4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A.Penelitian sebelumnya
Pada penelitian sebelumnya yang berjudul Perencanaan Struktur Baja Pada
Bangunan Refinery Dan Fraksinasi Sembilan Lantai yang ditulis oleh Ahmad
Amanu Surya Soemakarya dan Ir. Besman Surbakti, M.TUniversitas Sumatra
Utara inimenggunakan struktur baja sebagai rangka utama. Beban mati dihitung
berdasarkan berat jenis, beban hidup dan beban angin di hitung berdasarkan
peraturan pembebanan Indonesia untuk gedung 1983, sedangkan beban gempa
dihitung dengantata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan
gedung dan non gedung (SNI 1726:2012). Struktur baja sendiri dihitung dengan
spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural (SNI 1729:2015). Analisa
struktur untuk sekunder dilakukan dengan manual sedangkan untuk struktur
primer dilakukan dengan menggunakan bantuan software etabs 2015. Dari hasil
penelitian diperoleh dimensi struktur berupa pelat lantai floordeck, pelat lantai
chekered, balok pengaku, dan balok anak, untuk struktur primer diperoleh dimensi
kolom yang memenuhi standart keamanan dan kenyamanan. Struktur di desain
dengan batas daktailitas sehingga pada saat terjadi gempa simpangan antar lantai
tidak terlalu jauh.
Pada ketentuan seismic untuk bangunan baja struktural 12 juli 2016
menggantikan ketentuan seismic untuk bangunan baja struktural tertanggal 22 juni
2010, dan semua versi sebelumnya yang disetujui oleh Komite AISC mengenai
baja struktural bisa jauh lebih besar dari yang ditentukan. Nilai minimum Tingkat
tegangan hasil aktual yang lebih tinggi pada anggota yang memasok inelastis.
Perputaran dengancara menghasilkan dapat merugikan kinerja koneksi dengan
berkembang. Kekuatan yang lebih besar pada sambungan sebelum
menghasilkan.Misalnya, pertimbangkan sejenak. Desain koneksi dimana rotasi
inelastis dikembangkan dengan menghasilkan balok. Dan balok telah ditentukan
untuk baja ASTM A36 / A36M. Jika balok memiliki. Tegangan hasil sebenarnya
sebesar 55 ksi (380 MPa),sambungannya diperlukan untuk menahan sesaat. Itu
adalah 50% lebih tinggi daripada jika balok tersebut memiliki tegangan hasil
aktual 36 ksi (250 MPa).Akibatnya, bagian ini mensyaratkan bahwa bahan yang
digunakan untuk spesimen uji mewakili. Kondisi ini mungkin lebih kuat, karena
ini akan memberikan yang paling parah uji koneksi. Persyaratan bagian ini hanya
berlaku untuk anggota atau elemen penghubung. Dari spesimen uji yang
dimaksudkan untuk berkontribusi pada rotasi inelastis. Spesimen melalui hasil
panen. Persyaratan bagian ini tidak berlaku. Anggota atau elemen penghubung
yang dimaksudkan untuk tetap elastis.
Pada studi Perilaku Buckling Lokal All-Steel Buckling Resisted Braces Universitas Teknologi Sahand ini menyajikan hasil analisis elemen hingga dari
penyangga tahan banting baja yang diusulkan (BRB) Model. Tujuan dari analisis
ini adalah untuk melakukan studi parametrik untuk mengetahui pengaruh detail
antarmuka BRB pada perilaku tekuk lokal pelat inti. Selain itu, efek besarnya
koefisien gesekan (μ) Antara kontak inti dan mekanisme tekuk tekuk (BRM),
ukuran celah antara inti dan BRM, dan ketebalan material unbonding pada
6 Berdasarkan hasil, konfigurasi antarmuka dan besarnya gesekan Koefisien pada
antarmuka secara signifikan dapat mempengaruhi perilaku tekuk lokal BRBs
semua baja. Akhirnya, a Detail antarmuka yang sesuai dari BRB disarankan untuk
tujuan desain berdasarkan hasil analisis elemen hingga.
B.Persyaratan Umum Bangunan
Persyaratan-persyaratan dalam perencanaan dan pelaksanaan sesuai dengan
spesifikasi teknis dan tata cara pelaksanaan sesuai dengan gambar perencanaan
dan gambar kerja. Perencanaan harus mengacu pada peraturan-peraturan
konstruksi yang telah ditetapkan.
C.Peraturan Perencanaan Struktur
1. Peraturan Bahan Bangunan
Peraturan Bahan Bangunan Indonesia (PBBI), Yayasan Lembaga Penyelidikan
Masalah Bangunan.
2. Peraturan Pembebanan
Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung dan Bangunan lain
SNI-1727-2013.
