FAKULTAS TEKNIK- UNIVERSITAS JANABADRA YOGYAKARTA

JURNAL TEKNIK Vol.1 No.2 /0KTOBER 2011

JU

RNAL

Vol.1

No.2

H

i

l

.

65-126

Y01Yalcarta

TEKNIK

Oktober 2011

Rusdy Acustaf

Kajian Pelayanan Model Antrian Prioritas Versus Model

Anlrian f

ds

Bali

Pelangan Berbasis Program Pascal ( Studi Kasus FakuJtas Teknik Universltas Janabadra )

S

u

p

r

iy

an

to,

Tinjauan Ketahanan Aus Hasil Modifikasi Noken As

Za

i

n

i

Abdillah

Pada Mot

or Balap

SuharJanto

Kajian Kuat Geser Horisontal Circular Castellatftl Steel Beam With And Without Adding Plates

Edy

S

ri

yono

Debit Aliran Air Tanah Melalui Pipa 8erpori Sistem Sumur

Kclelctor Berjari

Ret

nowati Setion

i

npih

Pengaruh Pemanfaatan Umbah Batu Marmer Sebagal Asregat Terhadap Kuat Desak Seton

M

ud

jf

S

u

hanllman

Kafian Percaruh Penambahan Serat 8ambu Ori Telhadap Kuat Tekan Dan t<uat Tarlk Seton

Teguh W

l

dodo

,

Efektifitas Penambahan Matos· Pada Stabilisasl

Rahm

at lmron

Qosa

r

i

Semen Tanah Berbutir Halus

Sy

ahr

ll

Ma

ch

mud

,

Ocimpak Ker~ggangan Cetah Elektrode Busi Terhadcip

Yokie

Gendro

fra

wan

Kinerja Motor Bensin 4 Tak

FAKULT>STEKNK- ~T~

J~-

YOGfN<NUA

TEKNIK SIPIL - TEKNIK MESIN - TEKNIK INFORMATIKA

Fakultas Teknik

Universitas Janabadra Yogyakarta

Arusmalem Ginting, S.T .. M.T.

Dekan Fakultas Teknik

Joko Winarno, S.T.,M.Eng.

Wakil Dekan I Fakultas Teknik

Ir. Mudji Suhardiman, M.T. Ors. Sukoco, M.Pd.,M.T. 1. Ir. Juriah Mulyanti, M.Sc. 2. Sardi, S.T.,M.T Buddewi Sukindrawati, S.T.,M.T. Sri Suwarti Prasetya Adi, S.T.,M.T. DR. Ir. Suharjanto, MSCE. DR. Nindyo Cahyo K., S.T.,M.T.

DR. Ir. Edy Sriyono, M.T. Nizar Achmad, S.T.,M.T.

Untoro Budi Surano, S.T., M.Eng. Fatsyahrina Fitriastuti, S.Si., M.T. Jemmy Edwin 8., S.Kom. Ora. Niken Hastuti

8. lin Endang Rahayu

Ir. Bing Santosa, M.T. Nizar Achmad, S.T.,M.T. Ir. Mudji Suhardiman, M.T.

Prasetya Adi, S.T.,M.T.

DR. Ir. Suharjanto, MSCE. Joko Winarno, S.T.,M.Eng. Ir. Juriah Mulyanti, M.Sc.

Fatsyahrina Fitriastuti, S.Si., M.T. Fakultas Teknik

Universitas Janabadra Yogyakarta JI. Tentara Rakyat Mataram no. 57 Yogyakarta 55231

Telp./Fax: (0274) 543676

e-mail: jumalteknik@staff.janabadra.ac.id 2 kali setahun

ISSN 2088 - 3676

JURNAL TEKNIK merupakan media komunikasi hasil penelitian, studi kasus, dan ulasan

ilmiah bagi ilmuwan dan praktisi di bidang Teknik Sipil, Teknik Mesin, dan Teknik

linformatika. Diterbitkan oleh Fakultas Teknik Universitas Janabadra di Yogyakarta, dua kali

setahun pada bulan April dan Oktober.

