) dan memanjang .

g. Jembatan Gantung

4. Kelas Muatan Jembatan Kelas Standar (A/I) : Merupakan jembatan kelas standar dengan perencanaan 100 % muatan T dan 100 % muatan D. Dalam hal ini lebar jembatan adalah (1,00 + 7,00 + 1,00) meter

Jembatan Kelas Sub Standar (B/II) : Merupakan jembatan kelas standar dengan perencanaan 70 % muatan T dan 70 % muatan D. Dalam hal ini lebar jembatan adalah ( 0,50 + 6,00 + 0,50 ) meter

Jembatan Kelas Low Standar (C/III) : Merupakan jembatan kelas standar dengan perencanaan 50 % muatan T dan 50 % muatan D. Dalam hal ini lebar jembatan adalah (0,50 + 3,50 + 0,50) meter

B.Bagian Struktur Jembatan Terdiri dari1.Struktur Jembatan dibagi menjadi dua (2) bagian :a.Struktur Bagian Atas (Super Structure)b Struktur Bagian Bawah (Sub Structure)2. Struktur Bagian Atas terdiri :a Pelat Lantai Kendaraanb Lantai Trotoirc Tiang Sandarand Gelagar Memanjange Gelagar Melintangf Gelagar Induk g Tumpuan Jembatanh Drainase

3. Struktur Bagian Bawah terdiri dari :a Abutmentb Pilar Jembatan c Pondari

1.4. LEMBAR SOAL 1.4.1. Pre TestPertanyaan :1. Apa yang saudara ketehaui tentang jembatan2. Gambarkan Bentuk Jembatan Baja yang pernah saudara lihat3. Sebutkan beberapa bentuk jembatan baja yang saudara ketahui4. Sebutkan Bagian struktur Jembatan Jawaban :1. ..........................................................................................2. ...........................3. .............................4. .............................

1.4.2. Latihan Soal (Bentuk Tanya jawab langsung saat perkuliahan)

1.4.3. Post Test1. Ada berapa klasifikasikan Jembatan yang anda ketahui ?

2. Apa maksud dari Klasifikasi Jembatan menurut Kelas muatan ? Jelaskan ada berapa Kelas matan ?

3. Ditinjau dari bentuk struktur jembatan, ada berapa bentuk struktur ?

4. Jelaskan fungsi masing-masing bagian struktur jembatan ?

5. Ada berapa jenis struktur jembatan baja yang saudara ketahui ?

6. Gambarkan sket dari struktur jembatan Rangka Batang, jelaskan elemen-elemen strukturnya ?

7. Ada berapa bagian struktur Jembatan

8. Sebutkan Bagian-bagian yang termasuk Struktur Atas jembatan

9. Sebutkan Bagian-bagian yang termasuk Struktur Bawah jembatan

10. Gambarkan Susunan elemen struktur dengan benar dari Struktur Atas jembatan

11. Apa Fungsi dari Drainase yang ada di bagian Struktur Atas Jembatan

12. Apa fungsi dari Abutment Jembatan

SUB POKOK BAHASAN (UNIT) : 2.1. Jenis & Sifat Pembebanan2.2. Beban Rencana 2.3. Aplikasi Pembebanan Pada Jembatan Rangka Batang

3. Tujuan Pembelajaran Umum :Mampu mengaplikasikan jenis-jenis pembeban pada perhitungan beban rencana dalam perencanaan Jembatan Rangka Batang

4. Tujuan Pemeblajara Khusus :e. Menjelaskan Jenis dan Sifat-sifat Pembebanan Pada Jembatanf. Menjelaskan teori dan Persyaratan pembebanan pada perencanaan jembatang. Menjelaskan Konvigurasi pembebanan pada masing-masing elemen struktur jembatan h. Menghitung Besarnya Beban rencana pada masing-masing elemen struktur jembatan akibat beban kerja ILUSTRASI

2.1.1. Pendahuluan Analisis pembebanan dalam perencanaan struktur jembatan, guna mendapatkan besarnya beban bekerja yang optimum dalam perencanaan seluruh penampang elemen struktur jembatan, seluruh ketentuan dan besaran pembebanan harus disesuaikan dengan Peraturan Pembebanan Jembatan SNI. T.02 2005. Peraturan ini membahas masalah beban dan aksi-aksi lainnya yang akan digunakan dalam perencanaan pembebanan jembatan jalan raya yang termasuk juga pelajan kaki. Dengan jenis-jenis aksi-aksi sebagai berikut :

Dimana seluruh aksi aksi pembebanan yang digunakan untuk menghitung aksi rencana, harus dikalikan dengan FAKTOR BEBAN seperti yang sudah ditetapkan dalam SNI, dikarenakan :- Adanya perbedaan yang tidak diinginkan - Ketidak tepatan dalam memperkirakan pengaruh pembebanan- Adanya perbedaan ketepatan dimensi yang dicapai dalam pelaksanaanDalam analisis pembebanan aksi-aksi beban perpindahan dan pengaruh lain dikelompokkan dalam : a Beban Matib Beban Hidup c Beban Angind Beban Gempae Beban Lainnya.

2.1.2. Beban Mati Merupakan Aksi dan beban Tetap dari berat sendiri semua bagian struktur dihitung sebesar masa dikalikan dengan percepatan grafitasi (g) sebesar g = 9,8 m/dt2. Besar masa dan kerapatan isi ditabelkan dalam Tabel.21.a. Beban mati jembatan terdiri dari berat masing-masing bagian struktur dan elemen-elemen non struktur yang harus dikalikan dengan nilai Faktor beban yang ditetapkan dalam Tabel.21.a. sebagai berikut :

Berat sendiri dari tiap bagian struktur adalah berat dari elemen struktur tersebut dan elemen-elemen struktur yang dipikulnya. Berikut adalah berat isi dan Kerapatan masa untuk berat sendiri :

Beban mati tambahan Jangka Waktu Faktor Beban

Tetap KSMA KUMABiasa TerkurangiKeadaan Umum 1,0 2,0 0,70Keadaan Khusus 1,0 1,4 0,80

2.1.3. Beban Lalu-lintas Beban lalu lintas untuk perencanaan jembatan terdiri atas beban lajur "D" dan beban truk "T". Beban lajur "D" bekerja pada seluruh lebar jalur kendaraan dan menimbulkan pengaruh pada jembatan yang ekuivalen dengan suatu iring-iringan kendaraan yang sebenarnya. Jumlah total beban lajur "D" yang bekerja tergantung pada lebar jalur kendaraan itu sendiri. Beban truk "T" adalah satu kendaraan berat dengan 3 as yang ditempatkan pada beberapa posisi dalam lajur lalu lintas rencana. Tiap as terdiri dari dua bidang kontak pembebanan yang dimaksud sebagai simulasi pengaruh roda kendaraan berat. Hanya satu truk "T" diterapkan per lajur lalu lintas rencana.Secara umum, beban "D" akan menjadi beban penentu dalam perhitungan jembatan yang mempunyai bentang sedang sampai panjang, sedangkan beban "T" digunakan untuk bentang pendek dan lantai kendaraan. Lebar Lajur lalu lintas Rencana harus mempunyai lebar 2,75 m. Jumlah maksimum lajur lalu lintas yang digunakan untuk berbagai lebar jembatan bisa dilihat dalam Tabel. 2.1.d. Lajur lalu lintas rencana harus disusun sejajar dengan sumbu memanjang jembatan.

Tabel. 2.1.d. JUMLAH LAJUR LALULINTAS RENCANA

a. Beban jalur D terdiri dari beban jalur Terbagi merata (BRT) Uniformly Distributed Load (UDL) yang digabungkan dengan beban jalur Garis (BGT) Knife-edge Load (KEL) dengan posisi pembebanan melintang dengan bentang jembatan seperti pada gambar berikut

Gambar. 2.1.a (Susunan Beban D)

Besar Beban Jalur Merata (BRT) dengan intensitas q kpa yang besarnya ditentukan dari bentang elemen Jembatan yang ditinjau, yaitu : L 30 m q = 8,0 kpa L > 30m q = 8,0 (0,5 + 15/L) kpaSedangkan besar beban jalur Garis (KEL) dengan intensitas P KN/m adalah sebesar P = 44,0 KN/mBesarnya beban merata jalue UDL untuk berbagai bentang dapat ditetapkan dari Grafik beban UDL sebagai berikut :

10

8

6

4

2

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Bentang bagian struktur yang ditinjau (m)

b. Beban Tekana Roda Truk T adalah suatu beban suatu kendaraan berat dengan 3 as roda yang ditempatkan pada beberapa posisi dalam jalur lalu lintas rencana seperti gambar berikut :

Beban satu truk harus ditempatkan dalam tiap lajur lalu-lintas rencana untuk panjang penuh dari jembatan. Beban T harus ditempatkan di tengah lajur lalu-lintas dan ditempatkan dimana saja diantara Kerb. Jumlah maksimum lajur lalu-lintas rencan diberikan pada tabel berikut :Jenis Jembatan Lebar Jalan Kendaraan Jembatan (m) Jumlah Lajur Lalu-lintas RencanaLajur Tunggal 4,0 5,0 1Dua Arah, tanpa median 5,5 8,25 211,25 15,0 4Jalan Kendaraan Majemuk 10,0 12,9 311,25 15,0 415,1 18,75 518,8 22,5 6(BMS6 M.21 Panduan Perencanaan Teknik Jembatan hal 2-20)

c. Gaya Rem Pengaruh Rem dan percepatan lalulintas harus dipertimbangkan sebagai gaya memanjang. Gaya ini tidak tergantung pada gaya jembatan tetapi tergantung dari panjang struktur yang tertahan seperti yang diberikan pada Tabel berikut : Panjang Struktur (m) Gaya Rem (KN)L 80 25080 < L 180 2,2 L 50 L > 180 500Catatan :Gaya Rem kendaraan U.L.S adalah 2,0 kali Gaya Rem Kendaraan S.LS

2.1.4. Beban AnginGaya angin yang diperhitungkan pada struktur jembatan adalah tekanan angin dari arah tegak lurus bentang jembatan yang bekerja pada bidang kendaraan sepanjang bentang jembatan dan bidang struktur atas yang tergantung pada :a. Luas ekuivalen diambil sebagai luas pada bidang pengaruh dari pada jembatan dalam elevasi proyeksi tegak lurus. Untuk jembatan rangka batang diambil 30% dari luas yang dibatasi unsur rangka terluar.b. Tekanan angin rencana (kpa) diberikan dalam Tabel berikut :Perbandingan Lebar/Tinggi Jenis Keadaan Batas Besar Tekanan Angin (kpa)Bangunan Atas Padat 5 Km dari Pantai Lebih dari 5 Km dari pantaib/d 1,0 S.L.S 1,13 0,79U.L.S 1,85 1,361,0 < b/d 2 S.L.S 1,46 - 1,32.b/d 1,01 0,23.b/d U.L.S 2,38 0,53.b/d 1,75 0,39.b/d 2,0 < b/d 6 S.L.S 0,88 0,038.b/d 0,61 0,02.b/d U.L.S 1,43 0,06. b/d 1.,05 0,4. b/d b/d > 6 S.L.S 0,68 0,47U.L.S 1,1 0,81Bangunan Atas Rangka (Seluruh b/d) S.L.S 0,65 0,45U.L.S 1,06 0,78b = Lebar bangunan atas antar permukaan luar dinding pengamand = Tinggi bangunan atas (Termasuk dinding pengaman)

