SOAL 2

Topik yang dipilih: Detail sambungan antara balok dan kolom

Penyelesaian:

2.1 Sejarah Struktur Baja

Penggunaan logam sebagai bahan struktural diawali dengan besi tuang untuk bentang

lengkungan (arch) sepanjang 100 ft (30 m) yang dibangun di Inggris pada tahun 1777 – 1779.

Dalam kurun waktu 1780 – 1820, dibangun lagi sejumlah jembatan dari besi tuang,

kebanyakan berbentuk lengkungan dengan balok – balok utama dari potongan – potongan

besi tuang indivudual yang membentuk batang – batang atau kerangka (truss) konstruksi.

Besi tuang juga digunakan sebagai rantai penghubung pada jembatan – jembatan suspensi

sampai sekitar tahun 1840.

Setelah tahun 1840, besi tempa mulai mengganti besi tuang dengan contoh pertamanya

yang penting adalah Brittania Bridge diatas selat Menai di Wales yang dibangun pada 1846 –

1850. Jembatan ini menggunakan gelagar –gelagar tubular yang membentang sepanjang 230

– 460 – 460 – 230 ft (70 – 140 – 140 – 70 m) dari pelat dan profil siku besi tempa.

Proses canai (rolling) dari berbagai profil mulai berkembang pada saat besi tuang dan

besi tempa telah semakin banyak digunakan. Batang – batang mulai dicanai pada skala

industrial sekitar tahun 1780. Perencanaan rel dimulai sekitar 1820 dan diperluas sampai pada

bentuk – I menjelang tahun 1870-an.

Perkembangan proses Bessemer (1855) dan pengenalan alur dasar pada konverter

Bessemer (1870) serta tungku siemens-martin semakin memperluas penggunaan produk –

produk besi sebagai bahan bangunan. Sejak tahun 1890, baja telah mengganti kedudukan besi

tempa sebagai bahan bangunan logam yang terutama. Dewasa ini (1990-an), baja telah

memiliki tegangan leleh dari 24.000 sampai dengan 100.000 pounds per square inch, psi (165

sampai 690 MPa), dan telah tersedia untuk berbagai keperluan struktural.

Berikut ini adalah awal mula ditemukannya baja, yaitu:

Besi ditemukan digunakan pertama kali pada sekitar 1500 SM

Tahun 1100 SM, Bangsa hittites yang merahasiakan pembuatan tersebut selama 400

tahun dikuasai oleh bangsa asia barat, pada tahun tersebbut proses peleburan besi

mulai diketahui secara luas.

Tahun 1000 SM, bangsa yunani, mesir, jews, roma, carhaginians dan asiria juga

mempelajari peleburan dan menggunakan besi dalam kehidupannya.

Tahun 800 SM, India berhasil membuat besi setelah di invansi oleh bangsa arya.

Tahun 700 – 600 SM, Cina belajar membuat besi.

Tahun 400 – 500 SM, baja sudah ditemukan penggunaannya di eropa.

Tahun 250 SM bangsa India menemukan cara membuat baja

Tahun 1000 M, baja dengan campuran unsur lain ditemukan pertama kali pada 1000

M pada kekaisaran fatim yang disebut dengan baja damascus.

1300 M, rahasia pembuatan baja damaskus hilang.

1700 M, baja kembali diteliti penggunaan dan pembuatannya di eropa.

2.2 Tinjauan Pustaka

Rangka baja beton bertulang (SRC) biasanya terdiri dari anggota-anggota struktural baja

dicirikan oleh bentuk penampang silang dan pengekang baja untuk penguatannya. Pada

sambungan balok kolomnya lebih signifikan gaya gesernya saat gempa dengan jenis loading.

