BAB II LANDASAN TEORI

5 BAB II

LANDASAN TEORI 2.1 Pembebanan Struktur

Pembebanan yaitu adalah salah satu faktor penting dalam merancang suatu kontruksi struktur, dalam merancang sebuah struktur perlu mengelompokkan beban dalam beberapa kelompok, yaitu seperti beban mati, beban hidup, beban gempa, beban angin, dan dari beban tersebut dikelompokkan menjadi beban vertikal, horisontal, maupun lateral dan beban lainnya yang diperlukan dalam perencanaan struktur tersebut, agar dapat mengetahui reaksi – reaksi terjadi yang di timbulkan oleh beban – beban yang bekerja pada suatu struktur, dan dari reaksi-reaksi inilah kita dapat merencanakan struktur bangunan yang aman dan stabil.

Tabel 2.1 Kategori Resiko Pada Bangunan dan Struktur Lainnya Untuk Beban banjir, Angin, Salju, Gempa dan Es

Sumber : SNI 1727 (2013:3)

Penggunan atau Pemanfaatan Fungsi bangunan Gedung dan Struktur Kategori Risiko

Bangunan gedung dan struktur lain yang merupakan risiko rendah untuk

kehidupan manusia dalam kejadian kegagalan I

Semua bangunan gedung dan struktur lain kecuali mereka terdaftar dalam

kategori Risiko I, III, dan IV II

Bangunan gedung dan struktur lain, kegagalan yang dapat menimbulkan risiko besar bagi kehidupan manusia.

Bangunan gedung dan struktur lain, tidak temasuk dalam kategori Risiko IV, dengan potensi untuk menyebabkan dampak ekonomi substansi dan atau gangguan massa dari hari ke hari kehidupan sipil pada saat terjadi kegagalan. Bangunan gedung dan struktur lain, tidak temasuk dalam kategori Risiko IV, (termasuk, namun tidak terbatas pada fasilitas yang manufaktur, proses, menangani, menyimpan, menggunakan, atau membuang zat-zat seperti bahan bakar berbahaya, bahan kimia berbahaya, limbah berbahaya, atau bahan peledak) yang mengandung zat beracun atau mudah meledak dimana kuantitas material melebih jumlah ambang batas yang diteapkan oleh pihak yang berwenang dan cukup untuk menimbulkan suatu ancaman kepada publik jika dirilis.

Bangunan gedung dan struktur lain yang dianggap sebagai fasilitas penting. Bangunan Gedung dan Struktur lain, kegagalan yang dapat menimbulkan bahaya besar bagi masyarakat.

Bangunan gedung dan struktur lain (termasuk, namun tidak terbatas pada fasilitas yang memproduksi, memproses, menangani, menyimpan,

menggunakan, atau membuang zat-zat berbahaya seperti bahan bakar, bahan kimia berbahaya, atau limbah berbahaya) yang berisi jumlah yang cukup dari zat yang sangat beracun dimana kuantitas melebihi jumlah ambang batas yang ditetapkan oleh pihak yang berwenang dan cukup menimbulkan ancaman bagi masyarakat jika dirilis.

Bangunan gedung dan Struktur lain yang diperlukan untuk mempertahankan fungsi dari kategori Risiko IV struktur lainnya.

III

2.1.1.LRFD (Load and Resistance Factor Design)

Menurut SNI 1729 (2015: XXXVII) LRFD (Load and Resistance Factor

Design) atau DFBK (Desain Faktor Beban dan Ketahanan), yaitu adalah metode

pembebanan yang memperkecil atau mereduksi desain komponen pada struktur sehingga kekuatan desain pada komponen yaitu sama atau dapat melebihi dari kekuatan perlu komponen yang diakibatkan dari aksi yang ditimbulkan akibat kombinasi beban oleh LRFD. Kombinasi beban pada LRFD ditujukan untuk desain kekuatan sesuai dengan faktor dari beban serta ketahanan yang berlaku.

LRFD (Load Resistance Factor Design) adalah metode dari perencanaan struktur yang sekarang ini digunakan dalam panduan perencanaan konstruksi baja Amerika yaitu suatu badan institut baja di Amerika yang bernama AISC (American Institute Steel Contruction), LRFD di Indonesia merupakan peraturan yang metode perencanaan yang diacu oleh Peraturan SNI (Standar Nasional Indonesia), dalam peraturan desain struktur yang lama menggunakan metode pembebanan ASD (Allowable Stress Design), sedangkan pada saat ini sudah diperbarui dan mengacu pada LRFD yang diambil dari AISC. Metode LRFD itu sendiri lebih mengacu pada perilaku penampang dan bahan saat terjadinya keruntuhan. Seperti yang kita ketahui bahwa suatu bahan kontruksi (khususnya baja) tidak akan segera mengalami keruntuhan, ketika keruntuhan tegangan terjadi lebih dari tegangan leleh (fy), kemudia akan terjadi regangan plastis pada bagian bahan baja tersebut. Apabila kekuatan dari regangan yang terjadi sudah sangat besar atau melebihi kekuatan izin maka strain hardening akan terjadi, yaitu maka akan mengakibatkan peningkatan tegangan hingga ke tegangan runtuh (fu) yang biasanya sering disebut tegangan ultimate. Dan ketika tegangan ultimate melampaui batas maka bahan tersebut akan mengalami keruntuhan.

Metode LRFD biasanya metode perhitungannya menggunakan suatu metode yaitu adalah metode yang perhitungan dengan memakai tegangan ultimate (fu) dan merubahnya menjadi tegangan izin (fy), namun tidak selalu dari metode perhitungan tegangan yang menggunakan tegangan ultimate (fu), masih ada juga perhitungan yang menggunakan tegangan izin (fy), basanya pada metode

perhitungan suatu kekuatan di mana deformasi yang terjadi yaitu sangatlah besar sehingga mengakibatkan ketidakstabilan pada suatu konstruksi.

Metode LRFD yaitu metode yang memakai beban terfaktor sebagai beban maksimum ketika terjadi keruntuhan. Besarnya beban layan yang bekerja akan dikalikan dengan faktor implikasi yang pastinya lebih besar dari 1 (satu) dan sehingga kemudian menjadi beban terfaktor. Selain itu pada kekuatan nominal (kekuatan yang menahan kekuatan beban) akan diberi faktor resistensi yaitu faktor tahanan atau juga dapat disebut sebagai faktor reduksi akibat dari kurang sempurnanya dalam proses pelaksanaan di lapangan ataupun pabrik.

𝑓𝑢 ≤ Ø𝑓𝑛 ... Persamaan 2.1 Keterangan :

Ƒu = yaitu kekuatan tarik ultimate (MPa) Ø = yaitu faktor resistensi / tahanan

ƒn = yaitu kekuatan tarik nominal bahan (MPa)

Besaran faktor resistansi atau tahan yaitu berbeda-beda pada setiap perhitungan kekuatan desain yang ditinjau, misalnya pada kekuatan tarik digunakan faktor reduksi sebesar 0.9 dan pada kekuatan geser digunakan faktor 0.75 dan lain sebagainya. Dalam menentukan besarnya faktor resistensi melihat dari data statistik, baik yaitu dari hasil lapangan atau dari prcobaan atau hasil riset dari laboratorium. Dapat dilihat yaitu untuk penampang yang sama hasil kekuatan tahanan nominal yang diperoleh dengan menggunakan metode LRFD akan lebih besar daripada perhitungan yang diperoleh dengan menggunakan metode ASD. 2.1.2.Beban Mati (D)

Menurut SNI 1727 (2013:15) beban mati adalah beban dari seluruh bahan-bahan material dari kontruksi yang terpasang pada bangunan, yaitu termasuk lantai, dinding, plafon, atap, dinding partsi tetap, bahan finishing, klading gedung dan komponen material arsitektural dan structural dan komponen peralatan layan terpasang lain termasuk berat keran. beban mati sendiri bersifat tetap dan selalu ditempat yang sama posisinya pada setiap saat, beban ini terdiri dari berat kontruksi struktur sendiri dan semua kompenen melekat yang bersifat permanen atau tetap.

Dalam mendesain beban mati ini harus dilakukan analisa dari jenis bahan material yang digunakan pada struktur tersebut baik berupa baja, beton, kayu, alumunium, maupun material alami lainnya serta material komposit yang merupakan gabungan dua material atau lebih yang jelas akan mempengaruhi sifat dan berat dari beban mati tersebut, serta dimensi dan volume dari total komponen struktur yang melekat agar dapat ditemukan massa dari beban mati itu sendiri.

Tabel 2.2 beban mati bahan bangunan dan komponen gedung

Sumber : Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung (1983) 2.1.3.Beban Hidup (L)

Menurut SNI 1727 (2013:18) beban hidup yaitu suatu beban yang disalurkan oleh pengguna dan penghuni pada bangunan gedung atau struktur-struktur lain dan juga bukan bebanyang berasal dari beban kontruksi dan beban lingkungan, seperti beban hujan, beban angin, beban banjir, beban gempa, atau beban mati, yang termasuk beban mati yang bersifat tidak konstan atau tidak tetap.

Beban hidup ini sifatnya berubah-ubah, dan bergerak secara tidak beraturan baik vertical, horizontal, diagonal, maupun lateral yang menyesuaikan baik dengan situasi dan kondisi angin, cuaca, geografis (dapat menyebabkan beban bergerak berupa gempa bumi yang diakibatkan pergeseran atau retakan lempeng) dan kompenen yang bergerak baik manusia, alat-alat yang bersifat tidak tetap, dan lain-lain.

Beban hidup sendiri terbagi menjadi bermacam-macam, yaitu berupa beban angin, beban gempa, beban hujan, bahkan beban salju, namun dalam peraturan di

jelaskan secara khusus beban-beban tersebut, terkhusus beban hidup dalam SNI 1727, beban hidup dalam sifatnya terbagi menjadi dua yaitu beban hidup yang di distribusi secara merata dan beban terpusat, dan lebih lengkapnya dijabarkan dalam tabel dibawah ini.

