Puji dan syukur saya ucapkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya kepada saya, sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.
Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar sarjana Teknik Sipil bidang struktur Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, dengan judul “ANALISIS SAMBUNGAN PEMIKUL MOMEN PADA STRUKTUR PORTAL BAJA MENGGUNAKAN SAMBUNGAN TIPE END PLATE”.
Saya menyadari bahwa dalam menyelesaikan tugas akhir ini tidak terlepas dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, saya ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada beberapa pihak yang berperan penting yaitu : 1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Ir. Zulkarnain A. Muis, M.Eng.Sc selaku Koordinator Koordinator PPSE, Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Ir. Torang Sitorus, MT selaku pembimbing yang telah banyak memberikan arahan, dukungan, masukan, bimbingan serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam membantu saya menyelesaikan tugas akhir ini.
5. Bapak/Ibu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
6. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas teknik Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini kepada saya.
ii
7. Teristimewa dihati buat keluarga saya, terutama kepada kedua orang tua saya, Ayahanda Djasri Alwi dan Ibunda Lamtiur Sitorus, kakak saya Narulita Altari dan adik saya Aldiantoni Alwi yang telah memberikan doa, motivasi, semangat dan nasehat kepada saya. Terima kasih atas segala pengorbanan, cinta, kasih sayang dan do’a yang tiada batas untuk saya.
8. Terkhusus buat keluarga kecilku tersayang bunda Soffi Rambe, ST dan juga buat kedua jagoanku abang Shiraz Alwi dan adek Shaka Alwi yang telah memberikan nasehat, semangat, dan membantu saya dalam menyelesaikan tugas akhir ini, terima kasih atas doa dan semangatnya
9. Buat teman Teknik Sipil Ekstensi Philip, Otniel, Eva, Richard serta teman-teman mahasiswa/i angkatan 2012 dan mahasiswa sipil lainnya yang tidak dapat disebutkan seluruhnya terima kasih atas semangat dan bantuannya selama ini.
Saya menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari kata sempurna karena keterbatasan pengetahuan dan kurangnya pemahaman saya dalam hal ini. Oleh karena itu, saya mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari para pembaca demi perbaikan menjadi lebih baik.
Akhir kata saya mengucapkan terima kasih dan semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca.
Medan, Maret 2016 Penulis
ABSTRAK
Perencanaan struktur konstruksi baja sangat bergantung pada alat penyambung yang digunakan, karena sifat konstruksi baja yang relatif sama dan tipikal perencanaan yang matang pada sisi sambungan portal baja dapat meminalisir ataupun menghemat biaya pelaksanaan konstruksi tersebut. penyambungan terjadi karena profil yang digunakan memiliki panjang batang yang kurang dari perencanaan, ataupun dikarenakan pertemuan antara suatu batang dengan batang yang lain pada satu titik buhul, yang kemudian penyambungannya dibantu dengan menggunakan pelat buhul. Dalam perencanaan sambungan, pemilihan alat sambung yang akan digunakan mempengaruhi kekuatan sambungan dan kondisi kekakuan yang berbeda-beda sesuai jenis dan fungsinya. Pada analisa mengenai sambungan antara balok dan kolom ini, bertujuan untuk membandingkan dua jenis tipe sambungan end-plate yang sering digunakan, adapun tipe endplate yang coba kita bandinkan disini yaitu tipe flush dan tipe extended5. Peraturan yang digunakan sebagai pedoman adalah peraturan SNI 03-1729-2002 untuk Struktur Baja dengan metode LRFD (Load and Resistance Factor Design), serta panduan dari American Institute of Steel Construction (AISC). Dari hasil analisa dan perhitungan dari kedua jenis tipe sambungan ini, diperoleh bahwa dengan mengunakan sambungan tipe flush yang mana diameter bautnya sama dengan tipe extended, disimpulkan bahwa tipe flush lebih ekonomis dikarena mengukanan tebal pelat penyambung yang lebih tipis dibandingkan tipe extended, akan tetapi jika kita mengunakan tebal pelat yang sama tebal antara kedua jenis sambungan ini dapat disimpulkan tipe extended lebih ekonomis dibandingkan dengan tipe flush karena mengunakan baut yang lebih kecil
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ... i
ABSTRAK ... iii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR GAMBAR ... vii