Dengan demikian desain geser sambungan balok kolom merupakan salah satu aspek

penting dalam SRC ini. Penelitian Stell Reinforced Concrete Beam-Column Joint ini

diprakarsai oleh Wakabayashi (1986) di Jepang. Struktural yang digunakan untuk kolom itu

terutama baja flens lebar penampang bentuk silang. Kemudian Chen dan Lin (2008)

melakukan tes pembebanan siklik pada lima besar tipe salib balok kolom dengan gaya dua

sisi input, dilanjutkan Chen dan Budi (2009) melakukan uji pembebanan siklik delapan skala

besar tipe salib beam-kolom dengan gaya satu sisi input. Wilayah sambungan dari kolom

yang terkena gaya geser horizontal dan vertikal besarnya bisa lebih banyak daripada di balok

yang bersebelahan. Bisa dilihat pada gambar dibawah ini. Jika sendi tidak dirancang dengan

baik, hal ini dapat menyebabkan kegagalan geser sendi.

Gambar 2.1. Features of beam, column, and joint behavior (Chen dan Lin,2008)

Gambar 2.2. Steel Renforced Concrete

Gambar 2.3. Gaya yang bekerja pada sambungan balok-kolom (Hwang dan Lee,1999)

Contoh bentuk kolom SRC:

Gambar 2.4. Contoh Penampang Kolom SRC (Chen dan Budi,2009)

Gambar 2.5. Contoh Penampang Balok SRC(Chen dan Budi,2009) (ukuran dalam mm)

Detail sambungan beam-kolom joint SRC:

Gambar 2.6. Contoh Beam-Column Joint SRC (Chen dan Budi,2009)2.2.1 Stell Reinforced Concrete Beam-Column Joint

2.2.1.1 Strength Superposition Method

Cara ini sangat sederhana, hanya dengan menambahkan momen nominal dari Reinforced

Concrete dan momen plastis dari Steel Shape-nya. Asumsi dasar kenapa digunakan momen

plastis untuk steel shapenya dikarenakan kekangan beton diluar steel shape secara otomatis

berlaku sebagai lateral support yang menghindarkan dari lateral torsional buckling.

Sedangkan local buckling dicegah dengan pemilihan dimensi steel shape sehingga

merupakan penampang kompak (pemilihan penambang baja menggunakan tabel profil

umumnya sudah merupakan jenis penampang kompak).

2.2.1.2 Modified softened strut-and-tie method

Softened strut-and-tie (SST) method, kesetimbangan, kompabilitas dan hukum keretakan

beton, telah diusulkan untuk menentukan kekuatan geser balok-kolom sendi oleh Hwang dan

Lee (2000). Metode modified SST total luas efektif strut diagonal dihitung sebagai

penjumlahan kontribusi beton bertulang dan longitudinal web.

2.2.2. Sambungan

Perencanaan semua sambungan harus konsisten dengan bentuk-bentuk struktur, serta

perilaku sambungan tidak boleh menimbulkan pengaruh buruk terhadap bagian-bagian

lainnya dalam suatu struktur di luar dari yang direncanakan. Kuat rencana setiap komponen

sambungan tidak boleh kurang dari beban terfaktor yang dihitung. Perencanaan sambungan

harus memenuhi persyaratan berikut:

Gaya-gaya dalam yang disalurkan berada dalam keseimbangan dengan gaya-gaya

yang bekerja pada sambungan.

Deformasi pada sambungan masih berada dalam batas kemampuan deformasi

sambungan.

Sambungan dan komponen yang berdekatan harus mampu memikul gaya-gaya yang

bekerja padanya.

Komentar:

Pada pembahasan diatas, lebih banyak membahas detail sambungan antara balok dan

kolom yang mengarah pada gaya geser pada saat gempa terjadi. Perencanaan sambungan

harus sesuai dengan bentuk struktur, tidak menimbulkan pengaruh yang buruk terhadap

bagian-bagian lainnya, serta harus memenuhi syarat-syarat tertentu seperti yang telah

dijelaskan pada pembasan diatas. Oleh karena itu butuh ketelitian dan ketepatan dalam

merencanakan sambungan agar tidak terjadi kegagalan.