3. Peraturan Konstruksi Beton
a. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung, SK SNI
T15-1991-03, Penerbit Yayasan LPMB, Bandung 1991.
b. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung, SK SNI
4. Peraturan Konstruksi Baja
a. Peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia (PPBBI) 1984, Yayasan
Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan.
b. Spesifikasi Bahan Bangunan Bagian B (Bahan Bangunan dari Besi/baja)
SNI S-05-1989-F.
c. Baja, Peraturan Umum Pemeriksaan SNI 07-0358-1989-A.
d. Baja untuk Keperluan Rekayasa Umum SNI 07-3014-1992.
e. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Rumah dan Gedung SNI
03-1726-2002.
f. Spesifikasi Untuk Bangunan Gedung Baja Struktural SNI 1729:2015.
D. Material Baja Sebagai Bahan Struktur
Baja adalah logam campuran yang tediri dari besi (Fe) dan karbon (C). Jadi
baja berbeda dengan besi (Fe), alumunium (Al), seng (Zn), tembagga (Cu), dan
titanium (Ti) yang merupakan logam murni. Dalam senyawa antara besi dan
karbon (unsur nonlogam) tersebut besi menjadi unsur yang lebih dominan
dibanding karbon. Kandungan kabon berkisar antara 0,2 – 2,1% dari berat baja,
tergantung tingkatannya.
Secara sederhana, fungsi karbon adalah meningkatkan kwalitas baja, yaitu
daya tariknya (tensile strength) dan tingkat kekerasannya (hardness). Selain
karbon, sering juga ditambahkan unsur chrom (Cr), nikel (Ni), vanadium (V),
molybdaen (Mo) untuk mendapatkan sifat lain sesuai aplikasi dilapangan seperti
antikorosi, tahan panas, dan tahan temperatur tinggi. Sebelum meninjau lebih
lanjut tentang baja, ada baiknya terlebih dahulu melihat klasifikasi baja menurut
8 1. Baja Karbon ( carbon steel ), dibagi menjadi tiga yaitu :
a. Baja karbon rendah ( low carbon steel ) – mesin (machine), dan baja
ringan(mild steel), 0,05 % - 0,30 % C. Sifatnya mudah ditempa dan mudah
di mesin, penggunaanya 0,05 % - 0,20 % C untuk badan mobil(automobile
bodies), bangunan (buildings), rantai(chains), paku keling(rivets),
sekrup(screws), nails (paku). Dan 0,20 % - 0,30 % C untuk roda gigi
(gears), poros (shafts), baut (bolts), tempa (forgings),
jembatan(bridges),bangunan(buildings).
b. Baja karbon menengah (medium carbon steel), kekuatan lebih tinggi
daripada baja karbon rendah, sifatnya sulit untuk dibengkokkan, dilas,
dipotong.Kandungan 0,30 % - 0,40 % C untuk penghubung batang/kabel
(connecting rods), pin engkol (crank pin), as roda (axles). Dan kandungan
0,40 % - 0,50 % C untuk as mobil (car axles), tangkai engkol (cranks
hafts), rel (rails), boiler (boilers), auger bit (auger bits), obeng
(screwdrivers). Serta kandungan 0,50 % - 0, 60 % C untuk palu (hammers)
dan kereta luncur (sledges).
1,65 %, silicon (Si) 0,6 % dan tembaga (Cu) 0,6 %. Karbon dan mangan adalah
unsure utama untuk menaikkan kekuatan besi murni.
Baja Karbon A36 mengandung karbon maksimum antara 0,25 % sampai
dengan 0,29 % tergantung pada tebalnya. Baja karbon struktural ini memiliki titik
leleh 36 ksi (250 Mpa). Lihat pada gambar 2.1 berikut. Penambahan karbon akan
menaikkan tegangan leleh, tetapi mengurangi daktilitas (ductility), sehingga lebih
sukar dilas. Yang termasuk baja karbon adalah A36.
Gambar 2.1 Kurva tegangan – regangan
10 2. Baja Paduan Rendah Kekuatan Tinggi (High Strength Low Alloy Steel)
Baja ini diperoleh dari baja karbon dengan menambah unsure paduan seperti
chrom, columbium, tembaga, mangan molybdenum, nikel, fosfor, vanadium atau
zirconium agar beberapa sifat mekanisnya lebih baik. Sementara baja karbon
mendapatkan kekuatan dengan menaikkan kandungan karbon. Tegangan lelehnya
berkisar 40 ksi dan 70 ksi (275 Mpa dan 480 Mpa). Pada gambar 2.1 terlihat
sebagai kurva ( b ). Yang termasuk baja paduan rendah kekuatan tinggi ini adalah
A242, A441, A572, A558, A606, A618 dan A709. Tujuan dilakukan penambahan
unsure yaitu :
a. Untuk menaikkan sifat mekanik baja (kekerasan, keliatan, kekuatan tarik
dan sebagainya).
b. Untuk menaikkan sifat mekanik pada temperature rendah.
c. Untuk meningkatkan daya tahan terhadap reaksi kimia (oksidasi dan
reduksi).
d. Untuk membuat sifat-sifat special.