Frekuensi Terbit Alamat Redaksi

Mitra Bestari Vol 1. No. 2

Distribusi & Tata Usaha

Perwajahan Dewan Redaksi Bendahara

Pemimpin Redaksi Wakil Pimpinan Redaksi Sekretaris Redaksi Penanggung jawab Pembina

Penerbit

TEKNIK SIPIL - TEKNIK MESIN - TEKNIK INFORllATIKA

Redaksi

Mudah-mudahan penerbltan jurnal inl dapat menambah perbendaharaan dan

wawasan tentang hasll-hasll penelltian, selanjutnya dapat diemplementasikan

untuk kemajuan bangsa, negara dan masyarakat.

Tiada keberhasllan .tanpa mengucap syukur ke hadirat Tuhan Vang Maha Esa. Demiklan juga pada saat inl, Jurnal JURNAL TEKNIK Volume 1 Nomor 2 dapat kami terbitkan sesuai jadwal yang dlrencanakan.

Pada kesempatan lnl, iURNAL TEKNIK Volume 1 Nomor 2 menyajlkan delapan naskah hasil penelltlan di bldang Teknlk Slpll, Teknlk Mesin dan Teknlk lnformatika,

oleh para penelltl di beberapa lnstltusl Perguruan Tlnggi.

PENGANTAR REDAKSI

JURNAL TEKNIK Vol.1 No.2 /0KTOBER 2011

118-

1

26

110-117

103-109

96-102

8

8-95

81-87

72

-

80

65-71

halaman

ISSN 2088 - 3676

Kajian Pelayanan Model Antrian Prioritas Versus Model

Antrian Fcfs Bagi Pelanggan Berbasis Program Pascal Rusdy Agustaf

Tinjauan Ketahanan Aus Hasil Modifikasi Noken As Pada Motor Balap

Supriyanto, Zaini Abdlllah

Oampak Kerenggangan Celah Elektrode Busi Terhadap Kinerja Motor Bensin 4 Tak

Syahrll Machmud, Yokie Gendro lrawan

•

Efektifitas Penambahan Matos Pada Stabilisasi

Semen Tanah Berbutir Halus

Teguh Wldodo, Rahmat lmron Qosarf

Kajian Pengaruh Penambahan Serat Bambu Ori

Terhadap Kuat Tekan Dan Kuat Tarik Beton Mudji Suhardiman

Pengaruh Pemanfaatan Limbah Batu Marmer

Sebagai Agregat Terhadap Kuat Desak Beton Retnowati Setloningslh

Debit Aliran Air Tanah Melalui Pipa Berpori Sistem Sumur Kolektor Berjari

Edy Srlyono

Kajian Kuat Geser Horisontal

C

i

rcular Castellated

Steel Beam W

i

th And Without Adding Plates

Suharjanto

digunabn, tetapi Pabrik Gunung Garuda

telah mengeluarkan katalog khusus tentang

profil I bukaan circular .

U

ntuk:

maksud pengembangan dan

pengetahuan yang lebih lengkap tentang

obyek studi,

maka

dilakukan studi-studi

eksperimental. .

Studi eksperimen dan kajian teoretis

tentang balok kastela dengan bentuk lubang

heksagonal,

telah banyak. dilakukan oleh para pcncliti terdahulu untuk mengetahui tegangan dan defleksi pada balok. Kerdal dan Nethercot (1984) meneliti tentang model keruntuhan balok baja kastela. Zaarour dan Redwood (1996) meneliti kegagalan struktur pada balok kastela dengan bentuk lubang Di Indonesia profit balok I Circular

kini telah diperkenalkan dan dikembangkan

oleh

pab

rik

baja baik di luar maupun di

dalam negeri, tetapi baik teori tentang

analisis dan penelitian tentang balok baja

profit I dengan lubang circular

sampai

saat ini belum dipublikasi dalam text

b

oo

k

ataupun literatur di Indonesia. Beberapa

pabrik

baja di luar negeri telah me-release melalui home page

masing-masing,

seperti

Macsteel, Westok dan

Fabsec,

baik katalog,

design guide bahkan software mengenai balok profil I dengan bukaan circular ini.

