BAB I
PENDAHULUAN
1. 1 Umum
Pada dasarnya dalam suatu struktur, batang akan mengalami gaya lateral dan aksial. Suatu batang yang menerima gaya aksial desak dan lateral secara bersamaan disebut balok kolom. Akibat adanya gaya lateral batang akan berperilaku sebagai balok, sedangkan akibat gaya aksial desak batang akan berperilaku sebagai kolom.
Fenomena tekuk berkaitan dengan kekakuan elemen struktur. Suatu elemen yang mempunyai kekakuan kecil lebih mudah mengalami tekuk dibandingkan dengan elemen yang mempunyai kekakuan besar. Untuk menghindari kegagalan akibat tekuk pada kolom, maka luas tampang tekan dan bentuk dari tampang harus dipilih secara benar. Momen inersia menjadi salah satu pertimbangan yang penting dalam pemilihan tampang, maka nilai momen inersia dapat ditingkatkan dengan menyebarkan luas tampang dalam batas-batas praktis sejauh mungkin dari sumbunya.
Baja berdeformasi secara nyata dapat dilihat pada batang polos maupun konstruksi portal sederhana. Portal terdiri dari elemen-elemen pelat, kolom, dan balok kolom dimana sambungan balok dan kolom tidak dapat dikatakan monolit seperti beton maka digunakan asumsi-asumsi dalam memudahkan di dalam menganalisa. Dalam perencanaan faktor yang harus mendapat perhatian utama
adalah masalah kekuatan atau keamanan, masalah keekonomisan dan masalah estetika dari struktur yang direncanakan.
Suatu struktur dikatakan kuat atau aman apabila struktur tersebut mampu memikul segala gaya, tegangan dan juga lendutan yang mungkin timbul akibat dari pembebanan yang bersifat sementara. Oleh karena itu, seorang perencana harus memperhatikan hal- hal tersebut diatas dengan sebaik-baiknya dalam merencanakan suatu struktur.
Dalam tugas akhir ini yang ditinjau adalah profil baja. Apabila sebuah batang lurus dibebani gaya tekan aksial dengan pemberian beban semakin lama semakin tinggi, maka pada batang tersebut akan mengalami perubahan. Perubahan dari keadaan sumbu batang lurus menjadi sumbu batang melengkung dinamakan buckling (tekuk).
Buckling (tekuk) terjadi akibat penekanan pada suatu batang dimana yang mengalami gaya tekan aksial. Adanya gaya aksial yang bekerja pada elemen struktur ternyata dapat mempengaruhi kekakuan transversal, yaitu kemampuan menahan gaya yang bekerja tegak lurus elemen tersebut. Pada elemen langsing, gaya aksial tekan menyebabkan elemen rawan terhadap tekuk yang terjadi secara tiba-tiba. Dalam hal ini, tekuk dapat terjadi sebelum atau sesudah tegangan idiil dicapai terlebih dahulu, tentu tidak menjadi masalah dalam perhitungan kekuatan baja. Namun apabila tekuk terjadi sebelum tegangan idiil dicapai, tentu akan sangat berbahaya karena peristiwa tekuk terjadi secara tiba-tiba tanpa memberi tanda-tanda misalnya terjadinya deformasi secara perlahan- lahan yang semakin lama semakin besar.
Tabel 1. 1 Tekuk Kolom Euler Tipe Perletakan Jepit-jepit Jepit-sendi Jepit-jepit bergoyang Sendi-sendi Jepit-bebas Sendi-jepit bergoyang Garis terputus menunjukk an diagram kolom tertekuk Nilai K teoritis 0,5 0,7 1,0 1,0 2,0 2,0 Nilai K yang dianjurkan untuk kolom yang mendekati kondisi idiil 0,65 0,80 1,2 1,0 2,10 2,0 Pkr = గమ ாூ మ Perletakan sendi-sendi Pkr = ସగమ ாூ మ Perletakan jepit-jepit Pkr = ଶగమ ாூ మ Perletakan jepit-sendi Pkr = గమ ாூ
మ Perletakan jepit-jepit bergoyang
Pkr =
గమ ாூ
ସమ Perletakan jepit bebas
P = గ
మ
ாூ
1. 2 Latar Belakang
Struktur rangka dengan batang profil baja telah sering digunakan pada konstruksi bangunan. Yang paling sering digunakan dalam struktur seperti rangka atap, jembatan, menara radio, dan peralatan penyiaran. Penggunaan baja dalam konstruksi mempunyai alasan tersendiri, yaitu baja memiliki kelebihan seperti : kuat terhadap beban tekan maupun tarik, bahannya yang seragam dan tidak memerlukan waktu yang terlalu panjang dalam pemasangan atau lebih praktis. Selain kelebihan, baja juga memiliki kelemahan yaitu : dalam temperatur yang tinggi kekuatan dari baja akan mengalami penurunan, bahan mudah mengalami korosi, dan harganya yang mahal.