3. Baja Paduan
Baja paduan rendah dapat didinginkan (dalam air) dan dipanaskan kembali
untuk mendapatkan tegangan leleh sebesar 80 ksi sampai 110 ksi (550 Mpa
sampai 760 Mpa). Tegangan leleh biasanya didefinisikan sebagai tegangan
dengan regangan tetap sebesar 0,2%, tegangan-regangan yang umum
Gambar 2.2 Kurva tegangan - regangan tipikal yang diperbesar untuk berbagai
leleh.
Sumber : STRUKTUR BAJA, Disain dan Perilaku, Charles G. Salmon.
Gambar 2.3 Contoh profil baja canai panas (hot rolled), tebal profil > 1 mm.
12 Baja ringan adalah baja canai dingin dengan kualitas tinggi yang bersifat
ringan dan tipis namun kekuatannya tidak kalah dengan baja konvensional. Baja
ringan memiliki tegangan tarik tinggi (G550). Baja G550 berarti baja memiliki
kuat tarik 550 MPa (Mega Pascal). Baja ringan adalah Baja High Tensile G-550
(Minimum Yeild Strength 5500 kg/cm2) dengan standar bahan ASTM A792, JIS
G3302, SGC 570. Untuk melindungi material baja mutu tinggi dari korosi, harus
diberikan lapisan pelindung (coating) secara memadai. Berbagai metode untuk
memberikan lapisan pelindung guna mencegah korosi pada baja mutu tinggi telah
dikembangkan. Jenis coating pada baja ringan yang beredar dipasaran adalah
Galvanized, Galvalume, atau sering juga disebut sebagai zincalume dan sebuah
produsen mengeluarkan produk baja ringan dengan menambahkan magnesium
yang kemudian dikenal dengan ZAM, dikembangkan sejak 1985, menggunakan
lapisan pelindung yang terdiri dari: 96% zinc, 6% aluminium, dan 3% magnesium
Gambar 2.4 Contoh baja canai dingin (cold rolled), tebal profil < 1 mm (0,60 mm
dan 0,80 mm), dinamai juga baja ringan.
Sumber :Brosur prima truss.
Untuk mengetahui sifat mekanik baja dilakukan pengujian tarik terhadap
benda uji (gambar 2.5), dengan memberikan gaya tarikan sampai benda uji
menjadi putus. Tegangan diberikan dengan persamaan gaya dibagi luas
penampang, (f/A), dan regangan adalah perbandingan antara pertambahan panjang
dengan panjang benda uji, (ƐL/L), dan hasil pengujian dilukiskan pada gambar
2.6.
Gambar 2.5 : (a) Benda uji, dengan uji tarik, (b) dan (c) bersifat liat (ductile), (d)
bersifat rapuh/getas (brittle).
Gambar 2.6 adalah hasil uji tarik dari satu benda uji baja yang diakukan
hingga benda uji mengalami putus/runtuh, sedangkan pada gambar 2.7
menunjukkan perilaku benda uji sampai dengan regangan 2% yang diperbesar.
14
fp : batas proporsional.
fe : batas elastic.
fy u, fy : tegangan leleh atas dan bawah.
fu : tegangan ultimate.
Ɛsh : regangan saat mulai terjadi penguatan regangan (strain-hardening)
Titik-titik ini membagi kurva tegangan – regangan menjadi beberapa daerah,
yaitu :
a. Daerah linear antara titik 0 dan fp, pada daerah ini berlaku Hukum Hooke,
Dimana, f = P/A = tegangan
Ɛ = ΔL / L = regangan.
E = f / Ɛ = Young modulus = modulus elastic.
Gambar 2.7 Bagian kurva yang diperbesar, Ɛ = 0,2% merupakan regangan
permanen.
b. Daerah elastis dari 0 sampai fe, yaitu apabila beban yang bekeja pada benda uji
dihilangkan maka benda uji akan kembali kebentuk semula (masih elastis).
c. Daerah plastis dibatasi dari fe sampai dengan regangan 2% (0,02), daerah
dimana dengan tegangan yang hampir konstan mengalami regangan yang
besar. Metode perencanaan plastis menggunakan daerah ini untuk menentukan
kekuatan plastis. Daerah ini juga menunjukkan tingkat daktilitas dari material
baja.
d. Daerah antara regangan Ɛsh sampai pada daerah dimana benda uji sudah putus
dinamai daerah penguatan regangan (strain hardening). Sesudah melewati
daerah plastis tegangan kemudian naik kembali namun dengan regangan yang
lebih besar, sampai pada puncaknya dimana terdapat tegangan ultimate (fu),
sesudah itu terjadi penurunan tegangan namun regangan terus bertambah,
16 Sifat mekanik tiap jenis baja dapat dilihat dalam tabel 1 berikut,
Tabel 2.1 : Sifat Mekanik Beberapa Jenis Baja.
