KONSTRUKSI DAN BAJA 2 KOMPOSIT

2- ELEMEN STRUKTUR KOMPOSIT

Pendahuluan

• Elemen struktur komposit merupakan struktur yang terdiri dari 2 material atau lebih dengan sifat bahan yang berbeda dan membentuk satu kesatuan sehingga menghasilkan sifat gabungan yang lebih baik.

• Komposit baja dengan beton didasarkan pada pemikiran bahwa beton mempenyai perilaku yang menguntungkan ketika menerima beban tekan dan perilaku yang kurang menguntungkan ketika menerima beban tarik. Sedangkan baja mempunyai kemampuan bahan yang sama baik untuk beban tarik dan tekan tetapi harus diwaspadai terhadap bahaya tekuk ketika menerima beban tekan.

• Elemen strukrut komposit yang menerima beban lentur disebut dengan balok komposit.

• Elemen struktur komposit dapat menahan beban sekitar 33% - 50% lebih besar daripada beban yang dapat dipikul oleh balok baja saja.

• Tegangan lentur dalam balok homogen dapat dihitung dengan rumus :

dimana

• Balok komposit adalah balok non homogen, oleh karena itu rumus tersebut tidak bisa langsung digunakan. Penampang Elemen beton harus

ditransformasikan terlebih dulu.

Dimana :

E_c = modulus elastisitas beton f_c’ = kuat tekan beton umur 28 hari (Mpa)

E_s = modulus elastisitas baja M = momen lentur yang harus dipikul

e

_c = regangan beton I_tr = momen inersia terhadap sumbu netral

• Untuk mentransformasikan luas beton, A_c, maka lebar efektif pelat beton dapat dibagi dengan n, sedangkan tebal beton tidak perlu diubah.

• Prosedur ini hanya tepat/efektif untuk pembebanan dimana elemen beton mengalami gaya tekan karena kemampuan tarik beton sangat kecil.

Contoh :

Jawab :

Pelat beton ditransformasikan ke penampang baja : b_eff / n = 150 / 8 = 18,75 cm

• Menentukan letak garis netral

beton : Ac = 18,75 . 12 = 225 cm2 _{yc = 6 cm}

Ac . yc = 225 . 6 = 1.350 cm3

baja : As = 119,8 cm2 _{ys = 27 cm}

= (1.350 + 3.234,6)/(225 + 119,8) = 13,2964 cm

• Menentukan momen inersia

beton : _Ic = 1/12 . B . H3 _{= 2.700 cm}4 _{dc = 13,2964} – _{6 = 7,2964 cm}

baja : _Is = 20.400 cm4 _{ds = 28,7036} – _{15 = 13,7036 cm}

= 2.700 + 225 . 7,29642 _{+ 119,8 + 20.400 . 13,7036}2

• Menentukan modulus penampang

beton : Sc = 57.575,50754 / 13,2964 = 4.330,1576 cm3

baja : Ssa = 57.575,50754 / (13,2964 – 12) = 44.411,8386 cm3

Ssb = 57.575,50754 / 28,7036 = 2.005,8636 cm3

Kekuatan Struktur Selama Pelaksanaan

• Metode pelaksanaan struktur komposit secara umum dapat dibedakan berdasarkan ada atau tidaknya tumpuan sementara (perancah)

• Jika tumpuan sementara tidak digunakan (unshored) maka profil baja akan berperilaku sebagai penumpu dari bekisting pelat beton selama beton belum mengeras. Dalam tahap ini balok baja harus mampu

memikul beban-beban yang meliputi berat sendiri, berat bekisting pelat, serta berat beton yang masih belum mengeras. Setelah pelat beton

• Sistem pelaksanaan yang lain adalah dengan menggunakan tumpuan

Pada kondisi ini kekuatan lentur batas penampang ditentukan oleh terjadinya leleh pertama.

T_sr = A_sr . f_yr

C_maks = A_s . f_y (gaya tekan di seluruh penampang profil baja)

 V_h

n h

Q

V

1. Selimut lateral minimum = 25 mm, kecuali ada dek baja 2. Diameter maksimum = 2,5 x

tebal flens profil baja

3. Jarak longitudinal minimum = 6 x diameter penghubung geser

4. Jarak longitudinal maksimum = 8 x tebal pelat beton

5. Jarak minimum dalam arah tegak lurus sumbu

longitudinal = 4 x diameter 6. Jika digunakan dek baja

Dek Baja Gelombang

1. Tinggi maksimum dek baja,

h_r < 75 mm

2. Lebar rata2 minimum

gelombang dek, wr > 50 mm, tidak boleh lebih besar dari lebar bersih minimum pada tepi atas dek baja

3. Tebal pelat minimum diukur dari tepi atas dek baja = 50 mm

4. Diameter maksimum stud yang dipakai = 20 mm, dan dilas langsung pada flens 5. Tinggi minimum stud diukur

Kolom Komposit

Luas penampang baja  4% luas penampang komposit total 

A_s  4% A_g

Kolom baja berselubung beton harus diberi tulangan longitudinal dan tulangan lateral minimum sebesar 0,18 mm2_{/mm spasi tulangan}

Beton: 21 MPa  f_c’  55 MPa

Jari-jari girasi kolom komposit diambil lebih besar daripada jari-jari girasi profil baja dan kolom beton. Pendekatan yang konservatif adalah dengan

menggunakan jari-jari girasi yang terbesar antara profil baja dan kolom beton, yang dapat diambil sebesar 0,3 kali dimensi dalam bidang tekuk

r_m = r > 0,3 . b

Dengan : r = jari-jari girasi profil baja dalam bidang tekuk