Sedangkan

di Indonesia, profil dengan bukaan circular baik dengan atau

tanpa

adding plates di Indonesia belum banyak.

PENDAHULUAN

Keywords: Circular Castellated Beam, Adding plate, web-post, horizontal shear

In order to increase the quality in building structure aspect, ii needs to be observed some aspects, like optimum aspect which include the using of the material as elemenJ of the structure building itself Jn the development, steel construction technology introduces Circular Castellated Beam form that is steel beam profile with I-section which is hollowed on the body in a circle opening form. The next development is for accommodate the opening for duct and plumbing is developed into opening circular with adding plates. The unsuccessful structure which is happened on castellated beam based on the previous research commonly happens on the body area between two openings what is called by web-post. In this research, it is done theoretical investigation and experimental testing lo observe horizontal movement phenomenon which is happened on web-post area. Test things which is used is profile steel I 150x75x5x7 mm which is modified into circular Castellated Beam with and without adding plates with 5 openings. The testing consists of bent load with 2 vertical point loads on cellular beam, and data which is used based on Rosette Reading, the tense 45" which is set on web-post. From the research result and the discussion found that horizontal movement tense from experimental test result shows that adding plates on web-post show that loading capacity and the horizontal shear strength is increased about 20 up to 30 percent.

ABSTRACT

Jurusan Teknik: Sipil Fakultas Teknik: Universitas Janabadra Yogyakarta Jalan Tentara Rakyat Mataram

55

-

5

7

Yogyakarta

5

3

1

22

e-mail: suharjantosuhadi@yahoo.com

Suharjanto

KAJIAN KUAT GESER

HORJSO

NTAL C

IRC

ULAR

CAS

TELL

A

T

E

D

STEE

L B

EAM WI

TH AND WITHO

U

T

AD

DI

N

G

PLA

T

E

S

66 ISSN 2088 - 3676

3. untuk dapat memperkcmalkan

profit

C

as

t

e

l

lated Beam, aeh

i

ngp

dapat dipergunakan

secara umum

brena dcngan

kcu.ntunpmiya

akan

menghuilkan penghematan

berat amdiri

struktur dengan

kekuatan

yang

makaimum.

Berdaurkan uraian pada pendahuluan seperti tersebut di

atas,

maka pemiaulahan dalam penelitian ini adalah untuk mcngetahui

pengaruh bukaan lubang

ci

rcular terbadap

kuatgeser.

Disadari bahwa isi pcmelitian ini dapat meluas, sehingga tidak mengenai pada tujuan semula. Oleh karena itu, perlu pembatasan

masalah

agar

ruang lingkup penelitian dapat difokuskan pada masalah-masalah seperti

yang direncanakan semula, diantaranya adalah sebagai berikut:

1.

Sistem s1ruktur balok yang dikaji ada1ah

balok sederhana atau

s

imp

l

e

beam.

2.

Ukuran profil adalah baja profil I 150 x

75 x 5 x 7. Dengan panjang profil 1107,8

mm

.

3. Ukuran adding

pla

tes

adalah tinggi 75 mm. Tidak ditinjau pengaruh

a

dd

i

n

g

pla

t

es terhada

p

buck

li

n

g.

4. Jumlah bukaan 5 buah, dengan bentang balok L

=

100,78 cm.

5.

Diameter lubang bukaan 155 mm, jarak

antara lubang e

=

38,76 mm,jarak lubang ke sayap dT

=

35 mm.

Ci

rcular Castellated beam

diperoleh

dari profit I yang dipotong menurut suatu

pola pemotongan. Pemotongan dilakukan

pada badan balok sepanjang sumbu memanjang balok, menuruti beberapa garis potong yang ditunjukkan pada Gambar 1.