Jenis Baja Tegangan putus
minimum, fu
Sifat-sifat mekanis lainnya baja struktural untuk maksud perencanaan
ditetapkan (SNI 03-1729-2002) sebagai berikut :
Modulus elastis : E = 200.000 MPa
Modulus geser : G = 80.000 MPa
Nisbah poison : µ = 0,3
Koefisien pemuaian : α = 12 x 10-6 / oC
6. Keliatan dan Kekenyalan
Keliatan (toughness) dan kekenyalan (resilience) suatu bahan adalah
kemampuan bahan tersebut menyerap energy mekanis sebelum bahan tersebut
hancur. Untuk tegangan uniaksial (satu sambu), besaran ini dapat diperoleh dari
kurva uji tarik (tegangan – regangan) seperti yang diperlihatkan Gambar 2.1.
Kekenyalan berhubungan dengan penyerapan energi elastis suatu bahan,
adalah jumlah energi elastis yang dapat diserap oleh satu satuan volume bahan
yang dibebani tarikan, besarnya sama dengan luas bidang di bawah diagram
Keliatan berhubungan energi total, baik elastis maupun inelastis, yang dapat
diserap oleh satu satuan volume bahan sebelum patah/putus. Untuk tarikan
uniaksial (satu sumbu), keliatan sama dengan luas bidang di bawah kurva
tegangan-regangan tarik sampai titik patah, disebut juga modulus keliatan.
Sebagai contoh, harga kekenyalan dan keliatan diberikan dalam tabel 2 berikut :
Tabel 2.2 : Harga kekenyalan dan keliatan baja.
JENIS BAJA Kekenyalan
Baja paduan rendah kekuatan tinggi
(A441 ddengan Fy = 50 ksi)
296 103000
Baja karbon yang dicelup dan dipanasi kembali
(Fy = 70 ksi)
758 124000
Baja paduan yang dicelup dan dipanasi kembali
(A514 dengan Fy = 100 ksi)
1170 131000
Sumber : Charles G. Simon, STRUKTUR BAJA, Design dan Perilaku.
7. Kelakuan Baja Pada Suhu Tinggi.
Perencanaan struktur yang hanya berada pada suhu atmosfir jarang
meninjau kelakuan baja pada suhu tinggi. Pengetahuan tentang kelakuan ini
diperlukan dalam menentukan prosedur pengelasan dan pengaruh kebakaran.Bila
suhu melampaui 93 °C, kurva tegangan-regangan mulai menjadi tak linear dan
secara bertahap titik leleh yang jelas menghilang. Modulus elastisitas, kekuatan
leleh, dan kekuatan tarik akan menurun bila suhu naik. Pada suhu antara 430 dan
540 °C terjadi laju penurunan maksimum. Baja dengan persentase karbon yang
tinggi, seperti A36 A440 menunjukkan pelapukan regangan (strain aging), pada
18 Penurunan modulus elastisitas tidak terlalu besar pada suhu sampai 540 °C,
setelah itu modulus elastisitas akan menurtm dengan cepat. Yang lebih penting,
bila suhu mencapai 260 sampai 320 °C deformasi pada baja akan membesar
sebanding dengan lamanya waktu pembebanan, fenomena ini dikenal sebagai
"rangkak" (creep). Rangkak sering dijumpai pada struktur beton dan pengaruhnya
pada baja (yang tidak terjadi pada suhu kamar) meningkat bila suhu naik.pengaruh
suhu tinggi yang lain adalah
a. Memperbaiki daya tahan kejut tarik sampai kira-kira 65-95oC
b. Menaikan kegetasan akibat perubahan metalurgis, seperti pengendapan
senyawa karbon yang mulai terjadi pada suhu 510oC.
c. Menaikan sifat tahan karat baja struktural bila suhu mendekati 540oC.
Baja umumnya dipakai pada keadaan suhu di bawah 100oF, dan beberapa
baja yang diberi perlakuan panas harus dijaga agar suhunya di bawah 430oC.
8. Patah Getas
Patah getas didefenisikan sebagai "jenis keruntuhan berbahaya yang terjadi
tanpa deformasi plastis lebih dahulu dan dalam waktu yang sangat singkat",.
Kelakuan patah dipengaruhi oleh suhu, laju pembebanan, tingkat tegangan,
ukuran cacat, tebal atau pembatas pelat, geometri sambungan, dan mutu
pengerjaan.
9. Sobekan Lamela
Sobekan lamela (lamelar tearing) merupakan salah satu bentuk patah getas.
(restrained) pecah (sobek) akibat regangan “sepanjang ketebalan” yang timbul
karena penyusutan logam las.
