ABSTRAK
PERBANDINGAN PERENCANAAN KOMPONEN LENTUR BAJA DENGAN METODE DESAIN FAKTOR BEBAN DAN TAHANAN
(AISC-LRFD 360-05) DAN SNI-03-1729-2002
Oleh
VENI FAJARWATI
ANSI/AISC 360–05 dan SNI 03–1729–2002 memberikan formulasi perencanaan struktur baja metode Load and Resistance Factor Design (LRFD) untuk komponen struktur lentur yang hampir serupa. Penelitian bertujuan untuk mengetahui perbedaan formulasi perencanaan komponen struktur lentur yang terdapat dalam ANSI/AISC 360–05 dan SNI 03–1729–2002 dan menentukan faktor resistensi modifikasi (m od) yang memungkinkan perencanaan komponen struktur lentur menggunakan Program SAP2000 berdasarkan SNI 03–1729–2002.
Tahap–tahap dalam pelaksanaan penelitian adalah evaluasi formulasi perencanaan, analisis kapasitas struktur berdasarkan formulasi perencanaan yang telah dievaluasi, perbandingan kapasitas struktur untuk menentukan faktor resistensi modifikasi dan pemeriksaan deviasi kapasitas struktur modifikasi.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsep ANSI/AISC 360–05 dan SNI 03–1729–2002 hampir sama. Pada kondisi tekuk torsi lateral, untuk bentang menengah penelitian menghasilkan m od sebesar 0,90 untuk fy 210 MPa, m od sebesar 0,910 untuk fy 250 MPa dan m od sebesar 0,95 untuk fy 410 MPa. Untuk bentang panjang, penelitian menghasilkan m od sebesar 0,916 untuk semua kondisi fy.
ABSTRACT
COMPARISON ON DESIGN OF FLEXURE MEMBERS WITH LOAD AND RESISTANCE FACTOR DESIGN METHOD (AISC-LRFD 360-05)
AND SNI 03-1729-2002
By
VENI FAJARWATI
ANSI/AISC 360–05 and SNI 03–1729–2002 enclose identical LRFD steel structure design formulations for flexure members. The research aims to find out design formulations differences and to determine modified resistance factor (m od) that enable SAP2000 flexure structure design based on SNI 03–1729–2002. The research stages are design formulations evaluation, structure capacity analysis, structure capacity comparisons in order to determine modified resistance factors and inspection on modified structure capacity deviations.
The result of this research shows that the concepts that ANSI/AISC 360-05 and SNI 03-1729-2002 enclose are nearly the same. Under the condition of lateral torsion buckling, the model for mid–length span earns m od of 0,90 for fy of 210 MPa, m od of 0,910 for fy of 250 MPa, and m od of 0,95 for fy of 410 MPa. While the model for wide span earns m od of 0,916 for every fy.
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Penggunaan baja sebagai material pokok dalam sebuah struktur bangunan gedung dewasa ini semakin meningkat seiring kemajuan teknologi. Dalam perencanaan struktur baja untuk bangunan gedung, batang-batang struktur harus memiliki kekuatan, kekakuan dan ketahanan yang cukup sehingga dapat berfungsi selama umur layanan struktur tersebut. Batang - batang struktur harus memiliki kemampuan terhadap kemungkinan kelebihan beban (overload) atau kekurangan kekuatan (understrength). Kelebihan beban dapat terjadi akibat perubahan fungsi balok, terlalu rendahnya taksiran atas efek-efek beban karena penyederhanaan yang berlebihan dalam analisis strukturalnya.
Sebagai acuan bagi perencana dan pelaksana dalam melakukan pekerjaan perencanaan dan pelaksanaan struktur baja, Lembaga Standar Nasional Indonesia menerbitkan Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung yang berisi aturan-aturan dan batasan-batasan dalam perencanaan dan pelaksanaan struktur baja. Standar struktur baja terbaru yang diterbitkan oleh Lembaga Standar Indonesia adalah SNI-03-1729-2002. Standar terbaru ini terlihat memiliki banyak kesamaan dengan metode
2
American Institute of Steel Construction, Inc. (AISC). AISC adalah sebuah lembaga yang membidangi perencanaan struktur baja di Amerika. Desain dengan metode LRFD memberikan keamanan struktur yang menjamin penghematan secara menyeluruh dengan memperhatikan variabel-variabel desain yaitu faktor beban dan tahanan struktur, dengan menggunakan prosedur desain yang lebih rasional dan berdasarkan konsep probabilitas. Mengingat LRFD merupakan metode terbitan Amerika yang memiliki kondisi lingkungan yang jauh berbeda dengan Indonesia, maka penggunaan metode ini secara langsung tanpa penyesuaian dapat menimbulkan
kemungkinan-kemungkinan yang cukup berisiko.
Untuk mengetahui seberapa dekat kesamaan konsep SNI 03-1729-2002 dengan spesifikasi perencanaan ANSI/AISC LRFD 360-05, maka
diadakanlah penelitian ini. Hasil penelitian yang diharapkan adalah berupa koefisien-koefisien perbandingan perencanaan metode LRFD pada standar ANSI/AISC LRFD 360-05 dengan Standar SNI 03-1729-2002.
1.2 Rumusan Masalah
3
1.3 Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk:
1. Membandingkan formulasi perencanaan komponen struktur lentur yang terdapat pada SNI 03-1729-2002 dan ANSI/AISC 360-05.