2.1.5. Beban Gempa Pengaruh gempa pada struktur sedehana masih dapat disumulasi oleh suatu beban statik ekivalen. Untuk struktur jembatan besar dengan tingkat kerumitan yang tinggi, penentuan besar beban pengaruh gempa harus dilakukan dengan analisa yang lengkap seperti yang ditetapkan dalam Standar Perencanaan Ketahanan Gempa, SNI 03-1725, dengan Grafik Respons Spektra Gempa (Sebagai contoh diambil Grafik Respons Spektra untuk wilayah IV) seperti pada gambar 2.1.b berikut :

Selanjutnya analisis pembebanan dari seluruh aksi pembebanan yang bekerja pada jembatan dapat mengikuti bagan alir pembebanan pada jembatan seperti berikut :

Gambar 1 Bagan alir untuk perencanaan beban jembatan

2.1.6. Rangkuman 1. Jenis Beban yang diperhitungkan pada jembatan adalah :c. Beban Matid. Beban Hidup e. Beban Anginf. Beban Gempag. Beban Lain-lain

2. Beban Mati adalah Beban tetap yang dihitung dari seluruh berat elemen struktur dan non struktur yang ditahan oleh bagian struktur jembatan yang ditinjau. Sebagai contoh adalah Beban mati pada Gelagar memanjang sebagai berikut :

b

b

Berat Aspal = 0,05 x b x qaspal = kN/mBerat genangan Air = 0,50 x b x qAir = kN/mBerat Pelat lantai = d x b x qaspal = kN/m Berat Balok profil = qprofil = .. kN/m Total Beban mati (q DL ) = kN

3. Beban Hidup adalah beban bergerak yang diperhitungkan besar beban dari pengaruh lalu-lintas yang melewati jembatan, termasuk pejalan kaki yang melintas jembatan tersebut. 4. Beban Lalu-lintas Terbagi atas :a. Beban T adalah besarnya tekanan gandar mobil yang bekerja langsung diatas pelat lantai kendaraan.b. Beban D adalah beban jalur lalu-lintas , yang dikerjakan pada elemen struktur pendukung (Gelagar induk,gelagar melintang dan gelagar memanjang. Baban yang diperhitungkan terdiri dari Beban Jalur Merata (UDL) dan Beban Jalur Garis (KEL) yang bekerja bersamaan dengan arah sejajar bentang jembatan5. Beban Angin adalah beban yang diperhitungkan pada Gelagar Induk, merupakan tekanan dari tiupan angin yang bekerja tegaklurus bidang struktur dan bidang lalu-lintas sepanjang bentang jembatan.6. Beban Lain-lain terdiri Beban Rem, beban Salju, beban pengaruh suhu udara dll yang dianggap mempengaruhi struktur, yang diatur dalam BMS buku 2.

2.1.6. Kunci Tes Formatif 1. Jelaskan Jenis beban yang harus diperhitungkan terhadap perencanaan jembatan ?2. Apa yang termasuk beban tetap dari pembebanan jembatan ?3. Ada berapa macam beban hidup lalu-lintas ?4. Pada beban jalur lalu-lintas ada yang disebut Beban D, jelaskan macamnya dan dimana beban itu bekerja pada struktur jembatan ? 5. Bagaimana arah beban angin bekerja pada struktur jembatan.

Beban rencana dihitung berdasarkan kondisi dan susunan elemen struktur jembatan yang direncanakan dengan memperhatikan jarak-jarak dan lebar pias atau bagian struktur yang menerima beban, baik beban mati, baban hidup lalu-lintas, beban angin dan dll yang ada. Sehingga dalam menentukan beban rencana tidak terjadi over load atau sebaliknya.2.2.1. Beban Mati Beban mati yang diperhitungkan dalam perencanaan jembatan adalah merupakan beban dengan jangka waktu tetap dari semua berat bagian-bagian struktur jambatan dan elemen non struktur yang membebani masing-masing bagian struktur yang dihitung.Berat masing-masing bagian struktur dan elemen non struktur dihitung sebesar berat per satuan volume bagian struktur dan elemen non struktur yang ditetapkan dalam SNI T-02 2005 dikalikan dengan besar volume yang membebaninya, semua beban mati harus dikalikan dengan factor beban (Ri) masing-masing seperti yang terdapat dalam ketetapan SNI T-02-2005Sebagai contoh Seperti Besar beban mati yang dipikul oleh Gelagar memanjang dihitung dengan cara sebagai berikut :

Sebagai contoh di perlihatkan perhiungan beban mati pada Gelagar Memanjang dari jembatan rangka batang

b

b

Berat Aspal = 0,05 x b x qaspal = kN/mBerat genangan Air = 0,50 x b x qAir = kN/mBerat Pelat lantai = d x b x qaspal = kN/m Berat Balok profil = qprofil = .. kN/m Total Beban mati (q DL ) = kN/m

2.2.2. Beban Lalu-lintas Beban lalu-lintas yang terdiri dari Muatan Jalur D dan Muatan tekan roda Truk T dikerjakan di seluruh lebar jalur yang ada pada lebar jembatan, dimana lebar jembatan dan lebar jalur serta bentang dari bagian struktur jembatan akan menentukan besarnya beban lalu-lintas tersebut.Secara umum beban D akan menentukan dalam perencanaan bila bentang jembatan merupakan bentang sedang sampai bentang panjang, sedangkan Beban T diperhitung untuk jembatan dengan bentang pendek dan perencanaan lantai kendaraan.Beban lajur D terdiri dari beban merata (UDL) uniformly distributed Load yang digabung dengan beban garis (KEL) Knife Edge Looad . Dimana beban merata jalur (UDL) mempunyai intensitas q = kpa, dengan besar q yang tergantung dari bentang bagian struktur yang dibebani seperti berikut :Untuk L 30 m q = 8,0 kpaUntuk L > 30 m q = 8,8 [ 0,5 + 15/L] kpaDengan besar Beban Garis PKEL = 44 kN/mBesarnya beban merata jalue UDL untuk berbagai bentang dapat ditetapkan dari Grafik beban UDL sebagai berikut :10

8

6

4

2

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Bentang bagian struktur yang ditinjau (m)

Besar Faktor beban Lalu-lintas ditetapkan dalam table sebagai berikut :Jangka Waktu Faktor BebanTransientKSTD KUTD1,0 2,0

2.2.3. Lajur Lalu-lintas Rencana Lajur lalu-lintas rencana harus mempunyai lebar 2,75 m, jumlah maksimum lajur lalu-lintas yang digunakan untuk berbagai lebar jembatan ditabel dalam Tabel II-2 BMS sebagai berikut :Tipe Jembatan Lebar Lajur Kendaraan (m) Jumlah Lajur rencana(1) (2) (3)Satu arah 4,00 - 5,00 1Dua arah tanpa median 5,50 - 8,25 5,5mb5,5m

100%50% 50%

2.2.5. Beban AnginBeban angin diperhitungkan adanya tekanan tiupan angin dari arah tegak lurus bentang jembatan yang bekerja tegak lurus pada bidang Lalu-lintas dan bidang struktur jembatan sepanjang bentang jembatan.Akibat dari beban angin, bagian struktur jembatan akan menerima susunan beban sebagai berikut

WLL2mWR

h WG

Gambar. 2.2.d (Susunan Beban Angin)

2.2.6. Beban Lain-lain :Yang termasuk beban lain-lain serti beban akibat Gempa, Salju , Beban kejut dan sebagainya yang ditetapkan dalam BMS Buku .2

2.2.7. Kombinasi PembebananKombinasi pembebanan adalah penjumlahan dari besarnya beban mati,beban hidup,beban angin dan beban lain-lain yang diambil pada kondisi yang paling besar yang menyebabkan struktur mengalami beban maksimum. Kombinasi pembeban ini ditetapkan dalam SNI buku.2 , dengan susunan kombinasi pembebanan sebagai berikut :Kombinasi Pembebanan Terfaktor :Kombinasi I : 1,4 DLKombinasi II : 1,2DL + 1,6LL + 0,5LaKombinasi III : 1,2DL + 1,6La + 1,0WLKombinasi IV : 1,2DL + 1,3 WL + 0,5LaKombinasi V : 1,2DL + 1,0EL + 1,0LL Kombinasi VI : 0,9DL (1,3WL atau 1,0EL)

Dimana :LD = Akibat beban matiLL = Akibat beban hidupWL = Akibat beben AnginEL = Akibat beban GempaLa = Akibat beban Lain-lain

2.2.8. Rangkuman

1. Beban Mati merupakan beban tetap trmasuk berat sendiri strukutr yang dihitung dari seluruh berat komponen struktur dan non struktur yang membebani struktur yang ditinjau

2. Beban Hidup adalah Beban lalu-lintas yang lewat di atas jembatan yang terdiri dari Muatan Jalur D dan Muatan tekan roda Truk T dikerjakan di seluruh lebar jalur yang ada pada lebar jembatan, dimana lebar jembatan dan lebar jalur serta bentang dari bagian struktur jembatan akan menentukan besarnya beban lalu-lintas tersebut.

3. Muatan Jalur D pada rencana pembebanan di jembatan ada dua macam beban yaitu : a. Beban Jalur merata (UDL)b. Beban Jalur Garis (KEL) Dengan masing-masing besar dan posisi pembebanan seperti ditetapkan dalam Buku.2 BMS.

