BAB II
DASAR TEORI
2.1 Material Baja
2.1.1 Jenis baja
Berdasarkan SNI 2002, baja struktur dapat dibedakan berdasarkan kekuatannya menjadi beberapa jenis, yaitu BJ 34, BJ 37, BJ 41, BJ 50, dan BJ 55. Besarnya tegangan leleh (fy) dan tegangan ultimit (fu) masing-masing jenis baja struktur sesuai dengan SNI 2002, disajikan dalam tebel dibawah ini.
Tabel 2.1 Kuat tarik batas dan tegangan leleh
Jenis Baja Kuat Tarik Batas (fu) Mpa
Tegangan Leleh (fy) Mpa BJ 34 340 210 BJ37 370 240 BJ41 410 250 BJ50 500 290 BJ55 550 410 Sumber: SNI 1729-2002 2.1.2 Baja profil
Terdapat banyak jenis bentuk baja profil struktural yang tersedia di pasaran. Semua bentuk profil tersebut mempunyai kelebihan dan kelemahan.
Profil WF biasa digunakan sebagai elemen struktur balok dan kolom. Semakin tinggi profil ini, maka semakin ekonomis untuk banyak aplikasi profil.
Profil S adalah balok standart amerika. Profil ini memiliki bidang fiens yang miring, dan web yang relatif lebih tebal. Profil ini jarang digunakan dalam konstruksi, tetapi masih digunakan terutama untuk beban terpusat yang besar pada bagian fiens.
Profi H adalah profil jenis penumpu (bearing type shape) yang mempunyai karakteristik penampang agak bujur sangkar dengan fiens dan web yang hampir sama tebalnya. Biasanya digunakan sebagai fondasi tiang pancang. Bisa juga digunaan sebagai balok dan kolom, tetapi umumnya kurang efesien.
Profil C atau canal mempunyai karakteristik fiens pendek, yang mempunyai kemiringan permukaan datar sekitar 1: 6. Aplikasinya biasanya digunakan sebagai penampang tersusun bracing tie, ataupun elemen dari bukan rangka (frame opening).
Profil siku atau profil L adalah profil yang sangat cocok untuk digunakan sebagai bracing dan batang tarik. Profil ini biasa digunakan secara gabungan, yang lebih dikenal sebagai profil siku ganda. Profil ini sangat baik untuk digunakan pada struktur truss.
a. Sumbu Utama
Sumbu utama adalah sumbu yang menghasilkan inersia maksimum atau minimum. Sumbu yang menghasilkan inersia maksimum dinamakan sumbu kuat, dan yang menghasilkan inersia minimum disebut sumbu lemah. Sumbu simetri suatu penampang selalu merupakan sumbu utama, namun sumbu utama belum tentu sumbu simetri (Padosbajayo, 1994).
Sumbu X-X dan Y-Y untuk profil I gambar 2.2 adalah sumbu simetri,karenanya sumbu-sumbu tersebut merupakan sumbu utama. Sumbu X-X dan Y-Y untuk profil siku gambar 2.2 bukan sumbu simetri dan bukan sumbu utama. Sumbu-sumbu utama profil siku adalah sumbu A-A (sumbu kuat) dan B-B (sumbu lemah).
b. Sumbu bahan
Sumbu bahan adalah sumbu yang memotong semua elemen bahan, sedangkan sumbu bebas bahan adalah yang sama sekali tidak memotong elemen bahan atau hanya memotong sebagian elemen bahan. Sumbu X-X untuk gambar 2.3 adalah sumbu bahan. Sedangkan sumbu Y-Y adalah sumbu bebas bahan. Pada profil siku ganda yang disusun saling membelakangi, inersia arah sumbu Y (ly) dipastikan akan selalu berniai lebih besar (lebih dominan) daripada inersia arah sumbu X (Ix) berapapun jarak antara dua profil tersebut.