2. Membandingkan tegangan-tegangan yang diperoleh dari analisis kasus berdasarkan ketentuan-ketentuan yang terdapat dalam Spesifikasi ANSI/AISC 360-05 dan Tata Cara SNI 03-1729-2002.
3. Menentukan faktor resistensi modifikasi dalam formulasi perencanaan SNI 03-1729-2002 (φmod) agar dapat mengaplikasikan formulasi
peraturan SNI 03-1729-2002 kedalam Program SAP2000 v.12.
1.4 Batasan Masalah
Penelitian ini memiliki batasan-batasan sebagai berikut :
1. Penelitian menganalisa struktur yang berupa komponen batang struktur yang menerima beban lentur murni, dalam hal ini dipilih batang tunggal yang diasumsikan sebagai balok sendi rol.
2. Penelitian menggunakan Spesifikasi ANSI/AISC 360–05 dan Tata Cara SNI 03–1729–2002 sebagai acuan perencanaan.
3. Metode perencanaan menggunakan metode LRFD (Load and Resistance Factor Design).
4. Penelitian ini tidak melaksanakan pengujian lapangan dengan material sungguhan karena hanya merupakan analisis perbandingan.
4
6. Penelitian ini menggunakan sampel baja profil I simetri ganda yang data-data profilnya diambil dari Program SAP2000 v.12.
1.5 Metode Penulisan Laporan dan Pengumpulan Data
Penelitian ini mendapatkan dan menggunakan data-data yang berasal dari: 1. Studi Literatur
2. Analisis Kasus
1.6 Manfaat Penelitian
Penelitian ini akan dapat memberikan manfaat antara lain:
1. Penelitian ini dapat menjadi referensi dalam penelitian mengenai struktur baja.
2. Penelitian ini mengenalkan perencanaan struktur baja dengan metode LRFD pada civitas akademika Teknik Sipil dan ruang lingkupnya. 3. Penelitian ini dapat menjadi ulasan mengenai perbandingan peraturan
struktur baja Spesifikasi ANSI/AISC 360-05 dan Tata Cara SNI 03-1729-2002.
4. Hasil dari penelitian ini dapat menjadi faktor konversi tegangan yang diperoleh berdasarkan Spesifikasi ANSI/AISC 360-05 atau Tata Cara SNI 03-1729-2002.
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian ini antara lain:
1. Walau terdapat beberapa perbedaan formulasi antara SNI 03–1729–2002 dan ANSI/AISC 360–05, tetapi hasil analisis komponen lentur
menggunakan kedua peraturan dan Program SAP tidak jauh berbeda, sehingga dapat disimpulkaan bahwa SNI 03–1729–2002 dan ANSI/AISC 360–05 memiliki konsep yang hampir sama.
2. Perbedaan hasil analisis yang cukup besar terdapat pada bentang menengah untuk tekuk torsi lateral sampel dengan fy 410 MPa. Hal ini dimungkinkan karena nilai tegangan sisa diberikan peraturan SNI 03– 1729–2002 sebesar 70 Mpa. Sementara peraturan ANSI/AISC 360–05 memberikan nilai tegangan sisa sebesar 30 % dari tegangan lelehnya. Nilai tegangan sisa antara keduanya akan bernilai sama pada fy = 233.33 MPa. 3. Untuk tekuk lokal di flens tekan terdapat sedikit perbedaan pada formulasi
untuk penampang non kompak antara SNI 03–1729–2002 dan ANSI/AISC 360–05, tetapi hasil analisis n yang dihasilkan tidak jauh berbeda dengan nilai deviasi perbandingan sebesar 0.33 %.
4. Pada kasus tekuk torsi lateral untuk fy 210 MPa, m od yang dapat
88
panjang. Untuk fy 250 MPa, m od yang dapat digunakan adalah 0.910 untuk bentang menengah dan 0.916 untuk bentang panjang. Sedangkan untuk fy 410 MPa, m od yang dapat digunakan adalah 0.95 untuk bentang menengah dan 0.916 untuk bentang panjang. Nilai m od diatas dapat digunakan untuk semua jenis profil dengan nilai deviasi kurang dari 5 %. 5. Pada sampel dengan fy 210 MPa dan 250 MPa, peraturan ANSI/AISC
360-05 dan Program SAP2000 dapat langsung diterapkan untuk menganalisis balok lentur berdasarkan SNI 03-1729-2002 karena nilai deviasi perbandingannya kurang dari 5 % yaitu 2.14% untuk bentang menengah dan 2.17 % untuk bentang panjang.
6. Pada sampel dengan fy 410 MPa, nilai deviasi perbandingannya lebih dari 5 % untuk bentang menengah yaitu sebesar 8.74 %. Sedangkan untuk bentang panjang nilai deviasinya sebesar 2.17 %, sehingga harus hati-hati dalam melakukan analisis untuk profil dengan fy 410 MPa.
B. Saran
Saran yang dapat diberikan dari penelitian ini adalah:
1. Bila ingin menggunakan SNI 03–1729–2002, para pelaku konstruksi dapat menggunakan ANSI/AISC 360–05 sebagai acuan karena ANSI/AISC 360–05 memuat ketentuan yang lebih lengkap dari SNI 03–1729–2002. 2. Badan Standar Nasional Indonesia perlu menerbitkan peraturan
perencanaan struktur baja yang lebih lengkap.
89