4. Beban Angin adalah beban tiupan angin yang bekerja tegak lurus pada bidang Lalu-lintas dan bidang struktur jembatan sepanjang bentang jembatan.Akibat dari beban angin, bagian struktur jembatan akan menerima susunan beban sebagai berikut

WLL2mWR

h WG

5. Kombinasi pembebanan adalah besarnya jumlah beban dari mecam-macam beban yang dikalikan dengan faktor beban masing-masing macam beban yang diperhitungkan sebagai beban total rencana. Dengan ketetapan kombinasi Pembebbanan sebagai beikur :

Kombinasi Pembebanan Terfaktor :Kombinasi I : 1,4 DLKombinasi II : 1,2DL + 1,6LL + 0,5LaKombinasi III : 1,2DL + 1,6La + 1,0WLKombinasi IV : 1,2DL + 1,3 WL + 0,5LaKombinasi V : 1,2DL + 1,0EL + 1,0LL Kombinasi VI : 0,9DL (1,3WL atau 1,0EL)

SUB POKOK BAHASAN :3.1. Teori Dasar Perencan3.2. Perencanaan Dimensi Penampang Terhadap beban Aksial3.3. Perencanaan Dimensi Penampang Balok Lentur3.4. Aplikasi Pada Perencanaan Jembatan Rangka Batang

5. Tujuan Pembelajaran Umum :Mampu mengaplikasikan teori perencanaan baja pada perencanaan elemen struktur jembatan baja

6. Tujuan Pemeblajara Khusus :i. Menjelaskan Jenis dan Sifat-sifat Pembebanan Pada Jembatanj. Menjelaskan teori dan Persyaratan pembebanan pada perencanaan jembatank. Menjelaskan Konvigurasi pembebanan pada masing-masing elemen struktur jembatan l. Menghitung Besarnya Beban rencana pada masing-masing elemen struktur jembatan akibat beban kerja

ILUSTRASI

3.1.1. Detail Perencanaan Struktur baja jembatan yang telah direncanakan, harus memiliki data perencanaan yang jelas pada gambar kerja yang mencakup :a. Nomor rujukan dan tanggal standar perencanaan yang digunakan yang masih berlakub. Beban-beban Nominal yang ditetapkanc. Proteksi karat, jika diperlukand. Taraf ketahanan kebakaran, jika diperlukan e. Mutu Baja yang digunakan.Sedangkan Gambar Kerja atau spesifikasi atau kedua-duanya untuk komponen struktur atau struktur baja secara keseluruhan, harus mencantumkan hal-hal sebagai berikut :a. Ukuran dan peruntukan tiap-tiap komponen strukturb. Ukuran dan kategori Baut dan Pengelasan yang digunakan pada sambungan sambunganc. Ukuran-ukuran komponen sambungan d. Lokasi dan detail titik kumpul, serta sambungan dan sambungan lewatan yang direncanakane. Daftar setiap kendala pada saat pelaksanaan yang diasumsikan dalam perencanaan f. Lawanan lendut untuk setiap komponen strukturg. Ketentua-ketentua lainnya yang berlaku

3.1.2. Sifat Baja Sebagai Material StrukturBaja sebagai material struktural yang digiling panas, dapat dibedakan atas Baja karbon, baja paduan rendah berkekuatan tinggi dan baja paduan. Syarat-syarat umum untuk baja ini diberikan dalam ASTM (American Society for Testing and Materials)Dengan ketentuan semua marial baja yang digunakan sebagai baja struktur harus sudah melalui uji material dengan bukti laporan uji material baja di pabrik yang disahkan oleh lembaga yang berwenang .Adapun baja yang tidak teridentifikasi boleh digunakan selama memenuhi ketentuan berikut ini :1). Bebas dari cacat permukaan 2). Sifat fisik material dan kemudaannya untuk dilas tidak mengurangi kekuatan dan kemampuan laak struktur.3). Bila dites sesuai ketentuan yang berlaku, Tegangan leleh (fy) untuk perencanaan tidak boleh diambil lebih dari 170 Mpa, sedangkan untuk Tegangan Putus (fu) tidak boleh diambil lebih dari 300 Mpa.seperti berikut :

a. Sifat Mekanis Baja :Sifat mekanis yang harus dimiliki baja sebagai material struktur harus dapat ditunjukan dari hasil uji tarik yang dilakukan dari beberapa batang dengan mutu baja yang berbeda, menghasilkan grafik hubungan antara regangan dan tegangan yang menunjukan besar tegangan leleh dan tegangan putus yang jelas dari masing-masing mutu baja seperti seperti gambar berikut :

Hasil dari besar tegangan leleh dan tegangan putus dari uji tarik pada sertiap mutu baja, merupakan besar satuan tegangan yang digunakan sebagai dasar perhitungan kekuatan elemen struktur baja.b. Mempunyai sifat Elastisited :Ialah apabila dalam keadaan Elastis sempurna batang baja menahan beban tertentu, dan apabila beban ditiadakan batang baja mempunyai kesanguppan kembali seperti semula tanpa menderita perubahan yang mengalami merugikan.c. Mempunyai sifat kekenyalan Ialah kesanggupan untuk menerima perubahan bentuk pembebanan tertentu dan masih dapat kembali pada bentuk semula tanpa menderita kerugian.d. Mempunyai sifat kemungkinan dapat ditempa :Apabila baja melalui proses penempaan dalam keadaan merah padam (menjadi lembek dan plastis) bentuknya dapat diubah dengan tidak mempengaruhi sifat mekanisnya.e. Mempunyai sifat kemungkinan dapat dilasBatang baja harus dapat disambung satu sama lain melalui proses pengelasan dengan hasil sambungan yang kekuatannya dengan batang yang disambungf. Mempunyai sifat kekerasan tertentu Ialah sanggup mengadakan perlawanan terhadap masuknya benda lain ke dalam batang dengan batas cacat tertentu g. Tegangan Leleh dan Tegangan Putus :Besar tegangan Leleh ( fy ) dan tegangan putus ( fu ) yang digunakan pada perencanaan struktur baja, tidak boleh melebihi dari angka yang ditetapkan dalam tabel berikut :

h. Sifat-Sifat Mekanisme Lainnya Sifat mekanisme lain dari baja struktural yang ditetapkan sebagai dasara perencanaan adalah sebagai berikut :Modulus Elastisitas : E = 200.000 MpaModulus Geser : G = 80.000 MpaModulus Poisson : = 0,3Koefisien pemuaian : = 12.10-6 /C0

3.1.3. Material Alat SambungStruktur baja terdiri dari bagian-bagain struktur dan elemen elemen batang yang dihubungkan satu bagian dengan bagian lain memerlukan alat sambung yang kekuatannya sama dengan batang yang disambung dan mampu mentransfer beban dari bagian satu ke bagian yang lain.Alat sambung yang digunakan pada struktur baja adalah :1. Baut Biasa ,mur dan ring ; Dibuat dari baja karbon rendah yang diidentifikasi sebagai ASTM A.307 dan merupakan jenis baut yang paling murah, namun dengan menggunakan baut ini belum tentu menghasilkan sambungan yang paling murah karena banyaknya jumlah baut yang harus dibutuhkan. Pemakaian baut ini digunakan pada sambungan yang bersifat sendi dan sering digunakan pada struktur rangka batang dan struktur semi permanen terutama pada struktur ringan . Baut Biasa atau sering disebut Baut Hitam yang digunakan berdiamater antar inci sampai 4 inci harus memenuhi ketentuan yang berlaku dan dibedakan pada Baut Hitam mutu A dan mutu B, dengan bentuk Baut seperti gambar berikut :

2. Baut mutu tinggi (High strenght bolts); Dibuat dari baja karbon sedang yang dicelup dan dipanasi kembali pada suhu paling rendah 8000F. Yang didentifikasi ASTM sebagai Baut mutu tinggi Tipe A.325 dengan kekuatan leleh sekitar 558 Mpa sampai 634 Mpa dan A.490 dengan kekuatan leleh sekitar 793 Mpa sampai 896 Mpa dengan diameter baut inci sampai 1 inci, sedangkan ukuran yang umum untuk perencanaan struktur jembatan adalah 7/8 inci dan 1 inci. Dengan bentuk Baut Mutu Tingggi Seperti pda gambar berikut :

Baut Mutu Tinggi digunakan pada sambungan kaku dan mampu menahan slip pada bidang sambung, digunakan pada struktur Rangka portal, baut mutu tinggi yang digunakan harus memenuhi ketentuan yang berlaku baik perencaan maupun pelaksanaannya yang akan dibahas pada bab berikutnya, baik bentuk dan kekuatan baut. 3. Las, Elektroda dan Bahan Pengisi ; Yang digunakan adalah las yang dihasilkan dari panas busur listrik yang meleburkan bahan pengisi yaitu berupa Elektroda dan bahan dasar yang akan disambung sehingga menyatu sampai dingin kembali menjadi sambungan yang kekuatannya sama dengan bahan dasar yang disambung. Elektroda yang digunakan spesifikasinya disesuaikan dengan bahan dasar yang akan disambung, dan ada beberapa jenis proses pengelasan yang sering digunakan dalam pengelasan baja struktur, akan dijelaska lebih detail pada bab berikutnya. 4. Penghubung Geser dan Ankur digunakan sebagai penghubung batang baja dengan material lain seperti Shear connector pada balok komposit dan lain-lain,bahan yang digunakan sebagai penghubung geser dan ankur harus memenuhi ketentuan yang berlaku. Dan jenis sambungan ini tidak dibahas dalam buku ajar ini3.1.4. Jenis Profil Yang Digunakan Struktur jembatan baja terdiri dari bagian-bagian struktur yang tersusun dari elemen-elemen batang yang berbentuk gelagar atau balok, batang tekan, batang tarik.Untuk keperluan batang elemen struktur jembatan baja tersebut digunakan batang baja berbentuk profil yang dijual dipasaran atau dipesan khusus yang disesuaikandengan kebutuhan kekuatan terhadap beban kerja dan stabilitas batang. Bentuk dan jenis profil yang digunakan seperti : a. Untuk balok lentur diguanakan I.WF Bentuk dan spesifikasi dari penampang profil ini ditunjukkan seperti berikut :

Gambar 3.1.d. Penampang Profil IJenis profil I. WF yang lain berfariasi pada tebal sayap (t) lebar sayap (b) serta tebal dari badan profil (w). Sehingga profil I dibagi menjadi I.WF, I.SF, I.MFb. Untuk batang dengan profil ganda pada rangka batang digunakan Profil Chanal Bentuk dan spesifikasi dari penampang profil ini ditunjukkan seperti berikut :

Gambar 3.1.e. Penampang Profil ChanalProfil ini merupakan profi standar dengan spesifkasi yang standar antara tinggi,lebar sayap,tebal sayap dan tebal badan. c. Untuk batang dengan profil ganda maupun tunggal pada rangka batang digunakan Profil siku sama kaki atau tidak sama kakiBentuk dan spesifikasi dari penampang profil ini ditunjukkan seperti berikut :Gambar 3.1.f. Penampang Profil Siku sama sisi & Tidak sama sisi