Tabel 2.3 beban hidup terdistribusi merata minimum, Lo dan beban terpusat minimum

Sumber : SNI 1727 (2013:26) 2.1.4.Beban Angin (W)

Berdasarkan SNI 1727 (2013:38) beban angin yaitu beban yang berkerja pada suatu gedung bangunan yang ditimbulkan akibat selisih pada kekuatan tekanan udara. Beban angin berpengaruh terhadap lokasi dan tinggi suatu bangunan. Untuk gedung-gedung yang dianggap banguan tinggi, beban angin harus diperhitungkan karena akan berpengaruh terhadap simpangan gedung (story drift) dan penulangan geser.

Merata Terpusat

psf (kN/m2_{) lb (kN)} Rumah sakit:

Ruang operasi, laboratorium 60 (2,87) 1000 (4,45)

Ruang pasien 40 (1,92) 1000 (4,45)

Koridor di atas lantai pertama 80 (3,83) 1000 (4,45)

Atap

Atap datar, berbubung, dan lengkung 20 (0,96)n

Atap digunakan untuk taman atap 100 (4,79)

Atap yang digunakan untuk tujuan lain Sama seperti hunian

dilayani i

a

Atap yang digunakan untuk hunian lainnya 5 (0,24) tidak boleh

direduksi

Awning dan kanopi

5 (0,24) tidak boleh direduksi dan berdasarkan luas tributari

dari atap yang ditumpu oleh rangka Konstruksi pabrik yang didukung oleh struktur rangka kau

ringan 20 (0,96)

Rangka tumpu layar penutup 200 (0,89)

Semua konstruksi lainnya 2000 (8,9)

Komponen struktur atap utama, yang terhubung langsung dengan pekerjaan lantai

Titik panel tunggal dari batang bawah rangka atap atau setiap titik sepanjang komponen struktur utama yang mendukung atap di atas pabrik, gudang, dan perbaikan garasi

Semua komponen struktur atap utama lainnya

Semua permukaan atap dengan beban pekerja pemeliharaan

Hunian atau penggunaan

300 (1,33)

Selain ketinggian, beban angin juga penting pada bangunan yang menggunakan material lebih ringan dan menggunakan bentuk yang mempengaruhi aliran udara biasanya bentuk atap. Intensitas tekanan tiup yang direncanakan maka diambil kuat tiup minimum yaitu 25 kg/m2 _{, kecuali untuk kondisi berikut ini:}

1. untuk tepi laut hingga sejauh 5 km dari pantai harus diambil minimum maka tekanan tiup angin yang diambil yaitu 40 kg/m2_.

2. Untuk bangunan – bangunan pada daerah yang lain maka kekuatan tekanan tiup angin nya biasanya lebih dari 40 kg/m2_{, maka diambil sebesar p = V}2 _{/ 16} (kg/m2_{), dengan V yaitu merupakam kecepatan tiupan angin dalam satuan m/s.}

3. Pada cerobong, maka kekuatan tiup angin harus ditentukan dengan rumus (42,5 + 0,6h) dengan satuan kg/m2_{, dan h adalah tinggi cerobong semuanya}

dengan satuan meter.

Beban angin biasanya digunakan di dalam perencanaan SPBAU untuk bangunan bersifat tertutup atau tertutup sebagian saja, tidak boleh ditetapkan lebih kecil nilainya dari 0,77 kN/m2 _{serta kemudian dikalikan pada daerah luas dinding}

gedung yang terkena angin, serta juga nilai sebesar 0,38 kN/m2 _{yang dikalikan}

terhadap luas atap gedung yang tersalurkan pada bidang yang vertikal serta tegak lurus terhadap arah angin yang telah direncanakan, beban atap serta dinding harus diterapkan secara bersamaan, gaya yamg terjadi pada desain bangunan gedung yang bersifat terbuka tidak harus dibawah dari 0,77 kN/m2 _{yang dikalikan dengan luas}

Af.

Nilai tekanan tiup angin yang didapatkan masih harus dikalikan dengan koefisien angin yang telah ditetapkan tabel dibawah ini, guna mendapatkan besarnya resultan gaya yang bekerja pada suatu struktur.

Tabel 2.4 Faktor Arah Angin, Kd

Sumber : SNI 1727 (2013:50) 2.1.5.Beban Gempa (E)

Berdasarkan SNI 1727 (2013:40) beban gempa adalah beban yang diakibatkan sebab adanya proses alami dibawah struktur suatu gedung atau bangunan akibat pergerakan tanah, dan percepatan getaran tanah menimbulkan beban pada saat gempa terjadi. Untuk mendesain struktur bangunan yang tahan terhadap gempa maka perlu diperhatikan di dalam tabel sebagai berikut.

Tabel 2.5 Kategori Resiko Bangunan Gedung dan Non Gedung Untuk Beban Gempa

Sumber : SNI 1726 (2012:14)

Tipe Struktur Faktor Arah Angin Kd*

Bangunan Gedung

Sistem Penahan Beban Angin Utama 0.85

Komponen dan Klading Bangunan Gedung 0.85

Atap Lengkung 0.85

Cerobong asap, Tangki, dan Struktur yang sama

Segi Empat 0.9

Segi Enam 0.95

Bundar 0.95

Dinding Pejal berdiri bebas dan papan reklame pejal

berdiri bebas dan papan reklame terikat 0.85

Rangka batang menara

Segi tiga, segi empat, persegi panjang 0.85

Penampang lainnya 0.95

Jenis pemanfaatan Kategori risiko

Gedung dan non gedung yang memiliki risiko rendah terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk, antara lain:

Fasilitas pertanian, perkebunan, peternakan, dan perikanan Fasilitas sementara

Gudang penyimpanan

Rumah jaga dan struktur kecil lainnya

Semua gedung dan struktur lain, kecuali yang termasuk dalam kategori risiko I, III, IV, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:

Perumahan

Rumah toko dan rumah kantor Pasar

Gedung perkantoran

Gedung apartemen/rumah susun Pusat perbelanjaan/mall Bangunan industri Fasilitas manufaktur Pabrik I II

Tabel 2.6 Kategori Resiko Bangunan Gedung dan Non Gedung Untuk Beban Gempa (Lanjutan)

Sumber : SNI 1726 (2012:14)

Jenis pemanfaatan Kategori risiko

Gedung dan non gedung yang memiliki risiko tinggi terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:

Bioskop

Gedung pertemuan Stadion

Fasilitas kesehatan yang tidak memiliki unit bedah dan unit gawat darurat Fasilitas penitipan anak

Penjara

Bangunan untuk orang jompo

Gedung dan non gedung, tidak termasuk ke dalam kategori risiko IV, yang memiliki potensi untuk menyebabkan dampak ekonomi yang besar dan/atau gangguan massal terhadap kehidupan masyarakat sehari-hari bila terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:

Pusat pembangkit listrik biasa Fasilitas penanganan air Fasilitas penanganan limbah Pusat telekomunikasi

Gedung dan non gedung yang tidak termasuk dalam kategori risiko IV, (termasuk, tetapi tidak dibatasi untuk fasilitas manufaktur, proses, penanganan, penyimpanan, penggunaan atau tempat pembuangan bahan bakar berbahaya, bahan kimia berbahaya, limbah berbahaya, atau bahan yang mudah meledak) yang mengandung bahan beracun atau peledak di mana jumlah kandungan bahannya melebihi nilai batas yang disyaratkan oleh instansi yang berwenang dan cukup menimbulkan bahaya bagi masyarakat jika terjadi kebocoran. Gedung dan non gedung yang ditunjukkan sebagai fasilitas yang penting, termasuk, tetapi tidak dibatasi untuk:

Bangunan-bangunan monumental Gedung sekolah dan fasilitas pendidikan

Rumah sakit dan fasilitas kesehatan lainnya yang memiliki fasilitas bedah dan unit gawat darurat

Fasilitas pemadam kebakaran, ambulans, dan kantor polisi, serta garasi kendaraan darurat

Tempat perlindungan terhadap gempa bumi, angin badai, dan tempat perlindungan darurat lainnya

Fasilitas kesiapan darurat, komunikasi, pusat operasi dan fasilitas lainnya saat keadaan darurat

Struktur tambahan (termasuk menara telekomunikasi, tangki penyimpanan bahan bakar, menara pendingin, struktur stasiun listrik, tangki air pemadam kebakaran atau struktur rumah atau struktur pendukung air atau material atau peralatan pemadam kebakaran)yang disyaratkan untuk beroperasi pada saat keadaan darurat

Gedung dan non gedung yang dibutuhkan untuk mempertahankan fungsi struktur bangunan lain yang masuk ke dalam kategori risiko IV.

III

Tabel 2.7 Faktor Keutamaan Gempa

Sumber : SNI 1726 (2012:15)

2.1.5.1 Menentukan Percepatan Respons Spektral MCE dari Peta Gempa Pada tahap ini adalah menentukan nilai parameter percepatan spektral desain. pada parameter respons percepatan spektral MCE dari peta untuk periode 1 detik yaitu S1. sedangkan parameter respons percepatan spektral MCE periode 0,2 detik yaitu SS. S1 dan SS merupan dua variable pada peta gempa yang telah dipertimbangkan, seperti dibawah ini:

Gambar 2.1 Ss Gempa Maksimum yang dipertimbangkan risiko tertarget/(MCER), Kelas Situs SB

2.1.5.2 Menentukan Klasifikasi Situs

Menurut SNI 1726 (2013 : 17) dalam pertimbangan kriteria desain seismik gempa pada bangunan gedung pada permukaan tanah atau penentuan amplifikasi pada besaran pada percepatan gempa puncak dari dasar batuan ke wilayah daerah permukaan pada suatu situs, situs tersebut harus diklasifikasiksan terlebih dahulu. Dan tipe kelas pada situs harus ditetapkan yaitu sesuai dengan ketentuan dari Tabel

2.8 dengan pasal-pasal sebagai berikut.