Gambar 2.8 Sambungan dengan sobekan lamela akibat penyusutan las pada tabel
bahan yang sangat dikekang
10. Keruntuhan Lelah
Pembebanan dan penghilangan beban yang berlangsung secara
berulang-ulang, walaupun belum melampaui titik leleh dapat mengakibatkan keruntuhan,
disebut kelelahan (fatigue). Keruntuhan ini dapat terjadi walaupun semua kondisi
bajanya ideal. Sebagai contoh, jembatan jalan raya biasanya diperkirakan
mengalami lebih dari 100.000 siklus pembebanan sehingga kelelahan (fatigue)
20 rendah, maka kelelahannya tidak perlu ditinjau. Siklus pembebanan pada gedung
umumnya berasal dari muatan hidup lantai, hujan, angin dan gempa.
11. Aplikasi Material Baja Pada Struktur
Bahan baja dapat diaplikasikan sebagai rangka atap rumah, struktur gedung,
jembatan dan menara, secara umum diklasifikasikan sebagai struktur balok biasa,
Gambar 2.11 Bangunan Portal (Hot rolled)
Gambar 2.12 Jembatan Rangka (Hot Rolled)
24 Gambar 2.14 Menara Struktur Rangka (Hot Rolled)
E. Konsep Dasar Perencanaan
1. Ananlisis Gaya
Analisis beban dorongstatik (stticpush overanalysis) pada struktur
gedung, denganmenggunakancaraanalisis statik 2dimensiatau3 dimensilinier
dannon linier,dimanapengaruhGempaRencanaterhadapstrukturgedung dianggap
sebagaibeban-bebanstatikyang menangkappadapusatmassamasing-masing
lantai,yang nilainyaditingkatkansecaraberangsurangsursampaimelampaui
pembebananyangmenyebabkanterjadinyapelelehan (sendiplastis) pertama
didalam strukturgedung,kemudiandenganpeningkatanbebanlebihlanjut
mengalamiperubahanbentukelastoplastisyangbesarsampaimencapaikondisi di
ambang keruntuhan.
a. Gaya Luar ( Gaya Gempa )
Bebangempanominal, yangnilainyaditentukanoleh3hal,yaituoleh besarnya
probabilitas beban itu dilampaui dalam kurun waktu tertentu, oleh tingkat
daktilitasstrukturyangmengalaminyadanolehkekuatanlebihyangterkandung
tersebutdalam kurunwaktuumur gedung50tahunadalah 10%dangempayang
menyebabkannya disebut gempa rencana (dengan periode ulang 500 tahun),
tingkatdaktilitasstrukturgedungdapatditetapkansesuai kebutuhansedangkan
faktorkuatlebihf1 untukstrukturgedungumumnilainyaadalah1,6.Dengan
demikian,bebangempanominaladalahbeban akibatpengaruhgemparencana
yangmenyebabkanterjadinyapelelehanpertamadidalam strukturgedung, kemidian
direduksi dengan faktor kuat lebih f1(SNI-1726-2002).
Gempabumiadalahfenomenagetaran yangdikaitkan
dengankejutanpadakerak bumi.Bebankejut
inidapatdisebabkanolehbanyakhal,tetapisalahsatu faktor
yangutamaadalahbanturan pergesekankerakbumiyangmempengaruhi
permukaanbumi.Lokasiterjadinya gesekaninidisebutfaultzones.Kejutanyang
berkaitandenganbenturantersebut akanmenjalardalam bentukgelombang.
Gelombanginimenyebabkanpermukaanbumi danbangunandiatasnya bergetar.
Padasaatbangunanbergetar, timbulgaya-gaya pada strukturbangunankarena
adanya kecenderungan massa bangunan untukmempertahankan dirinya dari
gerakan sehinggagempabumimempunyaikecenderungan menimbulkangaya- gaya
lateralpada struktur(Schodek,1992).
b. Gaya Akibat Beban Gravitasi
1.) Beban Mati
Bebanmatimerupakanbabangaya beratpadasuatuposisitertentu.Bebanini
disebutdemikiankarena iabekerjaterusmenerusmenujuarahbumipadasaat
strukturtelahberfungsi. Beratstrukturdianggapsebagaibebanmati,demikian
26 listrik,saluranACdanpemanas,peralatan pencahayaan,penutuplantai,
penutupatap,plafondgantung,yaknisegalamacamhalyangtetapberada pada
tempatnya sepanjang umur struktur tersebut (Salmon dan Johnson,1992).