DAFTAR TABEL ... ix DAFTAR NOTASI ... x BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1 LatarBelakang... 1 1.2 PerumusanMasalah... 6 1.3 Tujuan... 6 1.4 Manfaat Penelitian... 6 1.5 Pembatasan Masalah ... 7 1.6 Metodelogi Penelitian... 7 1.7 Sistematika Penulisan ... 10
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 12
2.1 Material Baja Sebagai Bahan Konstruksi... 12
2.1.1 Klasifikasi Baja Konstruksi ... 13
2.1.2 Sifat–sifat Mekanik Baja Konstruksi... 16
2.2 Sambungan Pada Konstruksi Baja... 19
2.2.1 Sambungan Momen ... 22
2.3 Kegagalan yang terjadi pada Sambungan Baja ... 31
2.3.1 Kegagalan akibat tegangan yang terjadi ... 33
2.3.2 Kegagalan akibat gaya tekan ... 41
2.3.3 Kegagalan akibat geser horizontal... 44
2.3.2 Kegagalan akibat geser vertikal... 45
2.4 Software Fine Elemen Analysis (FEA) ... 47
2.4.1 Pengertian dan sejarah pengunaan ANSYS... 47
2.4.2 Sistem kerja analisa program... 47
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 51
3.1 Umum ... 51 3.2 Flowchart ... 51 3.3 Studi Literatur ... 52 3.4 Pemodelan Struktur ... 52 3.5 Perencanaan Struktur ... 54 3.5.1 Data Perencanaan... 54 3.6 Perbandingan ... 55 3.7 Kesimpulan ... 56
BAB IV ANALISA DATA ... 57
4.1 Data Perencanaan ... 57
4.2 Perencanaan Sambungan Endplate tipe Flush (dia. baut sama).. 60
4.2.1 Menghitung Nilai kapasitas Moment untuk baut... 60
4.2.2 Menghitung Nilai tahanan Moment untuk baut... 62
4.3 Perencanaan Sambungan Endplate tipe Extended(dia. baut sama)69
4.3.1 Menghitung Nilai kapasitas Moment untuk baut... 69
4.3.2 Menghitung Nilai tahanan Moment untuk baut... 71
4.3.3 Menghitung Nilai kapasitas Moment untuk pelat... 73
4.4 Perencanaan Sambungan Endplate tipe Flush (tebal plat sama). 77 4.4.1 Menghitung Nilai kapasitas Moment untuk baut... 77
4.4.2 Menghitung Nilai tahanan Moment untuk baut... 79
4.4.3 Menghitung Nilai kapasitas Moment untuk pelat... 82
4.5 Perencanaan Sambungan Endplate tipe Extended(tebal plat sama)86 4.5.1 Menghitung Nilai kapasitas Moment untuk baut... 86
4.5.2 Menghitung Nilai tahanan Moment untuk baut... 88
4.5.3 Menghitung Nilai kapasitas Moment untuk pelat... 90
4.6 Analisa Sambungan dengan mengunakan software FEA... 94
4.6.1 Konfigurasi sambungan ... 94
4.6.2 Konfigurasi elemen struktur penyambung... 95
4.6.3 Material properties... 95
4.6.4 Pemodelan dalam fine elemen ... 96
4.6.5 Meshing dalam fine elemen ... 97
4.6.6 Boundary Condition dalam pemodelan ... 98
4.6.7 Hasil Analisa sambungan ... 98
4.7 Analisa defleksi dan tegangan dengan metode analisa teoritis... 101
BAB V PENUTUP ... 111
5.1 Kesimpulan... 111
5.2 Saran ... 112
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Contoh Tipe Sambungan Flush End Plate (FEP) Gambar 1.2. Contoh Tipe Sambungan Extended End Plate ( EEP ) Gambar 1.3. Gaya dalam yang bekerja pada Sambungan End plate
Gambar 1.4. Tegangan dan Regangan yang terjadi pada sambungan end plat Gambar 2.1. Proses pembuatan material baja karbon sebagai bahan konstruksi Gambar 2.2. Hubungan tegangan–regangan tipikal
Gambar 2.3. Hasil uji tarik benda uji sampai mengalami keruntuhan
Gambar 2.4. Perilaku benda uji hingga mencapai regangan sebesar + 2 % Gambar 2.5. Sambungan momen dengan metode las
Gambar 2.6. Sambungan momen dengan metode baut Gambar 2.7.a. Sambungan Balok dan Kolom
Gambar 2.7.b Sambungan Balok dan Balok Gambar 2.7.c Sambungan kolom dan Kolom Gambar 2.7.d Sambungan Kolom dan pondasi
Gambar 2.8.a Klasifikasi sambungan berdasarkan kekuatan ( strength ) Gambar 2.8.b Klasifikasi sambungan berdasarkan kekakuan ( rigidity ) Gambar 2.8.c Klasifikasi sambungan berdasarkan daktailitas ( ductile ) Gambar 2.9. Tegangan dan Regangan yang terjadi pada sambungan end plat Gambar 2.10. Distribusi tahanan baut dari tegangan yang terjadi
Gambar 2.11. Tegangan pada badan kolom dan juga pada badan balok Gambar 2.12. Distribusi penyebaran gaya akibat tekan pada bagian kolom Gambar 2.13. Distribusi penyebaran tekuk yang terjadi pada badan kolom
Gambar 2.14. Distribusi penyebaran tekuk yang terjadi pada badan kolom Gambar 2.15 Distribusi penyebaran geser horizontal pada badan kolom Gambar 2.16 Distribusi penyebaran geser vertikal pada badan balok Gambar 2.17 Pemodelan elemen dengan metode pengunaan node Gambar 3.1. Diagram Alir
Gambar 3.2. Sambungan momen untuk balok dan kolom dengan mengunakan tipe sambungan flush
Gambar 3.3. Sambungan momen untuk balok dan kolom dengan mengunakan tipe sambungan extended