3.1.5. Teori Dasar Perencanaan LRFD :Penggunaan baja sebagai bahan sturktur diatur dalam peraturan perencanaan struktur baja. Tujuan daripada peraturan tersebut ialah agar didapatkan suatu bangunan yang memenuhi criteria yang ditetapkan. Untuk mendapatkan suatau bangunan yang memenuhi criteria yang ditetapkan, maka seorang perencana harus mengetahui sifat-sifat bahan, mengetahui metode analisis baik analisa kekuatan bahan maupun analisa strukturnya akibat beban kerja . Dari analisis sifat tegangan dan regangan pada suatu komponen struktur baja yang diberikan pembebanan, maka apabila tegangan yang terjadi mencapai tegangan lelh maka akan terjadi perpanjangan yang besar, meskipun perpanjangan ini belum menimbulkan putusnya komponen struktur, tetapi dalam praktek perpanjangan ini akan mempengaruhi bagian-bagian konstruksi yang lainnya. Oleh karena itu perlu dijaga agar tegangan yang terjadi tidak melebihi tegangan leleh, maka dalam perencanaan dengan konsep keamanan diambil batasan besar tegangan ijin yang diambil sebesar tegangan leleh dibagi dengan angka keamanan (fa = Fy / SF) Penggunaan angka keamanan ini adalah adanya ketidak pastian dari pada pengambilan besaran baik beban yang bekerja, sifat beban yang tidak seragam, ketidak tepatan dalam pelaksanaan maupun perilaku dari penggunan bangunan, yang semuanya merupakan variable acak yang tidak menentu.Sejak dikembangkannya teori probabilitas, penggunaannya dalam bidang struktur semakin luas, salah satunya adalah keandalan struktur. Dimana kegagalan Struktur bukan suatu peristiwa yang dapat dihindari, melainkan hanya diperkecil kemungkinan terjadinya. Dengan menggunakan teori Probabilitas dinyatakan bahwa: Kekuatan Struktur dan tingkat risikonya dinyatakan dengan kemungkinan runtuhKemungkinan runtuh dihitung dengan integrasi fungsi-fungsi distribusi besaran yang terlibat Seperti angka reduksi kekuatan dan angka factor pembebanan. Olehb karena itu penggunaan angak keamanan tunggal seperti yang dijelaskan di atas kurang tepat dan diharapkan adanya penggunaan nilai factor pembebanan yang berbeda untuk setiap jenis pembebanan serta angka reduksi kekuatan yang tidak sama untuk setiap bagian elemen struktur. Maka Secara umum semua perencanaan yang didasarkan pada teori LRFD (Load Resistance Factor Design). Struktur dinyatakan kuat bila dipenuhi persyaratan : Beban kerja terfaktor yang bekerja harus lebih kecil dari pada Kekuatan Nominal tereduksi Yaitu : (Ni.Ri){ = Nu Nn.} ......................... (3.1.1)Nu adalah Jumlah Beban TerFaktor diambil dari nilai yang disyaratkan dalam Buku SNI bagian 2 (Dengan Kombinasi Pembeban yang Maksimum). Adapun Besar nilia Factor reduksi kekuatan ( ) diambil nilai yang ada dalam Tabel 7.1.b Buku SNI bagian 3. seperti berikut :Situasi Rencana Artikel No Faktor Reduksi Kekuatan ( )Unsur Yang Memikul Lentur Pendukung lateral penuh Segmen tanpa pendukung lateral penuh Badan dalam geser Badan dalam tumpuan PengakuUnsur Yang Tekanan Aksial Kapasitas potongan Kapasitas unsurUnsur Yang Tarik AksialUnsur Yang memikul aksi Kombinasi Kapasitas potongan Kapasitas unsurPenghubung GeserKomponen hubungan selain dari baut,las,pen atau penghubung geserHubungan Baut Baut dalam geser Baut Dalam tarik Baut yang memikul komb Tarik-geser Pelat lapis dalam tumpuan Kelompok bautSambungan dengan Baut PratekanHubungan Pen Pen dalam geser Pen dalam tumpuan Pen dalam lenturan Pelat lapis dalam tumpuanHubungan Las Las tumpul penetrasi penuh Las sudut dan las tumpul Penetrasi sebagian Las tumpul atau pengisi sela Kelompok las 0,900,900,900,900,90

0,900,90

0,90

0,901,00,90

0,70

0,7007,007,00,700,70

0,7007,007,00,80

0,900,800,800,80

TABEL. 3.1.b (Daftar besaran Faktor Reduksi Kekuatan3.1.6. Rangkuman

1. Sifat Baja Sebagai Material Struktur dapat dibedakan atas Baja karbon, baja paduan rendah berkekuatan tinggi dan baja paduan. Syarat umum yang diberikan dalam ASTM (American Society for Testing and Materials) seperti :a. Sifat mekanis ; harus dapat ditunjukan dari hasil uji tarik dari beberapa mutu baja yang berbeda, menghasilkan besar tegangan leleh dan tegangan putusb. Mempunyai sifat Elastisited ; dalam keadaan Elastis sempurna batang baja menahan beban tertentu, apabila beban ditiadakan baja mempunyai kesanguppan kembali seperti semula tanpa perubahan yang mengalami merugikan.c. Mempunyai sifat kekenyalan ; kesanggupan untuk menerima perubahan bentuk pembebanan tertentu dan masih dapat kembali pada bentuk semula tanpa menderita kerugian.d. Mempunyai sifat kemungkinan dapat ditempa : dalam keadaan merah padam (menjadi lembek dan plastis) bentuknya dapat diubah dengan tidak mempengaruhi sifat mekanisnyae. Mempunyai sifat kemungkinan dapat dilas Batang baja harus dapat disambung satu sama lain melalui proses pengelasan dengan hasil sambungan yang kekuatannya dengan batang yang disambungf. Mempunyai sifat kekerasan tertentu ; Ialah sanggup mengadakan perlawanan terhadap masuknya benda lain ke dalam batang dengan batas cacat tertentu

2. Alat sambung yang digunakan dalam strutur baja adalah :a. Baut Hitam atau Baut Biasa ; untuk struktur ringan dsn sementara, sifat sambungan tidak kaku.b. Baut Mutu Tinggi ; untuk struktur permanen dengan beban relatif besar, sifat sambungan kakuc, Las Listrik dengan bahan isian Elektroda ; digunakan las dengan panas busur listrik yang meleburkan bahan pengisi berupa Elektroda dan bahan dasar yang akan disambung kekuatannya sama dengan bahan dasar yang disambung. Elektroda yang digunakan spesifikasinya disesuaikan dengan bahan dasar yang akan disambung,

3. Jenis Profil Yang DigunakanUntuk keperluan batang elemen struktur jembatan baja tersebut digunakan batang baja berbentuk profil yang dijual dipasaran atau dipesan khusus yang disesuaikan dengan kebutuhan kekuatan terhadap beban kerja dan stabilitas batang. Bentuk dan jenis profil yang digunakan seperti : a. Untuk balok lentur diguanakan I.WF Bentuk dan spesifikasi dari penampang profil ini ditunjukkan seperti berikut :

Jenis profil I. WF yang lain berfariasi pada tebal sayap (t) lebar sayap (b) serta tebal dari badan profil (w). Sehingga profil I dibagi menjadi I.WF, I.SF, I.MF

b. Untuk batang dengan profil ganda pada rangka batang digunakan Profil Chanal Bentuk dan spesifikasi dari penampang profil ini ditunjukkan seperti berikut :

Profil ini merupakan profi standar dengan spesifkasi yang standar antara tinggi,lebar sayap,tebal sayap dan tebal badan. c. Untuk batang dengan profil ganda maupun tunggal pada rangka batang digunakan Profil siku sama kaki atau tidak sama kaki

Bentuk dan spesifikasi dari penampang profil ini ditunjukkan seperti berikut :

t b

bt

4. Teori Dasar Perencanaan Dengan Metoda LRFD Secara umum semua perencanaan yang didasarkan pada teori LRFD ( Load Resistance Factor Design). Struktur dinyatakan kuat bila dipenuhi persyaratan : Beban kerja terfaktor yang bekerja harus lebih kecil dengan Kekuatan Nominal tereduksi Yaitu : (Ni.Ri){ = Nu Nn.} Nilai Faktor Beban (Ri) diambil dari nilai yang disyaratkan dalam Buku SNI bagian 2 (Dengan Kombinasi Pembeban yang Maksimum). Besar nilia Factor reduksi kekuatan ( )

3.2.1. Perencanaan Batang Tarik

Penggunaan baja struktur yang paling efisien adalah sebagai batang tarik, yaitu komponen struktur yang memikul/mentransfer gaya tarik antara dua titik pada struktur. Seluruh kekuatan batang dapat dimobilisasikan secara optimal hingga mencapai keruntuhan.Suatu elemen direncanakan hanya memikul gaya tarik apabila kekakuan lenturnya dapat diabaikan seperti pada kabel atau rod. Kemungkinan lain adalah elemen dengan kondisi sambungan dan pembebanan yang menimbulkan hanya gaya aksial pada elemen seperti pada elemen rangka batang.

3.2.1.1. Kuat Rencana Batang TarikKomponen struktur yang memikul gaya aksial tarik terfaktor, Nu, harus memenuhi: Nu . Nn .............................................................(1.3.2.1)Kuat tarik rencana, .Nn ditentukan oleh dua kondisi batas yang mungkin dialami batang tarik, yaitu dengan mengambil harga terkecil di antara:

a. Kondisi Leleh sepanjang batang: . Nn = 0,9 Ag .fy ........(2.3.2.1)b. Kondisi Fraktur pada daerah sambungan:. Nn = 0,75 Ae .fu .....(3.3.2.1)dimana:Ag = luas penampang kotorAe = luas efektif penampang (lihat penjelasan berikutnya)fx = tegangan leleh yang digunakan dalam desainfu = kekuatan (batas) tarik yang digunakan dalam desainAngka koefesien reduksi sebesar 0,75 untuk kondisi batas fraktur diambil lebih kecil daripada untuk kondisi leleh, mengingat kondisi fraktur lebih getas/berbahaya dan harus lebih dihindari. Penggunaan luas Ag pada kondisi batas leleh dapat digunakan mengingat kelelehan plat pada daerah berlubang akan diikuti oleh redistribusi tegangan di sekitarnya selama bahan masih cukup daktail (mampu berfeformasi plastis cukup besar) sampai fraktur terjadi. Kondisi pasca leleh hanya diijinkan terjadi pada daerah kecil/pendek di sekitar sambungan, karena kelelehan pada seluruh batang akan menimbulkan perpindahan relatif antara kedua ujung batang secara berlebihan dan elemen tidak mampu lagi berfungsi.

3.2.1.2. Penampang Efektif AePada daerah sambungan terjadi perlemahan elemen tarik akibat: Shear lag sehingga luas efektif harus direduksi dengan koefesien U Pengurangan luas penampang karena pelubangan sehingga yang dipakai pada daerah ini adalah luas bersih An Koefesien Reduksi Penampang akibat Shear Lag:Elemen batang selain plat datar yang disambung akan mengalami tegangan tarik yang tidak merata pada daerah sambungan. Hal ini disebabkan adanya perubahan letak titik tangkap gaya P pada batang tarik:Di tengah bentang : pada berat penampangDi daerah sambungan : pada sisi luar penampang berbaut yang bersentuhan dengan elemen plat yang disambungx

P P

Gambar. 3.2.a. (Daerah sambungan dengan baut)

Pada gambar di atas, bagian plat siku vertical memikul sebagian besar beban transfer dari baut. Setelah melewati daerah transisi, pada jarak tertentu dari lokasi lubang baut, barulah seluruh luas penampang dapat dianggap memikul tegangan tarik secara merata. Keadaan ini sering disebut shear-lag. Oleh karena itu daerah penampang siku vertikal mungkin dapat mencapai fraktur walaupun beban tarik P belum mencapai harga Ag.fy.Untuk mengantisipasi hal ini, maka dalam analisis kondisi batas fraktur diagunakan luas enampang efektif, Ae:Ae = A.U..................................(4.3.2.1)dimana:U : koefesien reduksi = ...............................................(5.3.2.1)

Harga U dibatasi sebesar 0,9; namun dapat diambil lebih besar dari nilai ini apabila dapat dibuktikan dengan kriteria yang dapat diterima.x : eksentrisitas sambunganL : panjang sambungan dalam arah gaya, yaitu jarak terjauh antara dua baut pada sambungan.A : harga luas penampang yang ditentukan menurut kondisi elemen tarik yang disambung, sebagai berikut:

Luas Penambang Bersih An:a) Apabila gaya tarik disalurkan hanya oleh baut:A = An = luas penampang bersih terkecil antara potongan 1 - 3 dan potongan 1-2-3

s Gambar. 3.2.b. (Luas Penampang bersih)

1uP 2 P u3

Potongan 1-3 : An = Ag n d tPotongan 1-2-3 : dimana : Ag = luas penampang kotort = tebal penampangd = diameter lubang {diameter lubang standar = diameter baut + 2 x (1,6 mm)}n = banyaknya lubang dalam garis potongans = jarak antara sumbu lubang pada sejajar sumbu komponenu = jarak antara sumbu lubang pada arah tegak lurus sumbu komponen strukturDalam suatu potongan jumlah luas lubang tidak boleh melebihi 15% luas penampang utuh. b) Apabila gaya tarik disalurkan hanya oleh las memanjang ke elemen bukan plat, atau oleh kombinasi las memanjang dan melintang:1

P P

1Gambar. 3.2.c. (Sambungan Las pada Profil Siku)

c) Gaya tarik disalurkan hanya oleh las melintang:A = luas penampang yang disambung lasU = 1, bila seluruh ujung penampang di las

Gambar. 3.2.d. (Sambungan Las Pada Ujung Batang)d) Gaya tarik disalurkan ke elemen plat oleh las memanjang sepanjang kedua sisi bagian ujung elemen :A = Aplatl 2w : U =1,0 1,5w l 2w : U = 0,87 1w l 1,5w : U = 0,75Dimana:w : lebar plat (jarak antar garis las)l : panjang las memanjangselain uraian tersebut di atas, ketentuan di bawah ini dapat digunakan:1) Penampang (W, M, S pada AISC manual) dengan b/h > 2/3 atau penampang T yang dipotong dari penampang I ini dan2) Sambungan pada plat sayap dengan n baut > 3 per baris (arah gaya), U = 0,903) Seperti butir a., tetai untuk b/h < 2/3, termasuk penampang tersusun: U = 0,85 4) Semua penampang dengan banyak baut = 2 per-baris (arah gaya): U = 0,75 Penentuan x dan I untuk beberapa kasus penampang dan sambungan ditunjukkan pada gambar-gambar berikut ini: Gambar.3.2.e. (Susunan Sambungan Baut pada Batang Tarik Yang Mempengaruhi harga x) x T x l Menentukan nilai x dan i di sambungan zigzag pada Profil Siku x x x Sambungan pada Flens Sambungan pada badan Menentukan nilai x dan i di sambungan pada Profil I.WF x x Menentukan nilai x dan i di sambungan pada Profil [ .NP 3.2.1.3. Kelangsingan Batang Tarik Batasan kelangsingan yang dianjurkan dalam peraturan ditentukan berdasarkan pengalaman, engineering judgment dan kondisi-kondisi praktis untuk: a. Menghindari kesulitan handling dan meminimalkan kerusakan dalam fabrikasi, transportasi dan tahap konstruksi b. Menghindari kendor (sag yang berlebih) akibat berat sendiri batang c. Menghindari getaran. Batasan kelangsingan, l, ditentukan sebagai berikut: l < 240 , untuk komponen utama l < 300 , untuk komponen sekunder dimana : l = L/I L = panjang batang tarik i = .....(6.3.2.1) Untuk batang bulat, diamter dibatasi sebesar 1/d< 500 3.2.1.4. Keruntuhan Geser Blok Selain diperiksa terhadap kegagalan pada suatu penampang (akibat leleh maupun fraktur), komponen tarik harus diperiksa terhadap kemungkinan kegagalan akibat terobeknya suatu blok pelat baja pada daerah sambungan. Kegagalan ini dikenal dengan blok shear repture. Aturan yang berhubungan dengan perencanaan geser blok diatur secara explicit pada AISC spedification, sedangkan pada Tata Cara Perencanaan Struktur Baja hal ini tidak diatur dengan asumsi mode jeruntuhan ini tidak akan terjadi apabila penyusunan baut telah memenuhi prasyarat jarak-jarak minimum. S1 S2 s T s Gambar. 3.2.f. (Bidang Geser Blok sejajar gaya) Pada gambar di atas, kegagalan dapat terjadi akibat robeknya daerah yang diarsir. Mode kegagalan ditahan oleh penampang pada batas daerah yang diarsir dengan kombinasi tegangan tarik pada penampang vertikal dan tegangan geser pada penampang horizontal. Keruntuhan terjadi apabila kedua permukaan (vertikal dan horizontal) telah mencapai kondisi batas. Terdapat dua tipe kondisi keruntuhan blok geser, yaitu : 1. Pelelehan geser Fraktur tarik Bila : fu Ant > 0,6fu Anst Nn = t (fu Ant + 0,6fy Ags).........................................................(7.3.2.1)

Gambar.3.2.g (Bidang Geser Blok di ujung batang)

2. Fraktur geser Pelelehan tarikBila : fu Ant < t0,6fu Ans Nn = t (fy Agt + 0,6fu Ans) .........................................................(8.3.2.1) dimana ; Ags = Luas bruto yang mengalami pelelehan geser Agt = Luas bruto yang mengalami pelelehan Tarik Ans = Luas bersih yang mengalami fraktur geser Ant = Luas bersih yang mengalami fraktur tarik Sebagai contoh, berdasarkan gambar di atas, bermacam-macam besaran dapat dihitung sebagai berikut : Agt = s.t +s.t = 2s.t Ant = (s.t d/2.t) + (s.t d/2.t) = s.t d.t Bidang geser : Ags = (S1+s2) + (S1+S2).t = 2 (S1+S2).t Ans = (S1+S2-11/2).t +(S1+S2-11/2d).t Selain itu, perlu pula diperiksa kuat blok plat ujung terhadap geser pada baut. t Tn = t ( 0,6.fu )Ans.............................................................(9.3.2.1) 3.2.1.5. Penampang Tersususn Secara umum, penggunaan profil structural tunggal pada batang tarik lebih ekonomis dibandingkan dengan profil tersusun. Penggunaan profil tersusun mungkin diperlukan bila : a. Kapasitas tarik dari batang tunggal tidak mencukupi b. Rasio kelangsingan (rasio dari panjang tanpa topangan L dengan radius girasi minimum r) tidak memberikan rigditas yang cukup. c. Efek lentur yang dikombinasikan dengan perilaku tegangan membutuhkan kekauan lateral yang lebih besar. d. Masalah estetika. Batang tarik yang terdiri dari penampang tersusun harus direncanakan bekerja secara efektif, yaitu semua penampang memikul gaya yang terdistribusi secara merata. Komponen struktur tarik yang terdiri dari profil-profil tersusun, dapat dibentuk melalui batang-batang yang saling membelakangi, baik dengan perantaraan plat buhul atau dengan cara bersinggungan langsung, atau dapat pula berupa komponen struktur yang tersusun dari dua buah profil yang dihubungkan dengan terali atau plat kopel. a. Komponen struktur tarik tersusun dari dua buah profil saling membelakangi Terdapat beberapa ketentuan yang harus dipenuhi untuk penampang tersusun jenis ini. 1. Batang tarik dengan profil-profil yang terpisah oleh plat pengisi Profil-profil tersebut harus dihubungkan dengan salah satu cara berikut: Disambung dengan las atau baut pada jarak interval tertentu sehingga kelangsingannya untuk setiap komponen tidak melebihi 240. Disambung dengan sistem sambungan yang direncanakan sedemikian sehingga komponen struktur tersebut terbagi atas paling sedikit tiga benteng sama panjang. Sistem sambungan harus direncanakan dengan menganggap bahwa pada sepanjang komponen struktur terdapat gaya lintang sebesar 0,02 kali gaya aksial yang bekerja pada komponen 2. Komponen struktur tarik dengan profil yang bersinggungan langsung dan saling membelakangi. Profil-profil harus disambung pada jarak tertentu sehingga komponen struktur tersebut terbagi atas paling sedikit tiga bentang sama panjang. Sistem sambungan harus direncanakan dengan menganggap bahwa pada sepanjang komponen struktur terdapat gaya lintang sebesar 0,02 kali gaya aksial yang bekerja pada komponen struktur. b. Komponen struktur tarik dengan penghubung Komponen struktur tarik yang tersusun dari dua buah profil yang dihubungkan dengan terali atau plat kopel harus memenuhi: c. Kelangsingan komponen, dengan memperhitungkan jarak antar elemen penghubung tidak lebih dari 240 untuk komponen struktur utama, dan tidak lebih dari 300 untuk komponen struktur sekunder. d. Tebal elemen penghubung tidak kurang dari 0,02 dikalikan dengan jarak antara garis sambungan pelat penghubung dengan komponen utama. e. Panjang pelat kopel tidak kurang dari 0,67 dikalikan dengan jarak antara garis sambungan pelat kopel dengan komponen utama. f. Pelat kopel yang disambung dengan baut harus menggunakan paling sedikit dua buah baut yang diletakkan memanjang searah sumbu komponen struktur tarik. 3.2.1.6. Batang dengan Sambungan Pen Batang tarik dengan ujungnya berupa pen seperti terlihat pada gambar, banyak dijumpai pada jembatan yang dibangun pada masa lalu. Kekuatan batang tarik akan ditentukan oleh efektifitas ujung pen dalam mentransfer gaya tarik pada batang. Untuk itu, ujung batang harus direncanakan terhindar dari kegagalan yang berupa: 1. Fraktur akibat pelat bagian ujung kurang panjang. 2. Fraktur akibat penampang bersih yang kurang besar. 3. Tekuk lateral pelat bagian ujung akibat terlalu langsing. Aaa Abb An P b Ac Acc Untuk menghindari kegagalan-kegagalan tersebut maka sambungan pen pada komponen struktur tarik harus memenuhi persyaratan berikut ini: g. Tebal komponen struktur tanpa pengaku yang mempunyai lubang sambungan pendel harus lebih besar atau sama dengan 0,25 dikalikan jarak antara tepi lubang pen ke tepi komponen struktur yang diukur dalam arah tegak lurus terhadap sumbu aksis komponen struktur. Batasan ini tidak berlaku untuk tebal lapisan-lapisan yang menyusun komponen struktur tarik yang digunakan dengan menggunakan baut. t1 > 0,25 b ..................(10.3.2.1)h. Luas irisan pada bagian ujung komponen struktur tarik di luar lubang pen, sejajar atau di dalam sudut 450 dari sumbu aksis komponen struktur tarik, harus lebih besar atau sama dengan luas bersih yang diperlukan oleh komponen struktur tarik.Abb > An ................(11.3.2.1)i. Jumlah luas sebuah lubang pen, pada potongan tegak lurus sumbu aksis batang tarik, harus lebih besar atau sama dengan 1,33 dikalikan dengan luas bersih yang diperlukan oleh komponen struktur tarik.Aaa + Acc > 1,33 An ....(12.3.2.1)j. Plat pendidikan yang direncanakan untuk memperbesar luas bersih komponen struktur atau untuk menaikkan daya dukung pen harus disusun sehingga tidak menimbulkan eksentrisitas dan harus direncanakan mampu menyalurkan gaya dari pen ke komponen struktur tarik

3.2.1.7. FLOWCHART DESAIN KOMPON BATANG TARIK AKSIALMulai

Data MutuBaja : fy, fu

Data sambunganBaut atau Las

Data tipe profil Dan ukuran 2Penampang

1

1

tidak

Ya

3.2.1.8 Rangkuman

1. Penggunaan baja struktur yang paling efisien adalah sebagai batang tarik, yaitu komponen struktur yang memikul/mentransfer gaya tarik antara dua titik pada struktur. Seluruh kekuatan batang dapat dimobilisasikan secara optimal hingga mencapai keruntuhan.