Bebanmatimerupakanbebanyangberasaldariberatsendirisemuabagian
darigedung yangbersifattetap, termasukdindingdansekatpemisah,kolom, balok,
lantai,atap,penyelesaian,mesindanperalatan yamgmerupakan bagianm
yangtidakterpisahkanndarigedung,yangnilaiseluruhnyaadalah sedemikian
rupasehinggaprobabilitasuntuk dilampauinyadalamkurunwaktu tertentu
terbataspadasuatupersentasetertentu. Padaumumnyaprobabilitas
bebantersebutuntukdilampauiadalahdalam kurunwaktuumurgedung50
tahundanditetapkandalam standar-standarpembebananstrkturgedung,dapat
dianggap sebagai bebanmati nominal(SNI-1726-2002).
2.) Beban Hidup
Bebanhidupnominalyangbekerjapada strukturgedung merupakanbeban
yangterjadi akibatpenghunianatau penggunaan gedungtersebut,baikakibat
bebanyang berasaldariorang maupundari barangyang dipindahkan atau
mesindanperalatansertakomponenyangtidak merupakanbagianyangtetap
darigedung,yangnilaiseluruhnya adalahrupa.Padaumumnyaprobabilitas
bebantersebutuntukdilampauiadalahdalam kurunwaktuumurgedung50
tahundanditetapkansebesar10%.Namundemikian,bebanhiduprencana
yangbiasaditetapkandalam standarpembebananstrukturgedung,dapat dianggap
sebagai bebanhidup nominal(SNI-1726-2002).
Bebanhidupmerupakanbaban-beban gravitasiyangbekerjapadasaatstruktur
adalahbebanorang,furnitur,perkakasyangdapatbergerak, kendaraan dan
barang-barangyangdapatdisimpan.Secarapraktisbebanhidupbersifat tidak permanen
sedangkan, yang lainnya sering berpindah-pindah tempatnya.
Karenatidakdiketahui besar,lokasidankepadatannya, besardan posisi
sebenarnyadaribeban-bebansemacamitusulitsekaliditentukan(Salmon dan
Johnson, 1992).
2. Perencanaan Beban Dan Kuat Terfaktor
a.)Kekuatan ultimit struktur gedung :
Ru = ϕ.Rn
Pembebanan Ultimit :
Qu= γ.Qn
Perencanaanbeban dan kuat terfaktorharus memenuhi persyaratan :
Ru ≥ Qu
b.)Kombinasi pembebanan :
Oleh bebanmati dan beban hidup :
Qu = γD Dn + γLLn
Oleh bebanmati, beban hidup, dan beban gempa:
Qu = γD Dn + γLLn + γEEn
1.) Kondisi pembebanan, bila hanya terjadi beban mati (WD) dan beban hidup
(WL). Beban ultimate : Wu = 1,2 WD + WL
2.) Bila beban angin (Ww) diperhitungkan, beban ultimate : Wu = 0,75 ( 1,2 WD
28 3.) Bila ketahanan struktur terhadap beban gempa E turut pula diperhitungkan,
Beban ultimate : Wu = 1,05 ( WD + WL + E ), dengan WLr = beban hidup
yang telah direduksi (lihat SNI 1726-2012-F) tentang Tata Cara Perencanaan
Ketahanan Gempa Untuk Rumah dan Gedung.
4. Perencanaan kapasitas
Strukturgedungharusmemenuhipersyaratan“kolom kuatbaloklemah”, artinya
ketikastrukturgedungmemikulpengaruhGemparencana,sendisendi plastisdi dalam
strukturgedungtersebuthanyabolehterjadipadaujungujungbalokdan pada kaki
kolom dan kaki dinding geser saja. Implementasi persyaratanini didalam
perencanaanstrukturbetondanstrukturbajaditetapkandalamstandar beton dan
standar baja yang berlaku.
5. Wilayah Gempa
Indonesiaditetapkanterbagidalam6wilayahgempa,dimanawilayah wilayah
gempa1adalahwilayahdengankegempaanpalingrendahdanwilayah gempa6 dengan
kegempaan paling tinggi.Pembagian wilayah gempa ini didasarkan atas
percepatan puncakbatuandasarakibatpengaruhgemparencanadenganperiode
ulang500tahun,yangnilairata-ratanyauntuyk setiapwilayahgempaditetapkan
dalamTabel 2.3 dan Gambar 2.15 dibawah ini:
Tabel 2.3. Percepatan puncak batuan dan percepatan puncak muka tanah untuk
masing-masing wilayah gempa indonesia
Percepatan puncak muka tanah Ao(„g‟)
1 0,03 0,04 0,05 0,08 Diperlukan
evaluasi
khusus di
setiap lokasi
2 0,01 0,12 0,15 0,20
3 0,15 0,18 0,23 0,30
4 0,20 0,24 0,28 0,34
5 0,25 0,28 0,32 0,36
6 0,30 0,33 0,36 0,38
Sumber : SNI-1726-2012
Gambar 2.15. Wilayah Gempa Indonesia dengan percepatan puncak batuan dasar
dengan periode ulang 500 tahun
6. Kinerja Struktur Gedung
a. Kinerja Batas Layan
Kinerja batas layan struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar tingkat
akibat pengaruh gempa rencana, yaitu untuk membatasi terjadinya pelelehan dan
peretakan beton yang berlebihan, disamping untuk mencegah kerusakan
30 dihitung dari simpangan struktur gedung tersebut akibat pengaruh gempa nominal
yang telah dibagi faktor skala.