Pada setiap struktur bangunan terdapat suatu komponen struktur yang memiliki tugas menahan beban aksial tekan vertikal yang disebut kolom. Beban aksial tekan vertikal yang harus ditahan oleh kolom, berasal dari balok dan komponen struktur lainnya yang berada di atas kolom. Pembebanan yang terjadi pada kolom menyebabkan keruntuhan tekan, yang pada umumnya tidak ada tanda-tanda awal untuk dapat dipakai sebagai peringatan. Sehingga kolom menempati posisi yang penting dalam struktur bangunan, juga dikarenakan keruntuhan kolom dapat mengakibatkan keruntuhan struktur yang ditahan oleh kolom atau seluruh struktur bangunan. Dalam perhitungan perencanaan kolom diperlukan ketelitian.
Baja profil siku digunakan sebagai pengaku pada elemen struktur rangka batang, elemen ikat angin, rangka atap, dan sebagainya. Dalam penelitian ini, yang menjadi bahasan adalah membandingkan nilai hasil pembebanan tekan
aksial eksentris yang dapat ditahan oleh profil baja siku sama sisi dan tidak sama sisi dari hasil teoritis dan eksperimental.
1. 3 Perumusan Masalah
Dari latar belakang dapat dirumuskan suatu permasalahan, sebagai berikut:
1. Bagaimana keadaan beban kritis (Pkritis) dan panjang tekuk pada profil baja
siku sama sisi dan tidak sama sisi ?
2. Bagaimana pengaruh tekuk terhadap sudut putar analitis pada profil baja
siku sama sisi dan tidak sama sisi ?
1. 4 Tujuan Penelitian
Adapun maksud dan tujuan penulisan tugas akhir ini adalah :
1. Mendapatkan gambaran tentang uji tekuk profil baja siku sama sisi dan
tidak sama sisi.
2. Menentukan berapa nilai beban kritis (Pkritis) dan deformasi lendutan yang
terjadi pada profil baja siku sama sisi dan tidak sama sisi.
3. Membandingkan beban kritis (Pkritis) dan deformasi lendutan yang terjadi
pada profil baja siku sama sisi dan tidak sama sisi dari hasil pengujian, perhitungan analitis, dan perhitungan dengan program SAP2000
4. Mengetahui sudut putar pada profil baja siku sama sisi dan tidak sama sisi
dari hasil perhitungan analitis dan perhitungan dengan program SAP2000.
1. 5 Manfaat Penelitian
Tugas akhir ini diharapkan dapat menambah ilmu dan pengetahuan tentang kemampuan profil baja siku sama sisi dan tidak sama sisi menahan beban
tekan aksial eksentris baik secara eksperimen, analitis, ataupun menggunakan program SAP2000.
1. 6 Pembatasan Masalah
Dalam analisa ini banyak permasalahan yang akan ditinjau maka untuk memudahkan analisa pada penulisan ini diadakan pembatasan-pembatasan dan penyederhanaan sebagai berikut :
1. Aplikasi terhadap profil baja siku sama sisi dengan ukuran 70.70.7 mm
dan profil baja siku tidak sama sisi dengan ukuran 75.100.9 mm. Masing-masing dengan tinggi batang 2,5 m (untuk dua sampel).