Kategori Risiko Faktor Keutamaan Gempa, Ie

I atau II 1.00

III 1.25

Tabel 2.8 Klasifikasi Situs

Sumber : SNI 1726 (2012:17)

2.1.5.3 Koefisien-Koefisien Situs dan Parameter-Parameter Respons Spektra Percepatan Gempa Maksimum yang Dipertimbangkan Risiko

Tertarget (MCER)

Menurut SNI 1726 (2012 : 21) percepatan gempa MCER untuk pemilihan desain respon spektra di permukaan tanah, diperlukan yaitu suatu faktor amplifikasi

seismic yaitu pada periode 0,2 detik serta periode 1,0 detik. Faktor amplifikasi

antara lain faktor terkait percepatan pada getaran perioda pendek (Fa) dan juga percepatan yang meliputi getaran pada perioda 1,0 detik (Fv). Parameter spektrum respons percepatan pada perioda pendek (SMS) dan perioda 1,0 detik (SM1) yang

disesuaikan dengan pengaruh klasifikasi situs, harus ditentukan dengan Persamaan berikut ini:

𝑆𝑀𝑆 = 𝐹𝑎 𝑆𝑠 ... Persamaan 2.2

𝑆_𝑀1 = 𝐹_𝑣 𝑆₁ ... Persamaan 2.3

Kelas situs vs (m/detik) N atau Noh su (kPa)

SA (batuan keras) >1500 N/A N/A

SB (batuan) 705 sampai 1500 N/A N/A

SC (tanah keras, sangat padat

dan batuan lunak) 350 sampai 750 >50 100

SD (tanah sedang) 175 sampai 350 15 sampai 50 50 sampai 100

<175 <15 <50

• Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H > 7,5 m dengan Indeks Plastisitas PI > 75)

SE (tanah lunak)

SF (tanah khusus, yang

membutuhkan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons spesifik-situs yang mengikuti 6.10.1)

Lapisan lempung lunak/setengah teguh dengan ketebalan H > 35 m dengan su< 50 kPa

Atau setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3 m tanah dengan karakteristik sebagai berikut:

1. Indeks plastisitas, PI > 20, 2. Kadar air, w 40%,

3. Kuat geser niralir su< 25 kPa

Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau lebih dari karakteristik berikut:

• Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti mudah likuifaksi, lempung sangat sensitif, tanah tersementasi lemah

Keterangan:

Fa = yaitu getaran pada periode pendek.

Fv = yaitu getaran yang terjadi pada periode 1,0 detik.

Ss = yaitu parameter respons spektral perioda pendek terpetakan pada percepatan

gempa MCER.

S1 = yaitu parameter respons spektral perioda 1,0 detik terpetakan untuk

percepatan gempa MCER.

Tabel 2.9 Koefisien Situs Fa

Sumber : SNI 1726 (2012:22)

Tabel 2.10 Koefisien Situs FV

Sumber : SNI 1726 (2012:22) Catatan :

(a) Untuk mencari nilai-nilai antara Ss dan S1 maka dilakukan interpolasi linier ;

(b) SS= situs yang nilainya diperlukan investigasi analisis respons situs spesifik dan geoteknik spesifik.

2.1.5.4 Parameter Percepatan Spektral Desain

Menurut SNI 1726 (2012 : 22) yaitu perioda pendek parameter untuk percepatan sepktral desain, SDS dan pada perioda 1 detik, SD1, maka ditentukan

melalui rumus perhitungan sebagai berikut: 𝑆_𝐷𝑆 = 2 3 𝑆𝑀𝑆 ... Persamaan 2.4 Kelas situs SS = 0,25 SS = 0,5 SS = 0,75 SS =1,0 SS = 1,25 SA 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 SB 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 SC 1,2 1,2 1,1 1,0 1,0 SD 1,6 1,4 1,2 1,1 1,0 SE 2,5 1,7 1,2 0,9 0,9 SF

Parameter respons spektral percepatan gempa (MCEr) terpetakan pada periode pendek, T=0,2 detik, Ss

SSb Kelas situs S1 =0,25 S1 = 0,5 S1 = 0,75 S1 =1,0 S1 = 1,25 SA 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 SB 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 SC 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3 SD 2,4 2,0 1,8 1,6 1,5 SE 3,5 3,2 2,8 2,4 2,4 SF

Parameter respons spektral percepatan gempa (MCEr) terpetakan pada perioda 1 detik, S1

𝑆_𝐷1 = 2

3 𝑆𝑀1 ... Persamaan 2.5

Keterangan :

SDS = yaitu parameter spektrum respons untuk percepatan pada perioda pendek.

SD1 = yaitu parameter spektrum respons untuk percepatan pada perioda 1,0 detik. 2.1.5.5 Spektrum Respons Desain

Menurut SNI 1726 (2012 : 23) bila spektrum respons desian diperlukan oleh tata cara ini dan presedur gerak tanah dari spesifik-situs tidak digunakan, maka kurva spektrum respons desain harus dikembangkan dengan mengacu pada Gambar dan mengikuti ketentuan dibawah ini :

1. Spektrum respons percepatan untuk periode yang nilainya lebih kecil dari T0, maka desain, Sa ;

𝑆_𝑎 = 𝑆_𝐷𝑆 (0,4 + 0,6 𝑇

𝑇0) ... Persamaan 2.6

2. spektrun respons percepatan desain, Sa, sama dengan SDS Untuk periode lebih

kecil atau sama dengan nilai TS dan lebih besar atau sama dengan nilai T0 ;

3. Untuk periode lebih besar dari TS, spektrum respons percepatan desain, Sa,

diambil berdasarkan persamaan ; 𝑆_𝑎 = 𝑆𝐷1

𝑇 ... Persamaan 2.7

Keterangan :

SDS = yaitu parameter spektrum respons untuk percepatan pada perioda pendek.

SD1 = yaitu parameter spektrum respons untuk percepatan pada perioda 1,0

detik.

T = Periode getar struktur yang fundamental. T0 = 0,2 𝑆𝐷1

𝑆𝐷𝑠

TS = 𝑆𝐷1 𝑆𝐷𝑠

Gambar 2.2 Spektrum Respon Desain 2.1.5.6 Kategori Desain Seismik

Dalam perencanaan struktur harus ditetapkan memiliki suatu kategori desain seismik, semua struktur harus ditetapkan kategori desain seismiknya berdasarkan kategori resiko dan parameter respons spectral percepatan desainnya SDS dan SD1.

Kategori Desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan Pada perioda pendek dan perioda 1 detik di batasi dengan tabel dibawah ini.

Tabel 2.11 Kategori Desain Seismik berdasarkan Parameter Respons Percepatan Pada Perioda Pendek

Sumber : SNI 1726 (2012:24)

Tabel 2.12 Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respons Percepatan Pada Perioda 1 Detik

Sumber : SNI 1726 (2012:25)

2.1.5.7 Kombinasi Sistem Perangkai dalam Arah yang Berbeda

Menurut SNI 1726 (2012 : 34) pada arah kedua sumbu ortogonal struktur untuk menahan gaya gempa di masing-masing maka sistem penahan-gaya gempa

yang berbeda dizinkan untuk digunakan. Bila sistem yang digunakan berbeda, maka masing - masing nilai R, Cd, dan ΩD harus dipakai pada setiap sistem, termasuk

untuk batasan sistem struktur yang dimuat dalam Tabel 2.13.

Tabel 2.13 Faktor R, 0, dan Cd Untuk Sistem Penahan Gaya Gempa

Sumber : SNI 1726 (2012:36)

2.1.5.8 Perioda Fundamental Pendekatan

Menurut SNI 1726 (2012 : 55) (Ta)pada pendekatan periode fundamentalya,

dalam detik, semua nilai harus ditentukan dengan persamaan sebagai berikut : 𝑇𝑎 = 𝐶𝑡 ℎ𝑛𝑥 ... Persamaan 2.8

Keterangan :

hn = Ketinggian struktur, dalam (m), di atas sampai tingkat tertinggi struktur,

Tabel 2.14 Tabel Nilai parameter perioda pendekatan Ct dan X

Sumber : SNI 1726 (2012:56)

pendekatan (Ta) dalam detik diizinkan untuk menentukan perioda fundamental Sebagai alternatifnya, pada persamaan berikut untuk struktur dengan sistem penahan gaya gempa teridiri atas rangka penahan momen beton atau baja secara keseluruhan dan tinggi tingkatnya paling sedikit 3m dan juga ketinggian yang tidak lebih dari 12 tingkat dimana:

𝑇𝑎 = 0,1𝑁 ... Persamaan 2.9 Keterangan :

N = Jumlah tingkat

2.1.5.9 Geser Dasar Seismik

Menurut SNI 1726 (2012 : 54), dalam arah yang telah ditetapkan maka gaya geser dasar seismik V, harus ditentukan dengan persamaan berikut :

𝑉 = 𝐶𝑠 𝑊 ... Persamaan 2.10

Keterangan :

Cs = perhitungan koefisien respons seismik untuk menentukan koefisien respons seismik.

W = yaitu berat efektif seismik.

2.1.5.10 Perhitungan Koefisien Respons Seismik.

Menurut SNI 1726 (2012 : 54) Cs yaitu koefisien respon seismik, maka

persamaanya harus ditentukan sebagai berikut : 𝐶_𝑠 = 𝑆𝐷𝑠

(𝑅

𝐼𝑒)

... Persamaan 2.11 Keterangan :

SDS = Parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

R = yaitu faktor untuk modifikasi respons Ie = yaitu faktor untuk keutamaan gempa

Nilai Cs yang telah dihitung menggunakan persamaan diatas, maka nilainya

tidak perlu melebihi dengan persamaan berikut ini : 𝐶𝑠 = 𝑆𝐷1 𝑇(𝑅 𝐼𝑒) ... Persamaan 2.12 Keterangan :

Cs tidak boleh kurang dari :

𝐶𝑠 = 0,044SDSIe ≥ 0,01 ... Persamaan 2.13

Pada struktur yang berlokasi di daerah dimana S1 nilainya sama atau lebih

besar dari 0,6g, sebagai tambahan, maka nilai Cs harus tidak kurang dari : 𝐶_𝑠 = 0,5 𝑆1

(𝑅

𝐼𝑒)

... Persamaan 2.14 Keterangan :

SD1 = yaitu nilai parameter spektrum respons percepatan desain untuk perioda sebesar 1,0 detik

T = Perioda struktur bersifat fundamental (detik)

S1 = yaitu parameter yang telah dipetakan untuk percepatan spektrum respons yang maksimum.

2.1.5.11 Distribusi Vertikal Gaya Gempa

Menurut SNI 1726 (2012 : 57) gaya gempa lateral yang timbul disemua tingkat Fx (Kn) maka ditentukan dari persamaan berikut:

𝐹𝑥 = 𝐶vx 𝑉 ... Persamaan 2.15 dan 𝐶_𝑣𝑥 = 𝑊𝑥ℎ𝑥𝑘 ∑𝑛𝑖=1𝑊𝑥ℎ𝑥𝑘 ... Persamaan 2.16 Keterangan :

Cvx = yaitu faktor distribusi vertical.