Untuk memenuhi syarat kinerja batas layan struktur gedung, dalam segala
hal simpangan antar-tingkat yang dihitung dari simpangan struktur gedung
menurut pasal 8.1.1 tidak boleh melampaui 0,03/R kali tinggi tingkat yang
bersangkutan atau 30 mm, bergantung yang mana yang nilainya terkecil.
b. Kinerja Batas Layan
Kinerja batas ultimit struktur gedung ditentukan oleh simpangan dan
simpangan antar-tingkat maksimum struktur gedung akibat pengaruh gempa
rencana dalam kondisi struktur gedung diambang keruntuhan, yaituuntuk
membatasi kemungkinan terjadinya keruntuhan struktur gedung yang dapat
menimbulkan korban jiwa manusia dan untuk mencegah benturan berbahaya
antar-gedung atau antar bagian struktur gedung yang dipisah dengan sela pemisah.
Simpangan antar-tingkat ini harus dihitung dari simpangan struktur gedung akibat
pembebanan gempa nominal, untuk struktur gedung beraturan dikalikan dengan
suatu faktor pengali ξ dibawah ini:
ξ = 0,7 R...(2.1)
di mana R adalah faktorreduksi gempa struktur gedung tersebut dan Faktor Skala.
Simpanganstrukturgedungtidakbolehmelampaui0,02kalitinggi tingkatyang
bersangkutan. Jarakpemisahantar-gedungharusditentukanpaling sedikit
samadenganjumlah
simpanganmaksimummasing-masingstrukturgedung.Dalamsegalahalmasing-masing jarak tersebut tidak boleh
kurang dari 0,025 kaliketinggian taraf itu diukur daritaraf penjepitan
satukesatuandalam mengatasipengaruhGempaRencana,harusdipisahkanyang satu
terhadap yang lainnya dengan suatu sela pemisah (sela delatasi) yang
lebarnyapalingsedikit harussama denganjumlah simpanganmasing-masing
bagianstrukturgedung padatarafitu.Dalamsegalahallebarselapemisahtidak boleh
ditetapkan kurang dari 75 mm.
1.) Perencanaan Pelat
Bilapelat mengalamirotasibebaspadatumpuan,pelatdan tumpuansangatkaku
terhadapmomenpuntir,makapelatitudikatakan jepitpenuh.Bilabaloktepitidak cukup
kuat untuk mencegah rotasi,makadikatakan terjepitsebagian. Penulangan
lenturdihitunganalisatulangantunggaldenganlangkah-langkah rumus persamaan2.2
s/d 2.8 :
a.) ………..( 2.2 )
Dimana = 0,80
b.) ………( 2.3 )
c.) ..………( 2.4 )
d.) ………...( 2.5 )
ρmin untuk plat digunakan 0,0025
e.) As = ρ.b.d ………( 2.6 )
f.) ………..………( 2.7 )
32 2.) Perencanaan Balok
Pembebananbalok disesuaikan dengan Peraturan Pembebanan Indonesia
Untuk Gedung (PPIUG) 1983, sedangkan pemakaian Profil dihitung sesuai
dengan ketentuanpada AISC– LRFD.Analisis elemen kolomdapatdipergunakan
persamaan 2.16s/d 2.22:
a.) Kolom Pendek λc ≤ 1,5
2
Fcr = ( 0.658λc)Fy...……….……( 2.16 )
b.) Kolom Panjang λc ≤ 1,5
Fcr = Fy...………..….……( 2.17 )
………...…( 2.18 )
Dimana :
Fy:Tegangan leleh
E : Modulus elastisitas
K : Angka koefisien
l :Panjangkolom
r :Jari –jari girasi r= √ I/A
c.) Cek stabilitas penampang
………....( 2.19 )
………...( 2.20 )
d.) Sebagai Balok-Kolom
Perencanaan momen lentur dan gaya aksial :
………....( 2.21 )
34 Dimana :
Pu : Gaya aksialterfaktor
Pn : Kuat nominal penampang
Ag= luas penampang
Φ : Faktor reduksi kekuatan =0.9
Mu :Momen lentur terfaktor
Mn : Kuat nominal lenturpenampang
7. Verify Analysis vs Design Section
Setelah selesai merunning dan mendesain struktur baja dengan SAP 2000
lalukita cek semua dimensi elemen struktur yang telah kita tentukan masih masuk
dalam kondisi aman atau tidak dengan cara mengecek nilai stress ratio-nya, yaitu
nilai perbandingan antara gaya dalam ultimate (hasil beban kombinasi maksimum
yang bekerja membebani bangunan) dengan kuat ijin masing-masing profilnya.