Pada penelitian ini jumlah lubang

circular

yang diinginkan adalah 5 buah lubang. Setelah dipotong menurut suatu pola, batang bagian bawah yaitu batang CD diputar letak:nya menjadi batang DC, kemudian disatukan dengan bagian AB sehingga

diperoleh balok

ci

r

c

ul

ar

C

ircular Cas

t

ellated

beam

(lihat Gambar 1 sampai dengan 3). hcksagonal dengan pelat tambah

(

add

in

g

p

l

a

t

e

)

di daerah

w

e

b-post

.

Redwood Rand Dcmirdjian S. (1998) mclakukan pcnclitian tentang kcgagalan akibat

geser

di daerah

we

b-

pos

t

pada balok baja kastela bukaan hcksagonal.

Aglan dan Redwood (1974) mengkaji

kegagalan di daerah

web-

po

s

t

dengan mctoda

fi

n

ite

d

iffer

en

ce

pada perilaku

e/asto

p

l

ast

ic

di

daerah

strain

h

arden

in

g

untuk balok kastela

dengan bentuk lubang heksagonal dan

modifikasi dengan penambahan pelat pada

bagian

web post.

Lawson

et al

(2004) mengembangkan konsep

strut analogy

untuk memeriksa stabilitas di daerah

web-

p

ost

balok kastela lubang

c

ir

c

ular

.

Hasil-hasil penelitian di atas hampir semuanya terfolrus pada bentuk heksagonal, yang berdasar pengalaman di lapangan pada umumnya terjadi konsentrasi tegangan pada bagian sudut sehingga sering menimbul.kan

c

ra

c

k

di daerah tersebut Bentuk lubang dengan sisi tidak bersudut seperti bentuk

circul

a

r

diharapkan dapat menghindarkan kerusakan atau

crack

tersebut. Penelitian dalarn bentuk lubang dcngan sisi tidak bersudut seperti bentuk

circu

l

ar

telah dikembangkan oleh industri baja baik di luar maupun di dalam negcri. Oleh karena itu, perlu penelitian yang berupa pada balok baja profil I dengan bukaan pada badan bentuk

circular

ataupun

ci

rc

ul

ar

dengan

a

dding

plat

e

sebagai pengembangannya.

Tujuan diadakannya penelitian ini adalah untuk mengetahui kapasitas geser horisontal dari profil baja

circular Castel/

a

,

sehingga dapat dibandingkan dengan kapasitas geser profil balok tanpa modifi.kasi

Cast

e

/la

.

Adapun kontribusi dari penelitian ini adalah:

1. menambah pengetahuan chm wawasan tentang. profil baja atau struktur baja khususnya baja

C

ir

cu

l

ar

C

as

tel

at

e

d

S

t

ee

l

B

ea

m

2. sebagai bahan pertimbangan dan wacana pada penelitian-penelitian lebih lanjut mengenai

C

as

t

ellated

B

e

am

luhlljento ·

ll=:l=:N ?nAA - AA7A

A7

dimodifikasi dengan

web o

p

e

n

i

n

g

. menjadi

alo

k ci

rcu

lar C

ast

e

l/a

,

dengan diberi

adding

pl

at

es

pada we

b

po

s

t

.

Terdiri dari tiga buah benda uji. Benda uji diberi

kode AP-

1,

AP-2,

AP-3

.

2. Penelitian

di1akukan

dengan memberi gaya vertikal

pad.a

kedua benda uji balok baja tersebut sedemikian sehingga diperoleh keadaan lentur murni.

3.

Setting penguj

i

an

dan sett

i

n

g

pembebanan balok baja

C

ostella

di laboratorium

Rancangan Penelitlan

1. Penelitian

terdiri

dari dua kelompok :

a) balok baja

Circular Castellated

b

eam

,

yaitu balok profil I normal yang dimodifikasi dengan

web opening

menjadi balok

circular C<.utella, tanp

a

diberi adding plates

pada

r

web post

.

Terdiri

dari

tiga buah

benda

u

ji

.