V = yaitu gaya lateral geser atau desain di dasar daerah struktur (kN). wi dan wx = Bagian berat total efektif seismic pada struktur (W) yang

ditempatkan pada struktur tingkat i atau x.

k = yaitu nilai eksponen yang terkait dengan perioda struktur sebagai berikut : Untuk struktur yang memiliki nilai perioda sebesar 0,5 detik atau kurang, k = 1 ; Untuk struktur yang memiliki nilai perioda sebesar 2,5 detik atau lebih, k = 2; Untuk struktur yang memiliki nilai perioda antara 0,5 hingga 2,5 detik, k harus Sebesar 2 atau lebih maka nilainya ditentukan dengan interpolasi linear antara 1 dan 2.

2.1.5.12 Beban Kombinasi Terfaktor

perhitungan pembebanan yang telah dikombinasikan dan dimasukkan ke dalam program pendukung serta telah dikombinasi dengan beban sesuai peraturan SNI-03-1726-2012. yaitu kuat rencananya sama atau melebihi pengaruh beban-beban terfaktor dengan kombinasi-kombinasi dengan elemen-elemen pondasi dan Komponen elemen struktur harus dirancang sedemikian rupa, metode kombinasi diatur dalam tabel 2.15.

Tabel 2.15 Kombinasi Beban untuk Metode Ultimit

Sumber : SNI 1726 (2012 :15)

Menurut SNI 1726 (2012 : 51) arah yang akan menghasilkan pengaruh beban paling kritis merupakan arah untuk penerapan gempa yang digunakan dalam desain suatu struktur. Prosedur pada pembebanan yang telah ditetapkan struktur juga harus dianalisis secara terpisah semua dalam dua arah ortogonal. Pengaruh beban paling kritis akibat arah penerapan gaya gempa pada struktur dianggap terpenuhi jika kombinasi beban-beban yang diterapkan komponen dipikul pondasinya yang telah didesain untuk beban dengan: 100% gaya untuk satu arah ditambah 30% gaya untuk tegak lurus.

2.2 Struktur Komposit

Struktur komposit adalah struktur yang terdiri dari dua material atau lebih namun memilik sifat bahan yang dalam penerapannya yaitu menggabungkan kedua

elemen tersebut menjadi satu kesatuan untuk menghasilkan elemen struktur yang lebih baik dari elemen struktur sebelumnya.

Baja dan beton merupakan dua sifat bahan yang sering ditemukan dalam pembanguanan suatu struktur konstruksi, baja memiliki keunggulan dalam perilaku Tarik ketika menerima suatu beban namun sangat rentan sekali ketika menerima tekan yang menyebabkan tekuk, sedangkan beton yaitu mempunyai perilaku sebaliknya yaitu mudah hancur dalam perilaku tariknya, namun memiliki keunggulan dalam perilaku tekan dalam menerima beban.

Struktur komposit merupakan kombinasi beton dan balok baja merupakan struktur yang memanfaatkan keunggulan dari beton dan baja yang bekerja sebagai satu kesatuan bersama - sama. Kelebihan itu merupakan baja yang kuat terhadap tarik dan beton kuat terhadap tekan. konstruksi pelat beton yang di tumpu balok baja sebelumnya di desain dengan cara cor di tempat, jika sebelumnya didesain dengan mengnasumsikan bahwa pelat beton dan baja dalam menahan beban bekerja yaitu dengan terpisah. Pada pelat beton dan baja yang bekerja bersama-sama untuk pengaruh kompositnya tidak diperhitungkan. Pengabaian ini ddasarkan atas asumsi bahwa ikatan yang terjadi pada pelat beton di bagian atas balok baja tidak dapat diandalkan. Tapi dengan kemajuan pada teknologi penggunaan las, penggunaan sambungan geser yang bersifat mekanis menjadi mudah untuk menahan gaya geser horisontal. (Widiarsa & Seskarta, 2007).

Umumnya struktur komposit berupa:

1. Kolom baja yang telah dibungkus beton ataupun balok untuk baja terbungkus beton (Gambar 2.3.a/d).

2. Kolom baja tang telah dibungkus beton atau tiang pancang (Gambar 2.3.b/c). 3. Balok bermaterial baja yang menahan komponen slab beton (Gambar 2.3.e).

Gambar 2.3 Macam – Macam Struktur Komposit 2.3 Dek Baja Gelombang

Perkembangan struktur komposit dimulai dengan digunakannya dek baja gelombang, selain berfungsi sebagai bekisting saat pelat beton dicetak, juga berfungsi sebagai tulangan positif bagi pelat beton. Penggunaan dek baja juga dapat dipertimbangkan sebagai dukungan dalam arah lateral dari balok sebelum beton mulai mengeras. Arah dari gelombang dek baja biasanya diletakkan tegak lurus dengan balok penopangnya.

Persyaratan dek baja gelombang dan penghubung gesernya untuk digunakan dalam komponen struktur komposit diatur dalam pasal I3.2c SNI 1729:2015. Dalam pasal ini diisyaratkan:

1. Tinggi maksimum dek baja, hr ≤ 75 mm, lebar rata-rata minimum dari dek gelombang, wr > 50 mm tetapi tidak boleh diambil dalam perhitungan sebagai lebih dari lebar bersih minimum di dekat bagian paling atas dari dek baja 2. Pelat beton harus disambungkan ke balok baja dengan angkur steel headed

stud di las baik pada dek atau penampang melintang baja. Diameter stud

maksimum 19 mm.

3. Tebal pelat di atas dek baja tidak boleh kurang dari 50 mm.

4. Dek baja harus diangkurkan ke semua komponen struktur pendukung pada spasi tidak lebih dari 460 mm.

Dalam perencanaan pelat atap yang menggunakan floor deck, tulangan positif digantikan peranannya dengan floor deck. Besarnya nilai momen kapasitas floor

deck dapat dihitung dengan rumus:

𝑀𝑛 = 𝐴𝑠 . 𝑓𝑦 . (𝑑_𝑒𝑓𝑓− 𝑎

2) ... Persamaan 2.17

dengan 𝑎 = 𝐴𝑠 .𝑓𝑦

0,85 .𝑓𝑐 .𝑏 ... Persamaan 2.18

Dalam perencanaan tulangan lapis atas terlebih dahulu perlu ditentukan rasio tulangan maksimum dan minimum.

𝜌𝑏 = 0,85 . 𝛽1 . 𝑓𝑐′ 𝑓𝑦 . ( 600 600+ 𝑓𝑦) ... Persamaan 2.19 dengan 𝜌_{𝑚𝑎𝑘𝑠} = 0,75 . 𝜌𝑏 ... Persamaan 2.20 𝜌_𝑚𝑖𝑛 = 1,4 𝑓𝑦 ... Persamaan 2.21

Nilai As pakai dari tabel A-5 Struktur Beton Bertulang Istimawan Dipohusodo didapat dari

𝐴𝑠 𝑝𝑒𝑟𝑙𝑢 = 𝜌 𝑥 𝑏 𝑥 𝑑 ... Persamaan 2.22 dengan 𝜌 = 0,85𝑥𝑓𝑐′𝑥𝛽1 𝑓𝑦 𝑥 [1 − √1 − 2 𝑥 𝑅𝑛 0,85𝑥𝑓𝑐′] ... Persamaan 2.23 𝑅_𝑛 = 𝑀𝑢 𝜙.𝑏.𝑑2 ... Persamaan 2.24 𝑀𝑛 = 𝑀𝑢 Ø ... Persamaan 2.25

Tabel 2.16 Luas penampang tulangan baja per meter panjang pelat

Diameter batang (mm) Luas Penampang (mm2) Jarak Spasi p.k.p (mm) 50 100 150 200 250 300 350 400 450 6 565,5 282,7 188,5 141,4 113,1 94,2 80,8 70,7 62,8 8 1005,3 502,7 335,1 251,3 201,1 167,6 143,6 125,7 111,7 9 1272,3 636,2 424,1 318,1 254,5 212,1 181,8 159,0 141,4 10 1570,8 785,4 523,6 392,7 314,2 261,8 224,4 196,3 174,5 12 2261,9 1131,0 754,0 565,5 452,4 377,0 323,1 282,7 251,3 13 2654,6 1327,3 884,9 663,7 530,9 442,4 379,2 331,8 295,0 14 3078,8 1539,4 1026,3 769,7 615,8 513,1 439,8 384,8 342,1

16 4021,2 2010,6 1340,4 1005,3 804,2 670,2 574,5 502,7 446,8 18 5089,4 2544,7 1696,5 1272,3 1017,9 848,2 727,1 636,2 565,5 19 5670,6 2835,3 1890,2 1417,6 1134,1 945,1 810,1 708,8 630,1 20 6283,2 3141,6 2094,4 1570,8 1256,6 1047,2 897,6 785,4 698,1 22 3801,3 2534,2 1900,7 1520,5 1267,1 1086,1 950,3 844,7 25 4908,7 3272,5 2454,4 1963,5 1636,2 1402,5 1227,2 1090,8 28 6157,5 4105,0 3078,8 2463,0 2052,5 1759,3 1539,4 1368,3 29 6605,2 4403,5 3302,6 2642,1 2201,7 1887,2 1651,3 1467,8 32 8042,5 5361,7 4021,2 3217,0 2680,8 2297,9 2010,6 1787,2 36 6785,8 5089,4 4071,5 3392,9 2908,2 2544,7 2261,9 40 8377,6 6283,2 5026,5 4188,8 3590,4 3141,6 2792,5 50 13090,0 9817,5 7854,0 6545,0 5610,0 4908,7 4363,3

Sumber: Struktur beton bertulang Istimawan Dipohusodo (1993:459)

Kontrol lendutan diambil pada pelat yang mempunyai bentang dan nilai momen yang terbesar tetapi sebelum melakukan kontrol lendutan dilakukan pemeriksaan tinggi minimum sesuai dengan tabel 9.5 (a) SNI 2847:2013.