2. Struktur perletakan adalah dengan tumpuan sendi- sendi.
3. Bahan baja bersifat elastis linier sesuai dengan hukum Hooke.
4. Beban akibat berat sendiri diabaikan.
5. Perputaran tampang yang terjadi sangat kecil.
6. Tekuk yang terjadi adalah tekuk elastis.
7. Menggunakan program SAP2000.
1. 7 Mekanisme Pengujian
Pengujian dilakukan dengan menggunakan Hydraulic Jack dengan
kapasitas 25 Ton untuk mendapatkan nilai beban kritis (Pkr). Benda uji diletakan
secara horizontal, lalu Jack diletakkan searah dengan normal sentrisnya. Kemudian tempatkan alat berupa dial yang berhubung dengan jarum pengukur yang dapat menunjukkan pergerakan yang terjadi sampai ketelitian 0,01 mm. Beban P secara bertahap ditambah besarnya lalu dicatat besarnya perubahan yang terjadi pada batang.
Beban harus ditambah sampai didapat besarnya beban kritis. Untuk setiap besar beban yang bekerja diperoleh besarnya defleksi yang terjadi.
Gambar 1. 1 Profil Baja Siku Sama Sisi
Seperti terlihat pada gambar di atas bahwa dimensi profil baja siku sama sisi dengan lebar dan tinggi yaitu 70 mm serta dengan tebal 7 mm.
Gambar 1. 2 Profil Baja Siku Tidak Sama Sisi
Adapun dimensi untuk profil baja siku tidak sama sisi dengan lebar yaitu 75 mm, tinggi yaitu 100 mm, dan tebal yaitu 9 mm. Untuk kedua profil baik profil baja siku sama sisi dan profil baja siku tidak sama sisi masing- masing dua sampel dengan tinggi batang 2,5 m
1. 8 Metodologi Penelitian C EK KEMBALI TIDAK C EK KEMBALI TIDAK YA YA
Gambar 1. 3 Bagan Alir Penelitian
TEKUK PRO FIL BAJA SIKU SAMA SISI DAN TIDAK SAMA SISI
(TEO RI DAN EKSPERIMEN TAL) MULAI - EKSPERIMEN - ANALITIS - SAP2000 SAP2000 EKSPERIMEN BENDA UJI
- Profil baja siku sama sisi (70. 70. 7 mm)
- Profil baja siku tidak sama sisi (75. 100. 9 mm) - Masing-masing tinggi
batang yaitu 2,5 m (dua sampel)
PERSIAPAN PENGUJIAN
- Pe rsiapan benda uji
- Pe rsiapan alat
- Pengujian kuat tekan aksial
HASIL - Pembe banan (P) - De formasi (δ) ANALITIS SELESAI MO DEL BANDINGKAN DENGAN HASIL EKSPERIMEN BANDINGKAN DENGAN HASIL EKSPERIMEN HITUNG METO DE BEDA HINGGA
1. 9 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
BAB I : PENDAHULUAN
Pada bab ini berisikan hal- hal umum dan latar belakang penelitian, permasalahan yang akan diamati, tujuan yang akan dicapai, pembatasan masalah dan metodologi penelitian yang dilaksanakan oleh penulis.
BAB II : TINJAUAN PUSTAKA
Pada bab ini berisikan keterangan-keterangan umum dan khusus mengenai tata cara pengujian, juga referensi tentang profil baja siku sama sisi dan tidak sama sisi yang akan diteliti berdasarkan referensi-referensi yang penulis dapatkan.
BAB III : METODOLOGI PENELITIAN
Pada bab ini berisikan persyaratan dan pemeriksaan bahan-bahan yang akan digunakan dalam penelitian, prosedur pengujian, dan pengambilan data.
BAB IV : ANALISA DAN PEMBAHASAN HASIL PENELITIAN
Bab ini berisikan data-data hasil pengujian dan pembahasan data-data dari pengujian di laboratorium, serta perbandingan antara perhitungan analitis dan SAP2000 terhadap pengujian yang dilakukan.
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisikan kesimpulan-kesimpulan yang didapat dari proses penulisan tugas akhir ini serta saran-saran untuk pengembangan penelitian serta saran-saran yang membangun agar dapat diperoleh penulisan tugas akhir yang lebih baik lagi di kemudian hari.