2. Komponen struktur yang memikul gaya aksial tarik terfaktor, Nu, harus memenuhi syarat : Nu . Nn

.Nn3. Kuat tarik rencana, ditentukan oleh dua kondisi batas yang mungkin dialami batang tarik, yaitu dengan mengambil harga terkecil di antara:a. Kondisi Leleh sepanjang batang: . Nn = 0,9 Ag .fy b. Kondisi Fraktur pada daerah sambungan:. Nn = 0,75 Ae .fu

4. Diperhitungkanya penampang Efektif Ae, karena pada daerah sambungan terjadi perlemahan elemen tarik akibat akibat dari : Shear lag sehingga luas efektif harus direduksi dengan koefesien U Pengurangan luas penampang karena pelubangan sehingga yang dipakai pada daerah ini adalah luas bersih An Maka besar luas penampang efektif ditentukan Ae = A.U

5. Selain diperiksa terhadap kegagalan pada suatu penampang (akibat leleh maupun fraktur), komponen tarik harus diperiksa terhadap kemungkinan kegagalan akibat terobeknya suatu blok pelat baja pada daerah sambungan. Kegagalan ini dikenal dengan blok shear repture

6. Terdapat dua tipe kondisi keruntuhan blok geser, yaitu :a. Pelelehan geser Fraktur tarikBila : fu Ant > 0,6fu Anst Nn = t (fu Ant + 0,6fy Ags).

b. Fraktur geser Pelelehan tarikBila : fu Ant < t0,6fu Ans Nn = t (fy Agt + 0,6fu Ans) 7. Selain itu, perlu pula diperiksa kuat blok geser plat ujung batang terhadap geser pada baut. Dengan syarat yang harus dipenuhi adalah : t Tn = t ( 0,6.fu )Ans 8. Batasan kelangsingan untuk batang tarik dianjurkan dalam peraturan berdasarkan pengalaman, engineering judgment dan kondisi-kondisi praktis seperti : Menghindari kesulitan handling dan meminimalkan kerusakan dalam Menghindari kendor (sagfabrikasi, transportasi dan tahap konstruksi Menghindari getaran.yang berlebih) akibat berat sendiri batang Batasan kelangsingan, l, ditentukan sebagai berikut: l < 240 , untuk komponen utama l < 300 , untuk komponen sekunder 9. Penggunaan profil structural tunggal pada batang tarik lebih ekonomis dibandingkan dengan profil tersusun. Penggunaan profil tersusun mungkin Kapasitas tarik dari batang tunggal tidak mencukupi diperlukan bila : Rasio kelangsingan (rasio dari panjang tanpa topangan L dengan radius Efek lenturgirasi minimum r) tidak memberikan rigditas yang cukup. yang dikombinasikan dengan perilaku tegangan membutuhkan kekauan lateral Masalah estetika.yang lebih besar. 10. Penggunaan Profil tersusun pada batang tarik harus menggunakan penghubung antara elemen penampang yang berupa terali atau pelat kopel dengan persyaratan yang ditentukan 3.2.1.9. Kunci Tes Formatif 4. 1. Kuat Tarik Rencana Sebuah batang tarik berupa pelat (2x150 cm disambungkan ke pelat berukuran (2x30) cm dengan las memanjang sepanjang 20 cm pada kedua sisinya, seperti terlihat pada gambar. Mutu baja Fy = 2400 kg/cm2, fu = 4000 kg/cm2. Hitung Berapa besar beban rencana, Nu, yang dapat dipikul batang tarik Jawab : Karena kedua plat yang disambung terbuat dari bahan yang sama, maka beban rencana akan ditentukan oleh kuat tarik plat yang lebih kecil luas penampangnya, yaitu plat 2x15. Kriteria disain ; Nu Nn Kekuatan pelat, Nn ditentukan dari kondisi batas leleh dan fraktur : a. Kondisi Leleh sepanjang batang: Nu = . Nn = 0,9 Ag .fy 0,9 . (2 x15) . 2400 = 64,8 ton b. Kondisi Fraktur pada daerah sambungan: . Nn = 0,75 Ae .fu Dimana : Ae = Ag . U karena l/w = 20/15 = 1,33 Jadi U = 0,75 Ae = 0,75 . (2 x15) = 22,5 cm 2 Maka : . Nn = 0,75 Ae .fu 0,75 . (2 x15). 0,75 . 4000 = 67,5 ton Dari hasil kedua nila kuat rencana (Nu) yang menentukan adalah nilai (Nu) yang terkeci, yaitu pada kondisi pelat leleh Nu < 64.8 ton 2. Desain Penampang Gaya yang harus dipikul batang tarik sepanjang 10 meter, adalah : Beban mati : Pd = 50 ton dan beban hidup : P1 = 40 ton. Rencanakan penampang batang tarik yang terbuat dari penampang I .WF mutu Fy = 2400 kg/cm, fu= 4000kg/cm2 dengan kombinasi beban 1.4 Pd dan (1.2 Pd + 1.6 P1). Jawab : Beban rencana terfaktor, Nu: Nu1 =1.4 Pd =1.4(50 ton) = 70 ton Nu2 =1.2 Pd +1.6 P1 = 1.2 (50 ton) + 1.6 (40 ton) = 124 ton Nu2 menentukan. = 124 ton Menhitung Ag minimum : 1. Kondisi leleh : Nu = . Nn = 0,9 Ag .fy 124.00 = 0,9 . Ag. 2400 2. Kondisi Fraktur : Nu = . Nn = 0,75 Ae .fu = 0,75 . (An .U ). fu Untuk batang I. WF yang disambung pada kedua sayapnya seperti pada gambar di bawah ini : U=0.9 untuk b/h > 2/3

124.00 = 0,75 . An. 0,9 . 4000

Berdasarkan Ag > 57.41 cm2, diambil IWF-200 dengan tf = 12 mmLubang baut ; d=2,5 cmJumlah luas lubang baut pada satu irisan tegak lurus penampang= 4(2.5) (1.2) = 12 cm2Maka dari kondisi fraktur diperoleh :Ag min = An min + jumlah luas lubang baut= 45.93 + 12 cm2= 57.93 cm2Dari kedua kondisi batas di atas, diambil harga terbesar :Ag min = 57.93 cm2Menghitung I min untuk syarat kelangsingan :i min = L/240 = 1000/240 cm = 4.17 cm >iyAmbil : IWF 200.200.8.12Cek : b/h = 1> 2/3 OKA = 63.53 cm2 > 57.93cm2 Okiy = 5.02 cm > 4.17 OK (sedikit lebih boros)

Penggunaan baja struktur yang paling perlu perhatian adalah sebagai batang tekan, yaitu komponen struktur yang memikul/mentransfer gaya tekan antara dua titik pada struktur. Seluruh kekuatan batang dapat dimobilisasikan secara optimal hingga mencapai kekuatan tertentu sebelum mencapai keruntuhan.Suatu elemen direncanakan hanya memikul gaya tekan apabila kekakuan tekuknya dapat dipertanggungjawabkan pada berbagai kondisi tekuk. Yang secara umum disyaratkan ...................................................................................................(1.3.2.2)

Selanjutnya Kekuatan tekan komponen struktur yang memikul gaya tekan ditentukan oleh :A. Bahan :a. Tegangan lelehb. Tegangan sisac. Modulus elastisB. Geometri :a. Penampangb. Panjang komponenc. Kondisi ujung dan penopangSelain itu Kondisi batas komponen struktur yang memikul gaya tekan ditentukan oleh : Tercapainya batas kekuatan Tercapainya batas kestabilanDimana batas kestabilan komponen struktur yang memikul gaya tekan harus ditinjau pada kondisi tekuk/ batas kestabilan yang perlu diperhitungkan pada :a. Tekuk local elemen platb. Tekuk lenturc. Tekuk torsi atau kombinasi lentur dan torsi

3.2.2.1. Faktor Panjang TekukKomponen struktur dengan gaya aksial murni umumnya merupakan komponen pada struktur segitiga (rangka batang) atau merupakan komponen struktur dengan kedua ujung sendi. Untuk kasus-kasus ini, faktor panjang tekuk ditentukan tidak kurang ditentukan dari panjang teoritisnya dari as-ke-as sambungan dengan komponen struktur lainnya.Lk = Kc . l > l ...................................................................................(1.3.2.2)

3.2.2.2. Batas KelangsinganBatas kelangsingan batang komponen struktur tekan dibatasi pada angka kelangsingan yang ditetapkan menurut teori perencanaan yang digunakan seperti berikut :a. Untuk batang-batang yang direncanakan terhadap beban tekan, angka perbandingan kelangsingan dibatasi : ....................................................................................................(2.3.2.2)b. AISC (B7) menyatakan : Kl/r preferably should not exceed 200

3.2.2.3. Kemungkinan Terjadinya Tekuk Beberapa kemungkinan terjadinya tekuk akibat gaya aksial tekan yang menyebabkan batang tidak setabil lagi adalah :A. Tekuk LokalTekuk lokal terjadi apabila pada komponen struktur akibat gaya tekan terjadi : Tekuk lokal apabila tegangan pada elemen-elemen penampang mencapai tegangan kritis plat. Tegangan kritis plat tergantung dari perbandingan tebal dengan lebar, perbandingan panjang dan tebal, kondisi tumpuan dan sifat material. Perencanaan dapat disederhanakan dengan memilih perbandingan tebal dan lebar elemen penampang yang menjamin tekuk local tidak akan terjadi sebelum tekuk lentur. Hal ini diatur dalam peraturan dengan membatasi kelangsingan elemen penampang komponen struktur tekan...............................................(3.3.2.2)r ditentukan dalam Buku .7Besarnya BMS sebagai berikut :.....................................................(4.3.2.2)B.. Tekuk LenturKemungkinan-kemungkinan kondisi batas pada Tekuk lentur yang diperhitungkan pada komponen struktur akibat gaya adalah :a. Tercapainya batas kekuatan :Komponen struktur mencapai tegangan leleh tanpa masalah kestabilanBerdasarkan kekuatan penampangb. Komponen struktur mengalami tekuk lentur inelastic : Hasil test distandarisasi dengan persamaan interpolasi Dipengaruhi oleh tegangan sisa dan ketidak sempurnaan awalc. Komponen struktur mengalami tekuk lentur elastis : Berdasarkan persamaan kestabilan persamaan kestabilan Euler Dipengaruhi oleh ketidak sempurnaan awal