Tabel 2.17 Tebal minimum balok non-prategang atau pelat satu arah bila lendutan tidak dihitung

Sumber: SNI 2847 (2013:70)

Lendutan yang dihitung berdasarkan tabel di atas tidak boleh melebihi batasan berikut Tertumpu sederhana Satu ujung menerus Kedua unjung menerus Kantilever

Pelat masif satu-arah l/20 l/24 l/28 l/10

Balok atau pelat rusuk satu-arah l/16 l/18,5 l/21 l/8

Tebal minimum, h

Komponen struktur tidak menumpu atau tidak dihubungkan dengan partisi atau konstruksi lainnya yang mungkin rusak oleh lendutan yang besar Komponen struktur

Tabel 2.18 Lendutan izin maksimum yang dihitung

Sumber: SNI 2847 (2013:71)

2.4 Sistem Struktur Komposit Balok dan Pelat lantai

Sistem pada lantai beton bertulang yang bertumpu pada balok baja profil I , biasanya berperilaku sebagai sistem plat satu arah. Jarak antar as ke as balok saling berjajar dan digunakan sebagai tumpuan pada pelat tersebut.

Pada kasus balok komposit jenis gaya yang dipikul agar kedua material (baja dan beton) yaitu gaya geser, dan untuk mengatasi gaya geser biasa terjadi pada pelat beton yang berada diatas profil baja, maka digunakan shear connector atau shear

stud dan biasa juga disebut steel anchor, jika tidak diberikan shear connector maka

akan menyebabkan pergerseran (Δ) secara lateral dan mengakibatkan pelat beton dan profil baja bekerja menjadi satu kesatuan, sehingga tidak bekerja lagi sebagai balok komposit.

Gambar 2.4 perilaku pelat beton diatas profil baja balok

Jenis komponen struktur Lendutan yang diperhitungkan Batas Lendutan

Atap datar yang tidak menumpu atau tidak disatukan dengan komponen nonstruktural yang mungkin akan rusak oleh lendutan yang besar

Lendutan seketika akibat beban

hidup L l/180*

Lantai yang tidak menumpu atau tidak disatukan dengan komponen nonstruktural yang mungkin akan rusak oleh lendutan yang besar

Lendutan seketika akibat beban

hidup L l/360

Jenis komponen struktur Lendutan yang diperhitungkan Batas Lendutan

Konstruksi atap atau lantai yang menumpu atau disatukan dengan komponen nonstruktural atau mungkin akan rusak oleh lendutan yang besar

l/480 Konstruksi atap atau lantai yang menumpu atau

disatukan dengan komponen nonstruktural yang mungkin tidak akan rusak oleh lendutan yang besar

l/240 Bagian dari lendutan total yang

terjadi setelah pemasangan komponen nonstruktural (jumlah dari lendutan jangka panjang, akibat semua beban tetap yang bekerja, dan lendutan seketika, akibat penambahan beban hidup)

Kuat geser nominal shear stud tunggal, Qn yang dihubungkan pada pelat beton

atau pelat beton komposit yang menggunakan dek baja, dapat dihitung kekuatannya menggunakan rumus yaitu sebagai berikut.

𝑄_𝑛 = 0,5𝐴_𝑠𝑎√𝑓_𝑐′𝐸_𝑐 ≤ 𝑅_𝑔𝑅_𝑝𝐴_𝑠𝑎𝐹_𝑢 ... Persamaan 2.26 Keterangan :

Asa = Luas pada penampang shear stud (mm2).

Ec = Modulus elastisitas pada beton 0,043 𝑤_𝑐1,5√𝑓_𝑐′ atau 4700 √𝑓_𝑐′ (MPa)

Untuk beton normal.

Fu = Kuat Tarik minimum pada shear stud (MPa).

Rg, Rp = yaitu adalah parameter yang digunakan dengan memasukkan pengaruh

pelat beton komposit dengan dek baja.

Tabel 2.19 Kondisi menentukan Rg dan Rp

Sumber : AISC 360-10 (2010:98) Keterangan :

Wr = lebar rusuk (rib) Hr = tinggi rusuk

** = Shear Stud tunggal

+ _{= Jika e}

Gambar 2.5 pengaruh orientasi rusuk dek baja tegak lurus profil balok (AISC 2010) Untuk memperkirakan kuat geser dari shear-stud di dasarkan oleh riset empiris, tingkat akurasinya tergantung kesamaan detail rencana dengan detail sampel uji empiris yang menjadi rujukan, jadi untuk pelat beton komposit dan dek baja, maka penempatan shear stud harus sesuai dan memenuhi ketentuan sesuai gambar dibawah ini.

Pada pemasangan shear stud dengan profil balok yang menggunakan dek baja, pertama membuat lubang atau dapat dilas diatasnya, namun apabila tebalnya t ≥ 1,5 mm (lapis tunggal) atau 1,2 mm (lapis ganda) maka cara pemasangan dek baja mengikuti ketentuan atau ketetapan dari pabrik.

Syarat dek baja yaitu harus disambung pada profil baja maksimum setiap 450 mm (AISC 2010). Sambungan dapat menggunakan shear-stud atau dapat ditambah las titik (spot weld).

Menurut ketentuan AISC 2010 pasal I3.2d.(1) seluruh kekuatan gaya geser horisontak yang terjadi pada interface profil baja dan pada pelat berton, keseluruhan dianggap dipikul oleh angkur baja : c-channel atau stud.

Pada penampang plastis pada balok komposit. Jumlah stud yang dihitung dengan rumus.

𝑁 = 𝑉’/𝑄𝑛 ... Persamaan 2.27

Keterangan :

V’ = Yaitu gaya geser nominal.

Qn = yaitu kuat geser nominal stud tunggal.

Gambar 2.7 aliran geser shear-stud balok sederhana

Untuk balok sederhana perlu dua kali dari hasil jumlah perhitungan dari persamaan di atas agar terpasang secara lengkap, dari kiri sampai tengah pada bentang dan lanjut pada tumpuan bagian kanan.

Jika shear-stud yang dibutuhkan cukup banyak, maka harus dipasang sedemekian rupa agar jarak antara stud yang terpasang tidak kuran dari 6d. dan bila mungkin dibutuhkan dapat dibuat staggering sebagai berikut.

Gambar 2.8 ketentuan pemasangan jarak antar shear-stud 2.4.1 Perencanaan Lentur Balok Komposit

Untuk perencanaannya yang bersifat konservatif, perilaku dari reaksi komposit yaitu hanya terjadi pada balok yang hanya mengalami momen positif, pada balok menerus ada juga bagian yang mengalami momen negatif, sehingga pelat beton bagian atas mengalami tarik, sedangkan bagian tekat dialami pada bagian bawah profil baja I, maka untuk perencanaan efek dari balok komposit tidak di perhitungkan, dan hanya dianggap sebagai balok biasa.

Karena permasalah stabilitas, analisa momen pada balok komposit relatif lebih sederhana, bagian sayap yang terhubung atau menyatu dengan pelat beton, membuat permasalahan tekuk torsi dan lokal terabaikan, hanya pelat badan yang perlu ditinjau kembali pada stabilitas.

Pelat badan berklasifikasi kompak ℎ

𝑡_𝑤

⁄ ≤ 3,76 √_𝑓𝐸

𝑦 ... Persamaan 2.28

Pada pelat badan yang terklasifikasi kompak, tidak meninjau stabilitas, yaitu tekuk local dan tekuk lateral, profil pada baja yang dibebani hingga kondisi plastis. Maka kapasitas pada lentur yaitu Mn dihitung berdasarkan momen plastisnya.

ℎ 𝑡_𝑤

⁄ > 3,76 √_𝑓𝐸

𝑦 ... Persamaan 2.29

Pada pelat badan yang terklasifikasi kompak atau langsing, yaitu meninjau stabilitas, yaitu ketika dibebani sebelum mencapai keadaan plastis, akan mengalami kegagalan pada stabilitas, yaitu terjadi tekuk lokal, dan cara mengatasinya mengasumsikan balok dalam kondisi elastis saja.

2.4.2 Lebar Efektif Balok Komposit

Konsep lebar efektif sangat berguna dalam proses desain, terutama ketika proses desain harus dilakukan terhadap suatu elemen yang mengalami distribusi tegangan yang tidak seragam. Besarnya lebar efektif dari suatu komponen struktur komposit dapat ditentukan sebagai berikut:

Gambar 2.9 Lebar efektif balok komposit

Sesuai dengan pasal I3.1a SNI 1729:2015, menyatakan bahwa lebar efektif pelat beton harus diambil dari jumlah lebar efektif untuk setiap sisi sumbu balok, masing-masing yang tidak melebihi:

1. Seperdelapan dari bentang balok, pusat-ke-pusat tumpuan 2. Setengah jarak ke sumbu dari balok yang berdekatan 3. Jarak ke tepi dari pelat

𝑏_𝑒 ≤ 𝐿

4 𝑥 𝐿 ... Persamaan 2.30

2.4.3 Gaya Geser Balok Komposit

Untuk gaya geser pada balok komposit yaitu sama saja sifatnya dengan balok biasa, hal ini dikarenakan kuat gesernya hanya ditentukan oleh profil baja itu sendiri yakni pelat badan dari balok tersebut, dan tidak terpengaruh oleh pelat beton, begitu pula shear-stud tidak memengaruhi apa-apa dan hanya sebagai penyatu antara pelat beton dan balok baja.

Menurut SNI 1729 (2015:75) desain kekuatan dari nilai geser ditentukan dengan persamaan dibawah ini

𝑉𝑛 = 0,6 𝐹𝑦 𝐴𝑤 𝐶𝑣 ... Persamaan 2.32

Keterangan:

Fy = yaitu nilai dari tegangan leleh minimum yang telah disyaratkan Ksi (N-mm2₎

Aw = yaitu luas dari badan, dengan tinggi keseluruhan dikalikan dengan ketebalan pada badan, dtw, In2 _(mm2₎

Cv = 1,0

2.4.4 Penampang Plastis Balok Komposit

Momen plastis terjadi jika pelat badan pada profil baja komposit memenuhi persamaan

ℎ 𝑡_𝑤

⁄ ≤ 3,76 √_𝑓𝐸

𝑦 ... Persamaan 2.33

Atau terklasifikasi kompak, dengan asumsi bahwa penampang balok komposit dalam kondisi plastis, yaitu terjadi ketika tegangan pada seluruh penampang mengalami leleh atau Fy baik pada daerah tegangan tarik maupun tekan.