Benda

uji diberi

kode TAP-1,

TAP-2 dan

TAP-

3

b) balok baja

c

ir

c

ular Castellated beam,

yaitu balok profil I normal

yang

METODE PENELITIAN

Gambar 3. Gambar balok yang dihasilkan

D

A

ujungtepi

G

amber

2.

Gambar balok setelah dipotong

•

A

.

.

B

C

D

t l t t

Gambar 1. Pola pemotongan

open web

c

ir

cular

i

l

garis potong kttiga (dilengkungl<an)

garis potong kedµa

..

'

garis pot

o

_.

ng pertama

_J Do

s

68 ISSN 2088 - 3676

yang akan digunakan pada kapasitas geser profil baja

yang akan dilakuk:an di Alat-alat penelitian Caste/la, Alat Penelltian Pelak.sanaan Penelltian

Pelaksanaan pengujian kapasitas kuat geser balok circular Caste/la tanpa adding plates maupun untuk balok circular caste/la dengan adding plates dilakukan di Laboratorium Struktur, Jurusan Teknik Sipil Universitas Gadjah Mada Y ogyakarta.

Laboratorium Struktur ITS FT UGM ini adalah:

1. Loading Frame

2. Dukungan sendi dan rol 3. Hidraulic Jack

4. Linier Variabel Differential Transformer

(LVDT)

Bahan Penelltian

Bahan penelitian adalah balok baja profil I 150x75x5x7 dengan bukaan badan (web opening) tanpa penambahan adding plates dan balok baja profil I 150x75x5x7 dengan web opening menurut pola open web circular, tetapi dengan diberikan tambahan plat pada web post (adding plates) masing- masing tiga buah. Sedangkan untuk pengujian geser profil baja castella adalah dengan cara pembebanan terhadap profil baja tersebut, terlihat pada contoh Gambar 6,

Garn bar 5. Setting pembebanan dan geometri balok

L = 100,78 cm

P

/

2

a= 31,01

P

/

2

x =38,76

a= 31,01

Gambar

4.

Setting pengujian

L,___~31~.o.1_.~_JB.76 ---~3~1.0~1__.

diilustrasikan pada Gambar 6 dan Gambar 7 berikut

ini:

lut.janto

89

Dari basil menggunakan rumus butir

4

«

dan basil rumus butir

2

maka dapat diperiksa

hu

il

rata-rata

tepngan

horizontal

memanjang yang disaj

ikan

pada

Orafik pada

Gamber

8.

Dengan cara

y

ang

s

ama,

di

pcroleh

P

un

tuk

balok dengan adding p

l

ates

,

yaitu

:

p -.8233 kg .. 82,33 kN. maka: 0,23715. p

=

1440 p

=

6072,1063 kg

=

60,7211 kN

t

= 0,4. Ot = 0,4. (3600)

=

440

k

g/c

m

2

(b

aja BJ 5

2) =

9

,

690

625 .

P

=0

,

2

3715 .P

2

1,0632

.

3

,

8

8.0

,

5

d

= 21,

0632

cm

e

=

3,88

tw

=

0,5 ~ =M2-M1 =M-0,375.M

=

0,625.M

=

0,625. 15,505. P

=

9,690625. p

..

lS,

S

O

S.P

=

M2

-M

1

=

.dM

d.e

.t

,

d.

e

.t.,

M

Dengan menggunakan

rumus te

rs

e

b

ut

bu

tir 2

dan

b

u

tir 4

,

maka di

p

er

ol

e

h basil

se

bagai beriku

t

ini.

4

. Me

n

ggun

akan cara empiris

y

aitu d

e

n

g

an

memasang

r

e

c

t

a

ngular ro

us

ett

e

ata

u del

t

a

rou

s

e

tte.

V

1

=

ga

y

a

lin

tang

pan

el

di tengah

bentang

Tb

=

V2

=

g

a

y

a lintang pan

e

l

d

i

ar

ah

tepi

b

e

ntan

g

3.