C. Tekuk Lentur TorsiTekuk lentur-Torsi terjadi :1. Pada umumnya kekuatan komponen struktur dengan beban aksial tekan murni ditentukan oleh tekuk lentur. Efisiensi sedikit berkurang apabila tekuk local terjadi sebelum tekuk lentur.2. Beberapa jenis penampang berdinding tipis seperti L,T,Z dan C yang umumnya mempunyai kekuatan torsi kecil, mungkin mengalami tekuk torsi atau kombinasi tekuk lentur torsi3. Untuk kepraktisan perencanaan, peraturan tidak menyatakan perlu memeriksa kondisi tekuk torsi/lentur torsi apabila tekuk local tidak terjadi kecuali untuk penampang L-ganda atau T4. Untuk komponen struktur dengan penampang L-ganda atau T harus dibandingkan kemungkinan terjadinya tekuk lentur pada kedua sumbu utama dengan tekuk torsi/lentur torsi

3.2.2.4. Penampang MajemukKomponen struktur yang penampang batangnya terdiri dari beberapa elemen penampang yang dihubungkan pada tempat-tempat tertentu dengan pelat kopel, seperti pada gambar 3.2.j , kekuatannya nominalnya harus dihitung terhadap sumbu bahan dan sumbu bebas bahan, dengan ketentuan sebagai berikut :a. Kelangsingan arah sumbu bahan ..............(5.3.2.2)b. Kelangsingan arah sumbu bebas bahan .........(6.3.2.2)c. Kelangsingan idel ........................(7.3.2.2)d. Elemen batang harus lebih stabil dari batang majemuk(8.3.2.2)

Pelat Kopel sebagai penghubung elemen penampang, harus kuat dan stabil. Agar Pelat kopel stabil, harus memenuhi syarat sebagai berikut :

....................(9.3.2.2)

Pelat-pelat kopel harus dihitung dengan menganggap bahwa pada seluruh panjang komponen struktur tersusun itu bekerja gaya lintang sebesar:Du = 0,02 Nu (6.4-8) (9.3.2.2.a)dengan Nu, adalah kuat tekan perlu komponen struktur tersusun akibat beban - bebanterfaktor. Anggapan di atas tidak boleh dipakai apabila komponen struktur yang ditinjau dibebani oleh gaya-gaya tegak lurus sumbu komponen struktur atau dibebani oleh momen. Jadi tidak berlaku untuk komponen struktur tersusun yang bebannya bukan hanya tekan sentris saja. Dalam hal ini komponen struktur tersebut harus direncanakan terhadap gaya lintang yang terbesar di antara yang dihitung dengan persamaan (9.3.2.2.a) di atas dan gaya lintang yang sebenarnya terjadi.Beberapa bentuk penampang profil tersusun, dengan berbagai harga (m) yang bias diambil seperti pada gambar berikut :

Gambar 3.2.l. Sumbu yang memotong semua elemen komponen struktur

Selanjutnya pada komponen struktur tersusun prismatis dengan elemen yang dihubungkan oleh unsur diagonal seperti pada gambar {3.2.m (a,b,c,d,e)} di bawah ini dan memikul gaya sentries

Gambar. 3.2.m komponen struktur tersusun prismatis dengan elemen yang dihubungkan oleh unsur diagonal

Untuk menghitung kelangsingan komponen tersusun yang dihubungkan oleh unsur diagonal seperti pada Gambar 6a, 6b, 6c, dan 6d, berlaku persamaan (5.3.2.2), (6.3.2.2), dan (7.3.2.2) dengan rumus :(9.3.2.2.b)Dan untuk gambar 3.2.l.e ...(9.3.2.2.c) dengan pengertian:l = kelangsingan komponen tersusun yang dihubungkan oleh unsur diagonalA = luas penampang komponen struktur tersusun, dinyatakan dalam milimeter persegi, (mm2);Ad = luas penampang unsur diagonal, dinyatakan dalam milimeter per segi, (mm2);Ld = panjang unsur diagonal, dinyatakan dalam milimeter, (mm);Ll = panjang komponen struktur pada kedua ujungnya yang dibatasi oleh unsurpenghubung, dinyatakan dalam milimeter, (mm);a = jarak antara dua pusat titik berat elemen komponen struktur, dinyatakan dalammilimeter, (mm);z = konstanta yang tercantum pada masing-masing gambar (Gambar 6).

Selanjutnya besar angka kelangsingan untuk profil tersusun yang jarak Antara profil sama sengan tebal pelat simpulnya, dapat diambil besar jari-jari girasi sebagai berikut :a. Komponen struktur tersusun yang terdiri dari dua baja siku seperti pada Gambar 8a dan 8b, hanya perlu dihitung terhadap tekuk pada arah sumbu bahan x-x;b. Jika komponen struktur terdiri dari dua baja siku tidak sama kaki seperti pada Gambar 8b maka dapat dipakai persamaan pendekatan sebagai berikut: rx = 0,87.i0. .....(9.3.2.2.d)dengan i0 adalah jari-jari girasi penampang komponen struktur tersusun terhadap sumbu 0-0.Rumus yang lebih teliti senantiasa dapat dipergunakan.

Gambar. 3.2. n Komponen struktur tersusun yang jarak antaranya sama dengan tebal pelat kopelc. Komponen struktur tersusun yang terdiri dari dua buah profil baja seperti pada Gambar 8c dan 8d, perlu dihitung terhadap tekuk pada arah+ sumbu bebas bahan dan arah sumbu bahan;d. Untuk komponen struktur tersusun menurut Gambar 8c dan 8d, maka iy dapat diambil sama dengan y;e. Selanjutnya, perhitungan kekuatan dapat dilakukan sesuai dengan persamaan (1.3.2.2) dengan memperhatikan syarat-syarat panjang tekuk.

3.2.2.5. Analisa Kekuatan Batang Tekan Kekuatan Batang tekan yang mengalami tekuk telah dilakukan penelitiannya oleh Euler yang telah kita kenal dengan besarnya gaya tekuk elastis Euler (Ncr). Besar Ncr diambil dari besarnya gaya mulai terjadinya tekuk elastis pada batang tekan yang kedua ujungnya dipegang oleh sendi, ditetapkan sebesar : ................................................................................. (10.3.2.1)dimana untuk batang sendi-sendi Lk = L , Maka dengan mengganti Bilangan L dengan Lk, Rumus Tekuk Elastis Euler berlaku untuk semua kondisi batang sebagai berikut : ...............................................................................(11.3.2.1)Besar Tegangan Kritis Tekuk Euler : Bila maka :Dengan = Faktor TekukMaka dengan luas penampang batang Ag dan mutu Baja fy yang sama. Besar tergantung dari besarnya nilai Yang disebut dengan nilai Parameter Kelangsingan Batang .Yaitu = .......(12.3.2.2)

Selanjutnya pada teori kekuatan batang tekan dengan Teori LRFD disyaratkan. Batang tekan yang mengalami tekuk dikatakan kuat bila :

............(13.3.2.2)

Dengan Besarnya Nn ditetapkan .........................(13.3.2.2)

Dengan ketenetuan : untuk ......................(14.3.2.2)

Pada Kondisi ini Kekuatan Batang Tekan pada Kekuatan Plastis

untuk :...........(15.3.2.2)

Pada Kondisi ini, Kekuatan Batang Tekan mencapai pada Kekuatan Inelastis

untuk 1,2c c2 = 1,25 ..........(16.3.2.2)

Pada Kondisi ini, Kekuatan Batang Tekan mencapai pada Kekuatan Elastis

3.2.2.6. FLOWCHART DESAIN KOMPONEN TEKAN

Mulai

Data tipe profilDan ukuran profil

1

1

tidak

Ya

2

3.2.2.7. Rangkuman :1. Suatu elemen direncanakan hanya memikul gaya tekan apabila kekakuan tekuknya dapat dipertanggungjawabkan pada berbagai kondisi tekuk.

2. Kekuatan tekan komponen struktur yang memikul gaya tekan ditentukan oleh :a. Bahan : Tegangan leleh , Tegangan sisa, Modulus elastisb. Geometri : Penampang Panjang komponen Kondisi ujung dan penopangSelain itu Kondisi batas komponen struktur yang memikul gaya tekan ditentukan oleh Tercapainya batas kekuatan Tercapainya batas kestabilan

3. Faktor panjang tekuk ditentukan tidak kurang dari panjang teoritisnya dari as-ke-as sambungan dengan komponen struktur lainnya. Dengan panjang tekuk =Lk = Kc . l > l .

4. Batas kelangsingan batang komponen struktur tekan dibatasi pada angka kelangsingan yang ditetapkan menurut teori perencanaan yang digunakan seperti berikut :

5. Kemungkinan Terjadinya Tekuk akibat gaya aksial tekan yang menyebabkan batang tidak setabil lagi adalah :A. Tekuk Lokal terjadi apabila pada komponen struktur akibat gaya tekan terjadi : Apabila tegangan pada elemen-elemen penampang mencapai tegangan kritis plat. Tegangan kritis plat tergantung dari perbandingan tebal dengan lebar, perbandingan panjang dan tebal, kondisi tumpuan dan sifat material. Perencanaan dapat disederhanakan dengan memilih perbandingan tebal dan lebar elemen penampang yang menjamin tekuk local tidak akan terjadi sebelum tekuk lentur. Hal ini diatur dalam peraturan dengan membatasi kelangsingan elemen penampang komponen struktur tekan r ditentukan dalam Buku .7Besarnya BMS sebagai berikut :

B. Tekuk LenturTekuk lentur yang diperhitungkan pada komponen struktur akibat gaya dengan syarat : Dimana : a. Tercapainya batas kekuatan Komponen struktur mencapai tegangan leleh tanpa masalah kestabilan Berdasarkan kekuatan penampang bila :

b. Komponen struktur mengalami tekuk lentur inelastic bila :

c. Komponen struktur mengalami tekuk lentur elastis bila : 1,2c c2 = 1,25

3.2.2.8. Kunci Tes Formatif

1. Tentukan gaya aksial terpaktor (Nu .Nn) dari batang tekan profil= I.WF.450.300 yang dibebani secara aksial pada gambar dibawah ini (mutu baja fy = 250 MPa)

JAWAB :Profil yang digunakan IWF 450.300.10.15 dengan besaran penampang sebagai berikut : A = 135 cm2ix = 18,6 cmiy = 7,04 cma) Menentukan rasio kelangsinganUntuk kondisi yang ujung-ujungnya jepit dan sendi: k = 0,8Panjang tekuk : Lk = k.l= (0,8) (4 m) = 3,2 m