Pada saat terjadi Tarik maka kekuatannya diabaikan. Untuk beton yang mengalami tekan, kondisi plastis ekivalen jika seluruh penampang terjadi tegangan yang bersifat merata 0,85fc’

Pada perhitungan luas penampang beton yang mengalami tekan, dan digunakan pada pelat komposit dengan dek baja, maka penempatannya pada arah rusuk, akan menentukan luas efektif yang dapat digunakan. Untuk arah rusuk tegak lurus balok (lihat gambar 2.10), yang efektif hanya beton diatas elevasi rusuk dan

dapat diperhitungkan, sedangkan yang bagian dalam rusuk tidak bekerja maka diperlukan kuat geser shear-stud.

Gambar 2.10 komponen – komponen balok komposit

Momen plastis yang terjadi pada balok komposit sangat dipengaruhi oleh kekuatan geser yang dipikul oleh shear-stud. Jika ternyata tidak dapat ditahan, maka momen plastis tidak akan tercapai, maka dengan itu gaya geser nominal V’ antara profil baja dan pelat baja dan pelat beton yang ditahan oleh shear-stud yang bereaksi pada titik-titik momen positif maksimum, sampai dengan titik momen nol. Besarnya nilai V’ tergantung dari tiga kondisi batas

Nilai V’ untuk beton pecah 𝑉′_{= 0,85 𝑓}

𝑐′𝐴𝑐 ... Persamaan 2.34

Nilai V’ untuk profil baja mencapai leleh Tarik

𝑉′= 𝑓_𝑦𝐴_𝑠 ... Persamaan 2.35 Nilai V’ untuk kuat geser total shear-stud

𝑉′= ∑ 𝑄𝑛 ... Persamaan 2.36

Keterangan :

Ac = yaitu luasan pada pelat beton yang berada diantara lebar efektif pada pelat As = yaitu luasan pada profil baja I

ƩQn = jumlah besarnya nilai kuat geser nominal pada shear-stud pada balok

komposit yang terpasang antara titik momen maksimum sampai titik momen nol (agar terjadi efek komposit penuh), nilainya tidak boleh yang terkecil. Besarnya gaya geser V’ dari profil baja atau beton pecah yang mengalami leleh sama seperti pada resultan gaya tekan serta tarik besarnya nilai gaya geser sebagai berikut.

Resultan gaya tekan maksimum yang terjadi yaitu :

𝐶 = 0,85 𝑓𝑐′𝐴𝑐 ... Persamaan 2.37

Resultan Gaya Tarik minimum yang terjadi yaitu ;

𝑇 = 𝑓_𝑦𝐴_𝑠 ... Persamaan 2.38 Dalam menghitung momen plastis balok komposit, ada tiga macam kondisi distribusi tegangan plastis, yang nilainya tergantung pada resultan gaya tarik dan tekan dan menghasilkan sumbu netral plastis yang berbeda-beda.

Case-a : Jika T ≤ C maka sumbu netral plastis berada dalam plat beton

Gambar 2.11 distribusi tegangan plastis – case a

Yaitu pada kondisi ini, merupakan kondisi paling ideal bagi penampang balok komposit, dan sering dijumpai di lapangan, momen positif pada lentur sehingga kondisi leleh dialami baja terlebih dahulu dikarenakan volume beton yang relatife lebih besar, sehingga kopel gaya tarik yang menentukan 𝑇 = 𝑇 ∗ dan 𝐶 = 𝑇 ∗.

Tinggi blok yang terjadi pada pelat beton yang mengalami tegangan tekan yaitu a dapat dihitung besar nilainya dengan persamaan sebagai berikut:

𝑎 = 𝑓𝑦𝐴𝑠

0,85𝑓𝑐′.𝑏𝑒 ... Persamaan 2.39

Dan asumsi dinyatakan terbukti jika 𝑎 < 𝑡𝑐yaitu jika memakai dek baja, dan 𝑎 < 𝑡 dengan menggunakan pelat yang solid. Yc adalah jarak pada tepi atas profil baja I ke bagian atas pada pelat beton, sedangkan Y2 adalah jarak dari tepi atas profil baja I ke resultan gaya pelat beton yang dicari, maka :

Nilai Yc untuk pelat beton solid

𝑌_𝑐 = 𝑡 ... Persamaan 2.40 Nilai Yc untuk pelat komposit dengan dek-baja)

𝑌𝑐 = ℎ𝑟+ 𝑡𝑐 ... Persamaan 2.41

Nilai Yc untuk pelat solid haunch / Penebalan)

𝑌𝑐 = ℎℎ + 𝑡 ... Persamaan 2.42

Nilai untuk Y2

𝑌₂ = 𝑌_𝑐 − 1

2𝑎 ... Persamaan 2.43

Keterangan:

t = yaitu tebal pelat beton solid (tanpa dek baja).

hr = yaitu adalah tinggi rusuk pada pelat komposit dengan dek baja.

tc = yaitu adalah tebal pelat beton di atas elevasi rusuk pada pelat komposit dengan dek baja.

hh = yaitu tinggi haunch atau penebalan diatas profil balok.

maka dapat ditemukan persamaan kapasitas dari momen plastis pada penampang balok ko,posit case-a sebagai berikut:

𝑀𝑛 = 𝑀𝑝 = 𝑓𝑦𝐴𝑠+ 1

2𝑑 ... Persamaan 2.44 Case-b : Jika T > C maka sumbu netral plastis berada di baja, yaitu pada pelat sayap

Gambar 2.12 distribusi tegangan plastis – case b

Kondisi pada case-b ini terjadi ketika luasan pada plat beton yang relative lebih kecil dari kopel Tarik profil baja, maka sebab itu ketika terjadi momen positif maka profil baja tersebut akan mengalami desak, dan hal ini sangat dapat terjadi jika 𝑡_𝑓 > 𝑦 > 0.

Dan dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:

𝑇 = 𝑓_𝑦𝐴_𝑠 ... Persamaan 2.45

𝐶 = 0,85 𝑓𝑐′𝑏𝑒𝑡 ... Persamaan 2.46

𝑦 = 𝑇−𝐶

𝑏𝑓.𝐹𝑦 ≤ 𝑡𝑓 ... Persamaan 2.47

Jika persyaratan dari persamaan di atas terpenuhi maka kuat lentur dari penampang komposit dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:

𝐶𝑠𝑚 = 2𝐹𝑦𝑦 ... Persamaan 2.48 𝑀𝑛 = 𝑀𝑝 = 𝐶 (𝑌2+ 1 2𝑑) + 𝐶𝑠𝑚 (𝑑 − 𝑦) 1 2 ... Persamaan 2.49 Case-c : Jika T > C maka sumbu netral plastis berada di baja, yaitu pada pelat badan

Pelat beton dengan kondisi luasannya yang terjadi nilainya relatif lebih kecil dibandingkan luasan pada profil baja. Untuk terjadinya keseimbangan gaya, akibatnya masih mengalami gaya tekan pada bagian pelat badan profil baja. Dan kondisi ini yaitu terjadi jika nilai pada 𝑻 − 𝑪 – 𝑪_𝒔𝒇 > 𝟎 adapun persamaan – persamaannya dapat dihitung dengan persamaan di bawah ini:

𝑇 = 𝑓_𝑦𝐴_𝑠 ... Persamaan 2.50 𝐶 = 0,85 𝑓_𝑐′_𝑏 𝑒𝑡 ... Persamaan 2.51 𝐶_𝑠𝑓 = 𝑏_𝑓𝑡_𝑓2𝐹_𝑦 ... Persamaan 2.52 𝑦 = 𝑇−𝐶−𝐶𝑠𝑓 𝑏𝑓.𝐹𝑦 ... Persamaan 2.53 𝐶_𝑠𝑤 = 𝑡_𝑤. 𝑦 . 2𝐹_𝑦 ... Persamaan 2.54 𝑦_𝑓 = 1 2 (𝑑 − 𝑡𝑓) ... Persamaan 2.55 𝑦𝑤 = 1 2 (𝑑 + 𝑦) − 𝑡𝑓 ... Persamaan 2.56

Selanjutnya untuk menentukan kapasitas momen plastisnya ditentukan sebagai berikut.

𝑀_𝑛 = 𝑀_𝑝 = 𝐶 (𝑌₂+ 1

2 𝑑) + 𝐶𝑠𝑓𝑦𝑓+ 𝐶𝑠𝑤𝑦𝑤 ... Persamaan 2.57 2.4.5 Penampang Elastis Balok Komposit

Untuk analisa elastis penampang komposit untuk menghitung lendutan dan kekuatan pada balok komposit dengan pelat badan relatif lebih langsing harus memenuhi kriteria dengan persamaan.

ℎ 𝑡_𝑤

⁄ > 3,76 √_𝑓𝐸

𝑦 ... Persamaan 2.58

Untuk mempelajari perilaku elastis dari balok penampang komposit, maka ditinjau balok dengan sisi atas pelat beton yang menyatu (tersedia shear connector baja dibawahnya, maka lihat gambar dibawah ini.

Gambar 2.14 perilaku tegangan-regangan elastis penampang komposit

Akibat momen positif, sisi atas tekan dan bawah tarik, ini merupakan karakteristik dari balok lentur gambar 2.14 (a) untuk kondisi tegangan pada bahan yang tergambar linier pada umumnya. Hanya saja slopenya berbeda antara bagian penampang dengan material beton berada di atas, dan penampang baja di bagian bawahnya, yaitu dapat dilihat pada gambar 2.14 (b).

Jika regangan sama, namun tegangan yang ditunjukan oleh slope berbeda, maka hal itu diakibatkan oleh modulus elastisitas kedua bahan yang bebeda, dapat ditujukan pada persamaan di bawah ini

𝜎 = 𝜀𝐸. ... Persamaan 2.59 Jika dapat dibuat transformasi penampang sehingga modulus elastisitasnya setara, maka kondisi tegangan yang berbeda menjadi tidak ada atau diabaikan, dan juga slope pada tegangan, dikerjakan seperti penampang utuh biasa. Dengan menggunaka cara n atau rasio modular, atau disebut juga penampang elastis transformasi dengan persamaan sebagai berikut.