M

enggunabn rumus

:

v

b

=

Vx

{

~

)

d

e

n

g

an:

M2-M1=~

M2 =

mom

en pane

l

di

tengah

bentan

g

M

1

=

m

o

men pan

e

l

di arah

tepi

bentan

g

d

=

j

arak:

pusat

berat

p

ane

l

atas

ke panel

bawah

METOD

E

PENELITIAN

Menghitung Tegangan Horizontal

Bl

o

dgett

(1982)

m

e

n

y

a

takan bah

w

a

t

egang

an horizontal

meman

j

ang dapat

dihitung

dengan salah satu c

ara

s

ebagai

beriku

t:

1

.

Men

g

gunakan rum

us

umum

:

'th

=

V.

a

y

(

.!

)

=

V!a

r

·

Yf

+a

w

·Y

w)

(

!

)

I.t e

I.

tw

e

d

e

ngan

:

ar

=

luas

tam

p

ang sa

y

ap

Y

r

=

j

arak: pusat berat tampana

sa

yap ke

garis

netral

.

aw •

luas

tampang badan

Y

w

=

j

arak: p

uaat

bent tampln&

badan ke

garis

netral

t -

tw

-

tebal

badan

s

""

l

eb

ar

segmen

pane

l

(lih

at

Gam

b

ar

7)

e

=

l

e

b

ar

web post,

(

lih

at Gambar

9)

ISSN ?nAA - ~R7A

71

DAFT AR PUST AKA

Aglan, A.A., and R.G Redwood,., 1974,

W

eb

buckli

ng

in

c

astell

at

ed beams,

Proceeding Institution Civil

Enginners, London U.K., 57, Part 2,

304-320

Blodgett, W. Omer,

1

982

,

Open-web

expanded beams and Girders

(castellated)., Design of welded structures , The James F. Lincoln Arc

Welding Foundation.

Kerdall D. and D.A. Netetherchots

1

968,

Failure mode

s fo

r

c

astella

t

ed

beams,

Journal Construction Steel Research, 4:295-315

Lawson RM, D. Oshatoghe, and Newman

GM

,

2004, Design of FABSEC Cellular Beams in Non-Composite and Composite Apllcations - For Both Normal Temperature and Fire Eqtneer1n1 Condidons to sci ad

269, Fabsec Limited Brookland Court

Tunstall

Road,

UK.

Redwood R. and Demirdjian S

.

, Castellated

Beam Web Buckling

In Shear, Journal of Structural Enpneerlns,

1998

:

1202-1207

Zarrour W

.

and

R.G Redwood,1996, Web

Buckling

in Thin Webbed Castellated

eams

,

Journal Structural Enpneer1n1,

122

(

8

):

860-866

KESIMPULAN Kesimpulan

Dari

basil

kajian

dan

pembahasan penelitian

di

atas, dapat

disimpulkan

hal-hal sebagai

berikut:

l.

Circular Castellated Beam

adalah salah

satu model struktur

yang

dapat

menghindari crack pada

sudat

bukaan atau

lubang.

2. Adding plate pada web-post

akan

meningkatka

kapsitaa dukung dan geser

horizontal

dari

model

Circular

Castelleted

Beam

.

PEMBAHASAN

Dari basil perhitungan clidapat P maks.

pada balok profil

C

ir

cular C

os

tella without

A

dd

i

n

g Pla

tes

sebesar

60

,

72 kN dan P

maks.

pada balok

C

i

rc

u

l

ar

C

astel/a

dengan

A

ddin

g

Pl

at

es

sebesar 82,33 kN, sehingga cliambil

kesimpulan benda uji

Ci

r

cular

C

aste/la

dengan

Add

i

n

g

P

l

a

t

es

lebih k.uat terhadap

gaya

lintang/beban

titik.

Gambar

8.

Grafik

Diagram

Beban-Tegangan Geser Horisontal

Circular Castellated Beam with and without adding

plate

.

TepnpnGeserHorlsontal ,101MP1 -+-w/o Adding plate °"*"W/ Addding plate

40 35 30 25 20 10 5 15 0 0 20

z

6-0 :! Q. 80 100 JURNAL TEKNIK VOL. 1 NO. 2 / OKTOBER 2011