Bila stress ratio kurang dari 1 (atau tergantung dari batas limit yang bisa kita
tentukan sendiri tetapi disarankan nilainya tetap kurang dari 1) maka elemen
struktur masih dalam kategori aman, tetapi jika lebih besar dari angka 1 maka
kategorinya menjadi tidak aman, alias kita perlu mengganti batang profil tersebut
dengan penampang profil yang lebih kuat (Made Pande, 2013).
8. Efisiensi Biaya Penggunaan Profil Baja
Dalam membangun sebuah gedung dibutuhkan banyak peralatan termasuk
salah satunya besi baja structural. Ada banyak produk besi baja structural yang
ada di pasaran namun satu brand yang paling popular dan terasa umum untuk
daerah dan took. Produk serupa juga sering dipilih atau sebagai pesaing WF ialah
baja H Beam.
Besi WF dikenal memiliki kepadatan yang cukup tinggi. Tetapi raiso
kekuatan komponen pun sama-sama tinggi. Sehingga mampu membawa beban
dengan lebih aman dan efektif. Untuk berat baja WF berkisar mulai dari 112 kg
sampai 2520 kg untuk berat total. Sementara berat per meternya berkisar 9,3 kg
sampai 210 kg, semua tergantung pada ukuran yang meliputi panjang, tinggi,
lebar, tebal badan, dan tebal sayap. Jadi dalam harga Baja WF per kg pun
berbeda-beda mulai dari Rp 7.500 untuk ukuran WF 300 x 150 x 6,5 x 9 mm.
berikut adalah tabel harga baja WF dipasaran.
Tabel 2.4. Harga Profil Baja WF dipasaran.
No Ukuran Panjang Harga / Kg Kg Harga/Batang
1 WF 100x50x5x7 12 Rp 9.700 112 Rp. 1.086.400
3 WF 148x100x6x9 12 Rp 9.850 253 Rp. 2.492.050
4 WF 150x75x5x7 12 Rp 9.850 168 Rp. 1.654.800
5 WF 198x99x4,5x7 12 Rp 9.900 218 Rp. 2.158.200
6 WF 200x100x3,2x4,5 12 Rp 9.950 143 Rp. 1.422.850
7 WF 200x100x5,5x8 12 Rp 9.950 256 Rp. 2.547.200
36 9 WF 250x125x6x9 12 Rp 10.000 355 Rp. 3.550.000
10 WF 298x149x6x8 12 Rp 10100 384 Rp. 3.878.400
11 WF 300x150x6,5x9 12 Rp 11.250 440 Rp. 4.950.000
12 WF 350x175x7x11 12 Rp 10.350 595 Rp. 6.158.250
13 WF 400x200x8x13 12 Rp 10.450 792 Rp. 8.276.400
14 WF 450x200x8x13 12 Rp 10.500 912 Rp. 9.576.000
15 WF 500x200x10x16 12 Rp 11.000 1075 Rp. 11.825.000
16 WF 588x300x10x16 12 Rp 11.200 1812 Rp. 20.294.400
17 WF 600x200x11x17 12 Rp 11.350 1272 Rp. 14.437.200
18 WF 700x300x13x24 12 Rp 11.375 2220 Rp. 25.252.500
19 WF 800x300x14x26 12 Rp 11.900 2520 Rp. 29.988.000
Sumber :http://hargabarangterbaru.top/harga-besi-wf/. harga baja WF dipasaran.
Tabel 2.5. Berat Profil Baja WF
No Ukuran (mm) Panjang (m1) Kg Berat/m (kg)
1 WF 100x50x5x7 12 112 9,333
2 WF 148x100x6x9 12 253 21,083
3 WF 150x75x5x7 12 168 14
4 WF 198x99x4,5x7 12 218 18,166
5 WF 200x100x3,2x4,5 12 143 11,916
6 WF 200x100x5,5x8 12 256 21,333
7 WF 248x 124x 5x8 12 308 25,666
8 WF 250x125x6x9 12 355 29,583
19 WF 298x149x6x8 12 384 32
10 WF 300x150x6,5x9 12 440 36,666
11 WF 350x175x7x11 12 595 49,583
12 WF 400x200x8x13 12 792 66
13 WF 450x200x8x13 12 912 76
14 WF 500x200x10x16 12 1075 89,58
38
16 WF 600x200x11x17 12 1272 106
17 WF 700x300x13x24 12 2220 185
18 WF 800x300x14x26 12 2520 210
Sumber :http://metal.beyond-steel.com/2009/09/jual-baja-wf-beam/. harga baja WF
dipasaran. Diakses pada tanggal 17 juli 2017