𝑛 = 𝐸𝑠

𝐸𝑐=

200000

0,043𝑤𝑐1,5 √𝑓𝑐′ ... Persamaan 2.60

Untuk material beton yang berat normalnya (wc) berkisar diantara 1440 ~ 2560 kg/m3 _{maka persamaan yaitu sebagai berikut:}

𝑛 = 𝐸𝑠 𝐸𝑐= 200000 4700 √𝑓𝑐′= 42,6 √𝑓𝑐′ ... Persamaan 2.61

Dari gambar 2.14 dapat dimuat dengan persamaan sebagai berikut:

𝜀_𝑠 = 𝜀_𝑐 ... Persamaan 2.62 Atau

𝑓𝑠 𝐸𝑠= 𝑓𝑐′ 𝐸𝑐 ... Persamaan 2.63 𝑓𝑠 = 𝐸𝑠 𝐸𝑐 𝑓𝑐′ ... Persamaan 2.64 Atau 𝑓_𝑠 = 𝑛𝑓_𝑐′ ... Persamaan 2.65 Dari persamaan diatas maka dapat di deskripsikan yaitu n kali unit pada luasan beton yang diperlukan untuk memikul gaya yang sama seperti beban yang dipikul oleh satuan dari unit luasan baja. Untuk memikul gaya yang sama pada beton, maka luasan pada beton dibagi dengan n, maka mengganti Ac dengan Ac/n, maka

menghasilkan luasan penampang yang bertransformasi, untuk balok komposit, maka hanya dibagi dengan be saja.

Gambar 2.15 konversi menjadi balok biasa

Tegangan pada sisi atas dan sisi bawah profil baja persamaannya dapat diuraikan sebagai berikut

𝑓_𝑠𝑡 =𝑀𝑦𝑡

𝐼𝑡𝑟 ... Persamaan 2.66

𝑓_𝑠𝑏 = 𝑀𝑦𝑏

𝐼𝑡𝑟 ... Persamaan 2.67

Pada penampang beton tegangan maksimumnya 𝑓𝑐 =

𝑀𝑦

𝐼𝑡𝑟 ... Persamaan 2.68

Dalam mencari titik berat penampang komposit, yaitu penampang dibagi menjadi segmen – segmen sederhana, dihitung statis momennya terhadap acuan, perhitungan akan lebih mudah dibuat dalam bentuk tabulasi. Persamaan diuraikan di bawah ini.

𝑦 = ∑ 𝐴𝑖𝑦𝑖

𝐴𝑖 ... Persamaan 2.69

𝑡𝑟 = Ʃ𝐼_𝑜+ Ʃ𝐴_𝑖 (𝑦 − 𝑦_𝑖)2 _{... Persamaan 2.70} 2.5 Castellated Beam

Castellated Beam adalah suatu bentuk pada penampang profil yang

ditingkatkan kekuatan kapasitas komponen pada strukturnya dengan memperpanjang profilnya satu arah dengan penampang yang lain dengan cara di las sepanjang pola yang telah dipotong. Castellated Beam ini mempunyai tinggi (h) yaitu hampir 50% lebih tinggi dari profil awal sehingga dapat meningkatkan nilai lentur axial pada penampang profil, momen inersia (Ix), dan modulus section (Sx) (Knowles, 1991).

Dibawah ini merupakan ilustrasi bagian-bagian dari Castellated Beam:

1. Web Post, yaitu merupakan Area solid atau badan penampang profil dari Castellated Beam.

2. Castellation, yaitu proses perlubangan pada area web post atau badan

pada penampang profilnya (hole).

3. Throat Width : yaitu perpanjangan horisontal dari potongan ber “gigi”

penampang bagian bawah profil.

4. Throat Depth, yaitu tinggi area pada penampang profil dilakukan

potongan “gigi” bawah hingga bagian sayap profil.

Gambar 2.17 Castella Beam (Balok Kastela)

Unruk balok kastela sendiri memiliki perlakuan khusus dalam perhitungan momen nominalnya yang telah dirumuskan sebagai berikut:

𝑀𝑛 = 𝑀𝑝 − 𝐹𝑦. ᐃ𝐴𝑠 ℎ𝑜 4 + 𝑒 ... Persamaan 2.71 Atau, 𝑀𝑛 = 𝑀𝑝( 𝑍𝑥− 1 4 ⁄ ℎ𝑜2 𝑡𝑤 𝑍𝑥 )... Persamaan 2.72 Keterangan:

Mn = yaitu nilai momen nominal Castellated beam

Mp = yaitu nilai dari momen plastis = 𝑍𝑥 𝑓𝑦

fy = yaitu kuat kuat leleh pada baja ᐃ𝐴_𝑆 = ℎ𝑜 . 𝑡𝑤

ho = yaitu tinggi lubang pada penampang profil

tw = yaitu tebal web atau badan pada penampang profil

e = yaitu panjang eksentrisitas pada lubang

sedangkan untuk nilai gaya geser maksimum yang dapat di tahan oleh penampang profil kastela ditunjukan dengan persamaan :

𝑉𝑚𝑡= √6+ 

𝑣 +√3 𝑉𝑝𝑡 ≤ 𝑉𝑝𝑡 ... Persamaan 2.73

Keterangan:

Vpt = yaitu kapasitas dari nilai geser plastis dari web = 𝑓_𝑦. 𝑡_𝑤. 𝑠_𝑡 / √3

tw = yaitu tebal dari web

v = yaitu nilai rasio dari tee = 𝑎𝑜 / 𝑠𝑡 (gunakan ao/𝑠̅𝑡untuk perkuatan bukaan) ao = yaitu panjang daerah bukaan pada web

st = yaitu kedalaman tee

sedangkan untuk Kontrol tekuk pada web (Web Buckling) dirumuskan dengan persamaan:

𝑑−2𝑡𝑓

𝑡𝑤 ≤

1100

√𝑓𝑦, fy dalam MPa ... Persamaan 2.74

Dengan memenuhi batasan :

𝑎𝑜

ℎ𝑜 ≤ 3,0 ... Persamaan 2.75

𝑉𝑚 ≤ 2

3 𝑉̅𝑝 ... Persamaan 2.76

Gambar 2.18 profil asli Wf dan Castellated. Keterangan:

Vm = yaitu nilai dari gaya geser maksimum

fy = yaitu kuat leleh pada baja

tw = yaitu tebal pada web

tf = yaitu tebal pada sayap

d = yaitu kedalaman lubang

 = yaitu nilai rasio dari tee = ao / st (gunakan ao/𝑠̅𝑡 untuk nilai perkuatan

bukaan)

ao = yaitu panjang bukaan pada web

ℎ𝑜 = yaitu tinggi bukaan pada web

st = yaitu kedalamn tee pada web

𝑉𝑚 = yaitu nilai dari kapasitas geser maksimum

Besarnya kemiringan pada sudut θ yaitu antara 45° sampai 70°, dan kemiringan sudut yang sering dipakai penerapannya di lapangan adalah 45° dan 60°. Sudut θ ditentukan dengan cara memperhitungkan tegangan pada geser yang terjadi atas bagian garis netral badan yaitu sehingga tidak melebihi tegangan izinkan. Pada penampang balok kastella untuk analisis rumus perhitungannya adalah dengan persamaan sebagai berikut:

Gambar 2.19 Penampang Asli Profil WF.

Gambar 2.20 Penampang Profil Castellated. 𝑡𝑎𝑛 𝜃 =ℎ 𝑏 ... Persamaan 2.77 𝑑_𝑔 = 𝑑_𝑡+ ℎ𝑜 ... Persamaan 2.78 𝑑𝑡 = 𝑑𝑔−ℎ 2 ... Persamaan 2.79 Keterangan:

dg = yaitu tinggi profil pada badan castellated beam.

db = yaitu tinggi profil balok awal sebelum pemotongan (castellatitation).

h = yaitu tinggi pemotongan pada profil.

Gambar 2.21 Contoh Sambungan Castellated Beam 2.6 Kolom

Kolom yaitu batang tekan vertikal dengan rangka (frame) struktural yang menahan beban yang disalurkan balok. kemudian beban-beban disalurkan oleh kolom dari elevasi atas sampai ke elevasi terbawah sampai akhirnya menuju ke tanah melalui struktur pondasi. Karena sifat struktur kolom yang merupakan komponen batang tekan, sehingga keruntuhan atau menyebabkan collapse (runtuh) pada lantai bersangkutan, dan keruntuhan ini terjadi di kolom yang merupakan lokasi kritis dan juga juga terjadi pada beban batas total tekuk pada kolom (ultimate

total collapse) seluruh strukturnya (Nawi, 2003).

Pada perencanaan kolom banyak parameter penting yang mempengaruhi kekuatan kolom selain panjang kolom dan kelangsingan kolom, hal yang mempengaruhi kekuatan kolom dalam perencanaan sebuah kolom, parameter -parameter lainnya (Bjorhovde, 1988) :

1. Mutu pada baja

2. Metode pembuatan pada kolom 3. Ukuran suatu penampang kolom 4. Bentuk dari penampang kolom 5. Sumbu lentur pada kolom

6. Banyaknya kerusakan, kecacatan, dan kebengkokan yang ada pada kolom (initial crookedness)

7. Kondisi pengekangan ujung pada tumpuan struktur kolom (degree of end

restraint).

2.6.1 Kolom Komposit

Kolom yang terbuat dari penampang baja gilas atau tersusun yang diberi selubung beton di sekelilingnya, ataupun yang terbuat dari penampang baja berongga yang diisi dengan beton struktural harus direncanakan sesuai dengan kekuatan batas tekan.

Ada dua tipe kolom komposit, yaitu: 1. Struktur kolom baja berselubung beton

adalah struktur kolom komposit yang dibuat dengan profil bajanya yang diselubungi atau dilapisi beton pada sekelilingnya.

Gambar 2.22 Profil baja berselubung beton dan profil baja king cross 2. Struktur kolom baja yang berintikan beton

Adalah kolom yang sekelilingnya adalah profil baja dan dengan berintikan beton atau kolom yang terdiri dari penampang baja berongga yang rongganya diisi dengan material beton.

2.6.2 Rangka Tidak Bergoyang dan Bergoyang

Pada perencanaan kolom biasanya digunakan kekuatan kolom dengan menentukan panjang efektif kolom yaitu dengan mencari korelasi dari bentuk tekuk pada kolom yang sesuai dengan rumus euler.