Dari rasio kelangsingan didapat tekuk terjadi pada arah sumbu y-y (=sumbu lemah) Karena : b) Menentukan c

c) Menentukan daya dukung nominal tekanrCek apakah perbandingan lebar terhadap tebal flens penampang (kelangsingan pelat) lebih kecil dari

r = f < r ok (Jadi tidak terjadi tekuk local) Rumus Nn = Ag, fcr = Ag fy dapat digunakan (a) 0,25 < < 1,2 maka (a) = 1,43 1,6 0,67 . = 1,137 Daya dukung nominal : Nn = Ag fy (a) = (13500)(250 x 10-3) 1,137 = 2968,3 kN d) Menentukan gaya aksial terfaktor : Nu. Nu< n Nn = faktor reduksi kekuatan 0,85 Nu < (0,85) (2968.3) Nu = 2523.0 kN 2. Berapa besar gaya tekan ultimate yang dimiliki penampang berikut ini, panjang bentang 2,4 m Besaran penampang Ag = 655 mm2 ix = 18,7 mm ic = 20,0 mm Ix = 230000 mm2 iy = 11,1 mm = 8,5 mm Iy = 80700 mm2 e = 10,5 mm a) Cek tekuk lokal b) Estimasi jarak kopel minimum c) Cek kestabilan elemen-elemen batang d) Coba 6 daerah : = e) Kelangsingan arah sumbu bahan f) Cek: elemen-elemen batang harus lebih stabil dari barang majemuk g) Kelangsingan arah sumbu bebas bahan h) Kelangsingan ideal i) Cek: elemen-elemen batang harus lebih stabil dari batang majemuk j) Kestabilan batang majemuk k) Pengecekan tekuk lentur-torsi Kondisi batas yang menentukan adalah tekuk lentur torsi dan gaya tekan ultimate yang bisa dipikul oleh batang ini adalah 89,8 kN. 3. Batang kenal tersusun seperti pada gambar direncakan memikul gaya tekan 2,50 kN cek apakah batang tersebut mampu memikul gaya tersebut fy = 240 Mpa dan panjang bentang 3 m. Besaran penampang Ag = 620 mm2 ix = 15 mm Ix = 141000 mm2 iy = 10,4 mm Iy = 67000 mm2 e = 13,3 mm a) Cek tekuk total b) Estimasi jarak kopel minimum c) Coba ambil 3 daerah d) Cek kestabilan batang e) Coba ambil daerah 6 sehingga: f) Kelangsingan arah sumbu bahan ( sumbu x-x): g) Cek kestabilan batang h) Kelangsingan arah sumbu bebas bahan ( sumbu y-y): i) Cek kestabilan batang j) Perhitungan dimensi pelat kopel Syarat kekakuan pelat kopel Ambil t = 7 mm (sama dengan tebal flens) maka didapatkan h = 37,7 mm maka ambil h = 40 mm Cek kekuatan pelat kopel: Balok adalah elemen struktur yang menahan beban transversal, pada umumnya yang disebut balok selalu dalam posisi horizontal, pada struktur jembatan yang termasuk balok lentur adalah ; Gelagar Induk dari Jembatan Balok Girder, Gelagar memanjang dan Gelagar Melintang dari Jembatan Rangka batang, Balok Diafragma yang merupakan elemen pengaku. 3.3.1. Profil Balok Profil I.WF terbukti sebagai profil yang paling ekonmis dan profil ini telah menggantikan penggunaan profil kanal dan I.NP. Profil kanal kadang-kadang digunakan sebagai balaok kecil untuk beban ringan seperti gording, atau lokasi yang memerlukan lebar flens kecil. Profil kanal mempunyai kemampuan menahan gaya lateral yang kecil sehingga perlu diperkaku misalnya dengan trekstang seperti pada Gording. Profil I.WF mempunyai lebih banyak material yang terkonsentrasi pada flens dibandingkan dengan profil Kanal sehingga mempunyai momen inersia dan tahanan momen untuk berat yang sama. Profil I.WF relatif lebih lebar dan mempunyai kekakuan lateral yang cukup tinggi. 3.3.2. Rumus Lentur Murni Sebagai pendahuluan pembahasan kita tinjau tegangan lentur pada balok persegi Gambar 3.3.a. Asumsikan bahwa flens tekan balok dikenang secara menerus terhadap tekuk lateral. Tekuk lateral dibahas secara khusus dalam Bab lain. Jika suatu balok mendapat momen lentur, tegangan pada setiap titik dapat dihitung dari rumus : .....................................................................(1.3.3) Perlu diingat bahwa rumus ini hanya dapat digunakan jika tegangan yang terjadi pada balok masih dibawah batas elastis. Rumus ini didasarkan Penampang tetap tegangan sebanding dengan regangan pada asumsi :: Dan lain-lain.datar sebelum dan sesudah terjadi lentur, Nilan adalah konstanta yang disebut modulus Elastisitas penampang (S). Rumus lentur dapat ditulis sebagai berikut : ...(2.3.3) Pada awalnya, jika momen diberikan pada balok tegangan akan berubah secara linier dari sumbu netral ke serat ekstrim. Kondisi ini diperlihatkan dalam Gambar 3.3.a (b), jika momen meningkat, tegangan akan terus bertambah secara linier hingga tegangan leleh tercapai pada serat terluar, seperti yang diberikan dalam Gambar 3.3.a (c) Momen leleh dari suatu penampang didefinisikan sebagai momen yang akan menghasilkan tegangan leleh pada serat terluar penampang. fb Fy Fy Fy Fy fb Fy Fy Fy Fy . (a) (b) (c) (d) (e) (f) Distribusi Tegangan Sesuai Tahapan Pembentukan Sendi Plastis Gambar .3.3.a Jika momen pada suatu balok baja daktil ditingkatkan sehingga melebihi momen leleh pada serat terluar maka tegangan pada serta tersebut akan tetap yaitu sebesar tegangaan lelehnya dan momen tahanan tambahan akan diberikan oleh serat yang dekat dengan sumbu netral. Proses yang diperlihatkan dalam Gambar 3.3.a (d) dan (e), akhirnya seluruh penampang mencapai tegangan leleh seperti pada Gambar 3.3.a (f). Perhatikan bahwa perubahan regangan dari sumbu netral ke serat terjauh tetap linier untuk seluruh kasus di atas. Jika distribusi tegangan telah mencapai tahap ini maka akan terbentuk satu sendi plastis karena tidak ada lagi momen yang dpat ditahan pada penampang tersebut. Jika ditambahkan momen luar pada penampang tersebut maka balok akan berotasi dengan sedikit penambahan tegangan. Momen plastis adalah momen yang menghasilkan plastisitas penuh pada penampang balok dan membentuk sendi plastis. Perbandingan antara momen plastis Mp terhadap momen leleh My disebut faktor bentuk shape factor). Nilai faktor bentuk untuk penampang persegi adalah 1,50 dan untuk profil W,S,M berkisar antara 1,10 dan 1,20. 3.3.3. Kondisi Balok pada Desain Elastis Sebelumnya hampir semua perencanaan balok baja didasarkan pada teori elastis. Beban maksimum yang dapat dipikul oleh suatu struktur mencapai tegangan tegangan lelehnya. Elemen direncanakan sedemikian rupa sehingga tegangan lentur akibat beban layan (servis) tidak melampaui tegangan leleh dibagi dengan faktor keamanan (misalnya 1, atau 2,0). Perencanaan yang dilakukan pada masa lalu dengan metoda ini telah menunjukkan hasil yang baik. Tetapi juga disadari bahwa elemen daktil tidak akan runtuh sebelum kelelehan yang cukup besar terjadi meskipun tegangan leleh yang pertama telah terjadi pada struktur. Artinya elemen tersebut mempunyai rentang (margin) keamanan yang cukup besar untuk terjadi keruntuhan dibandingkan dengan terori Plastis. Tegangan lentur yang terjadi masih belum optimum bekerja pada seluruh penampang balok, seperti terlihat pada diagram tegangan Gambar.3.3.a bagian (b) dan (c), disitu terliahat tegangan leleh terjadi hanya pada bagian sisi luar penampang, sedangkan bagian sisi dalam, bahkan pada daerah titik netral penampang, tegangan masih nol. 3.3.4. Modulus Penampang Elastis & Plastis Momen leleh My sama dengan tegangan leleh dikalikan dengan modulus elastis. Modulus elastis sama dengan untuk penampang persegi. Maka momen leleh . ............................................................................................(3.3.3) Hasil yang sama dapat diperoleh dengan meninjau momen kopel penampang yang diperlihatkan dalam Gambar .3.3.b b fy C d 2/3.d T fy Gambar. 3.3.b Penampang Persegi dengan Momen Kopel dalam Kondisi Elastis . b fy C d .d T fy Penampang Persegi dengan Momen Kopel dalam Kondii Platis Gambar. 3.3.c Momen tahanan sama dengan T atau C dikalikan dengan lengan momen, yaitu : My = Terlihat bahwa dengan cara ini didapat nilai modulus penampang elastis yang sama untuk penampang persegi, yaitu .(4.3.3) Momen tahanan pada plastis penuh dapat ditentukan dengan cara yang sama. Hasil yang didapat disebut momen plastis, Mp. Nilai ini juga momen nominal penampang Menghitung. Momen plastis atau nominal ini sama dengan T atau C dikalikan dengan lengan momen. Untuk penampang persegi dalam Gambar 3.3.c. nilai tersebut adalah : Mp = Mn = .. Momen platis sama dengan tegangan leleh dikalikan dengan modulus plastisnya. Untuk penampang persegi, modulus penampang plastis Zx sama dengan . ..(5.3.3) Faktor bentuknya Mp / My, adalah Fy.Z / Fy.S atau Z / S adalah . (6.3.3) Hal ini menunjukkan bahwa modulus plastis sama dengan statis momen dari luas penampang tertarik dan tertekan terhadap sumbu netral. Kecuali jika penampang simetris, sumbu netral untuk kondisi plastis tidak akan berada pada lokasi yang sama dengan sumbu netral kondisi elastis. Tegangan tekan dalam harus sama dengan tegangan tekan akibat beban luar. Karena diasumsikan bahwa semua serat mempunai tegangan yang sama pada kondisi plastis yaitu sebesar Fy, maka luas daerah diatas dan dibawah sendi plastis harus sama. Hal ini tidak berlaku untuk penampang tidak simetris pada kondisi elastis. 3.3.5. Perencanaan Balok Akibat Momen Lentur Jika beban gravitasi bekerja pada balok tumpuan sederhana dengan bentang yang cukup panjang, balok tersebut akan melentur kebawah dengan bagian atas tertekan dan berperilaku seperti batang tekan. Sebagaimana umumnya balok mempunyai dimensi tinggi yang lebih besar dibandingkan lebarnya, sehingga momen inersia bagian yang tertekan terhadap sumbu vertical (sumbu y) akan lebih kecil dibandingkan momen inersia terhadap sumbu x, maka apabila pada balok tidak diberikan sokongan lateral terhadap sumbu y, balok akan mengalami tekuk lateral akibat beban yang lebih kecil seperti pada gambar.3.3.d berikut Gambar.3.3.d. Balok Akibat Momen Lentur Pada bab ini kekuatan balok ditinjau pada tekuk lateral dengan berbagai kondisi sokong lateral yaitu pada Jarak sokong lateral Pendek, Jarak sokong lateral Sedang dan Jarak sokong lateral Panjang, dengan kondisi penampang elemen bagian tertekan bersifat Kompak . Dalam Gambar 3.3.e diperlihatkan kurva yang menghubungkan b