Gambar 2.24 Faktor Prediksi Panjang Efektif Kolom, K

Kondisi ideal dari tumpuan tidak mudah dievaluasi dilapangan, maka daripada itu rekomendasi nilai dari K diperbesar, namun tidaklah mudah karena proses implementasinya dan hanya memuat satu elemen saja dari struktur real yang kompleks.

Dalam hal ini struktur cukup digolongkan menjadi dua kategori yang berbeda, yaitu rangka tidak bergoyang dengan batasan 0,5  K  1,0 dan rangka tidak berggoyang dengan batasan 1,0  K  , rangka tidak bergoyang jika titik nodal pada ujung-ujung kolom tidak berpindah saat dibebani dikarenakan ada tambatan penahan lateral khusus baik berupa bracing atau dinding geser, sedangkan rangka bergoyang merupakan lawan dari rangka tidak bergoyang yaitu ketika dibebani maka titik nodalnya akan mengalami perpindahan. Untuk mencari panjang efektif kolom atau nilai K, terlebih dahulu harus dicari nilai GA dan GB, dengan

𝐺𝐴 =

∑(𝐸𝐼/𝐿)𝑐

∑(𝐸𝐼/𝐿)𝑏 ... Persamaan 2.80

𝐺_𝐵 = ∑(𝐸𝐼/𝐿)𝑐

∑(𝐸𝐼/𝐿)_𝑏 ... Persamaan 2.81

Setelah menemukan nilai GA dan GB maka kemudian ditinjau dengan

alignment chart baik rangka bergoyang maupun rangka tidak bergoyang.

Gambar 2.25 Alignment Chart Rangka Tidak Bergoyang

Gambar 2.26 Alignment Chart Rangka Bergoyang 2.6.3 Bentuk Penampang Terhadap Tekuk

Pada batang tekan pendek ketika dibebani aksial tekan tanpa eksesntrisitas maka batang tekan tersebut tidak mengalami tekuk, perilakunya seperti batang tarik, yang tergantung pada luas penampang, pada batang tekan yang terpengaruhi terhadap tekuk, yang mempengaruhi adalah luas dan momen inersia pada penampang, dan biasa disebut sebagai factor kelangsingan pada batang dengan mengacu pada persamaan dibawah ini

𝐾𝐿

𝑟𝑚𝑖𝑛 ... Persamaan 2.82

Pada nilai radius girasi minimum sendiri ditentukan dengan rumusan sebagai berikut.

𝑟𝑚𝑖𝑛 = √ 𝐼𝑚𝑖𝑛

𝐴 ... Persamaan 2.83

Dan nilai pada Imin sendiri tergantung inersia terkecil baik dari nilai Ix ataupun

Iy, dan nilai girasi minimum pun dapat ditentukan dengan menghitung radius girasi ekuivalen terhadap tekuk torsi dengan persamaan sebagai berikut.

𝑟_𝑡 = √𝐶𝑤+0,04 𝐽 𝑥 (𝐾𝐿)2

𝐼𝑝𝑠 ... Persamaan 2.84

Sedangkan nilai Ips sendiri adalah momen inersia polar terhadap pusat geser terhadap penampang simetri ganda, pusat berat berhimpit dengan pusat geser sehingga, nilai Ips yaitu:

𝐼_𝑝𝑠 = 𝐼_𝑥 + 𝐼_𝑦 ... Persamaan 2.85 Dan nilai J didapatkan dengan persamaan berikut:

𝐽 =1

3 𝑥 (2 𝑥 𝑏 𝑥 𝑡𝑓

3_{+ (𝑑 − 2 𝑥}1

2 𝑥𝑡𝑓 ) 𝑥 𝑡𝑓

3 _{) ... Persamaan 2.86}

Tabel 2.20 Rasio Terhadap Lebar Elemen Tekan Komponen Struktur Yang Menahan Tekan Aksial

Tabel 2.21 Rasio Terhadap Lebar Elemen Tekan Komponen Struktur Yang Menahan Tekan Aksial (Lanjutan)

Sumber : SNI 1729 (2015:18)

Jika rasio lebar terhadap terhadap ketebalan dari setiap elemen baja yang dihitung melebihi r, penampang tersebut dapat disebut langsing terhadap tekan

aksial dengan mengacu pada tabel diatas.

Tabel 2.22 Rasio Terhadap Lebar Elemen Tekan Komponen Struktur Yang Menahan Lentur

Tabel 2.23 Rasio Terhadap Lebar Elemen Tekan Komponen Struktur Yang Menahan Lentur (Lanjutan)

Sumber : SNI 1729 (2015:20)

Jika rasio lebar terhadap terhadap ketebalan dari setiap elemen baja yang dihitung melebihi r, penampang tersebut dapat disebut langsing terhadap tekan

yang menahan lentur dengan mengacu pada tabel diatas. 2.6.4 Kekuatan Tekan Nominal Pada Kolom

Yaitu merupakan nilai terkecil kuat tekan terhadap kondisi batas tekuk lentur, tekuk torsi dan tekuk torsi-lentur yang biasa dipengaruhi dari bentuk penampang kolom tersebut, dengan persamaan sebagai berikut:

Adapun Fcr dapat dicari berdasarkan kurva kuat tekan kolom yang merupakan fungsi dari kelangsingan. Rumus kurva tegangan tekuk kritis kolom khusus tekuk lentur saja adalah:

𝐾𝐿

𝑟𝑚𝑖𝑛  4,71 √

𝐸

Atau

𝐹𝑦

𝐹𝑒 < 2,25 ... Persamaan 2.88

Apabila dari hasil perhitungan dengan persamaan memenuhi syarat maka dapat dikaakan bahwa kolom mengalami kondisi tekuk inelastis.

𝐹𝑐𝑟 = (0,658

𝐹𝑦

𝐹𝑒_{) 𝑥 𝐹𝑦} ... Persamaan 2.89

Sedangkan pada kondisi tekuk elastis sendiri nilai Fcr dapat dicari dengan persamaan berikut.

𝐹_𝑐𝑟 = 0,877 𝑥 𝐹_𝑒 ... Persamaan 2.90 Dan Fe merupakan tegangan tekuk kristis elastis dengan persamaan sebagai

berikut.

Tegangan kritis elastis terhadap tekuk lentur 𝐹_𝑒 = 𝜋2 𝑥 𝐸

( 𝐾𝐿

𝑟𝑚𝑖𝑛)

2 ... Persamaan 2.91

Tegangan kritis elastis terhadap tekuk puntir 𝐹𝑒 = (

𝜋2 𝑥 𝐸 𝑥 𝐶𝑤

𝐾𝑧 𝑥 𝐿 + 𝐺 𝑥 𝐽) 𝑥

1

𝐼𝑝 ... Persamaan 2.92

2.6.5 Kekuatan Lentur Nominal

Pada perhitungan Mn rasio lebar dan tebal dan klasifikasi sangat mempengaruhi, proses klasifikasi merupakan tahapan awal dalam perencanaan struktur baja, cara ini digunakan untuk mengantisipasi terhadap tekuk lokal (Local

Buckling) dari elemen- elemen penyusun profil, elemen – elemen penyusun profil

diklasifikasi menjadi tiga yaitu, kompak, non-kompak, dan langsing. Untuk penampang kompak

𝑀_𝑛 = 𝑀_𝑝 ... Persamaan 2.93 Untuk Penampang non-kompak

𝑀𝑛 = 𝑀𝑝− (𝑀𝑝− 𝑀𝑦) ( −𝑝

𝑟−𝑝) ... Persamaan 2.94

Untuk penampang langsing, Mn, harus ditentukan sebagai momen leleh pertama, pada tegangan sayap tekan yang dibatasi sampai Kekuatan tegangan tekuk lokal, Fcr.

2.6.6 Kekuatan Tekan

untuk penentuan pada keadaan batas yang berdasarkan kelangsingan komponen struktur untuk tekuk lenturnya dari kekuatan tekan yang tersedia pada struktur komposit bersimetris ganda yang telah terisi beton dan telah dibebani secara aksial yaitu sebagai berikut:

Kuat rencana kolom komposit yang menumpu beban aksial yang digunakan sebagai acuan adalah:

𝑃𝑢 = 𝜙𝑐𝑃𝑛, dengan 𝜙𝑐 = 0,90 ... Persamaan 2.95 Dengan nilai Pn :

𝑃_𝑛 = 𝐴_𝑠 𝑥 𝑓_𝑐𝑟 ... Persamaan 2.96 Nilai faktor tekuk ω ditentukan berdasarkan nilai λc sebagai berikut:

𝜆𝑐 ≤ 0,25 maka 𝜔 = 1 ... Persamaan 2.97 0,25 < 𝜆 < 1,2 maka 𝜔 = 1,431,6 − 0,67𝜆𝑐 ... Persamaan 2.98 𝜆𝑐 ≥ 1,2 maka 𝜔 = 1,25𝜆𝑐 ... Persamaan 2.99 dengan: 𝑓_𝑐𝑟 = 𝑓𝑦 𝜔 ... Persamaan 2.100 𝜆𝑐 = 𝐾𝑐𝐿 𝑟𝑚𝜋√ 𝑓𝑚𝑦 𝐸𝑚 ... Persamaan 2.101 𝑓_𝑚𝑦 = 𝑓_𝑦+ 𝐶₁𝑓_𝑦𝑟(𝐴𝑟 𝐴𝑠) + 𝐶2𝑓𝑐′ ( 𝐴𝑠 𝐴𝑠) ... Persamaan 2.102 𝐸𝑚 = 𝐸 + 𝑐3𝐸𝑐 𝐴𝑐 𝐴𝑠 ... Persamaan 2.103 𝐸𝑐 = 0,041𝑤1,5√𝑓′𝑐 ... Persamaan 2.104 Keterangan:

Ac = yaitu luas untuk penampang beton, mm2 Ar = yaitu luas untuk penampang longitudinal, mm2 As = yaitu luas untuk profil pada baja, mm2

E = yaitu adalah modulus elastisitas pada baja, (MPa) Ec = yaitu adalah modulus elastisitas pada beton, (MPa)

Em = yaitu modulus elastisitas untuk kolom komposit, (MPa)

Fcr = yaitu tegangan tekan kritis, (MPa)