Gambar 2.3 Sumbu Bahan dan Sumbu bebas bahan
2.1.3 Sifat bahan baja
Baja untuk bahan struktur termasuk kedalam baja yang presentase zat arang yang ringan {mild carbon steel), semakin tinggi kadar zat arang yang terkandung di dalamnya, maka semain tinggi nilai tegangan lelehnya. Sifat – sifat bahan struktur yang paling penting dari baja menurut SNI 1729-2015 adalah sebagai berikut :
a) Modulus elastisitas (E) berkisar antara 193.000 Mpa sampai 207.000. Nilai untuk desain lazimnya diambil 210.000 Mpa
b) Modulus Geser (G) adalah 11.200 ksi (77.200 MPa)
c) Koefesien ekspansi (a), diperhitungkan sebesar a = 14,10 x l0-6per °C d) Berat jenis baja (y), diambil sebesar 7.85 t/m3
Untuk mengetahui hubungan antara tegangan dan regangan pada baja dapat dilakukan dengan uji tarik di laboratorium. Sebagian besar percobaan atas baja akan baja akan menghasilkan bentuk hubungan tegangan regangan seperti garfik di bawah ini.
Gambar 2.4 Grafik hubungan tegangan regangan baja
Keterangan gambar:
a = tegangan baja d = titik putus b = titik batas elastis s = regangan baja a = titik proporsional
c = titik batas plastis
Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa sampai titik (a) hubungan tegangan dengan regangan masih linear atau keadaan masih mengikuti hukum Hooke. Kemairingan garis (o-a) menyatakan besarnya modulus elastisitas E. diagram regangan
untuk baja lunak umumnya memiliki titik leleh atas {upper yield point), a yu dan daerah leleh datar. Secara praktis, letak titik leleh atas ini (b)tidaklah terlalu berarti sehingga pengaruhnya sering diabaikan. Titik (b) sering juga disebut sebagai titik batas elastis
{elasticity limit). Sampai batas ini bila gaya tarik dikerjaan pada batang baja maka
batang tersebut akan berdeformasi. Selanjutnya bila gaya itu dihilangkan maka batang akan kembali ke bentuk semula. Dalam hal ini batang tidak mengalami deformasi permanen.
Bila beban yang bekerja bertambah, maka akan terjadi pertambahan regangan tanpa adanya pertambahan tegangan. Sifat pada daerah (b-c) inilah yang disebut dalam keadaan plastis. Lokasi titik (b) yaitu titik batas plastis tidaklah pasti tetapi sebagai perkiraaan dapat ditentukan yakni terletak pada regangan 0.014.
Daerah (b-c) merupakan derah strain hardening, dimana pertambahan regangan akan diikuti dengan sedikit pertambahan tegangan. Disamping itu hubungan teganagan dengan regangan tidak lagi bersifat linear. Kemiringan garis setelah titik (b) ini didefinisikan sebagai Ez, dititik M yaitu reganagn berkisar antara 20% dari panjang batang, tegangannya mencapai nilai maksimum yang disebut sebagai tegangan tarik batas {ultimate tensile strength). Akhimya bila beban semakin bertambah besar lagi maka titik (c) batang akan putus.
Tegangan leleh adalah tegangan yang terjadi pada saat mulai meleleh. Sehingga dalam kenyataannya sulit untuk menentukan besamya tegangan leleh, sebab perubahan dari elastis menjadi plastis sering kali besarnya tidak tetap.
2.2 Tipe Struktur Rangka Baja
Gamabar 2.5 Tipe struktur rangka baja
batang-batang diagonal ini akan mengalami gaya tarik sehingga dimensinya bisa kecil. Batang vertikal akan merupakan batang tekan dan didimensi terhadap gaya tekan yang sangat dipengaruhi oleh Ik - panjang tekuknya. Teoritis pula dibandingkan dengan type (b) maka penurunan {deflection) pada rangka kuda-kuda tipe a akan lebih besar, tetapi sebaliknya dimensi batang tekan akan lebih kecil karena Ik lebih kecil.
Gambar (b) di atas merupakan gambar kuda-kuda yang merupakan profil I sebagai batang utamanya. Sehingga sangat diperlukan penggunaan profil yang cukup besar untuk menghindari deflection yang besar.
Gambar (c) di atas merupakan rangka batang yang menggunakan profil silinder biasa pada bagian tengahnya dengan rangka batang naik turun, pada batang atas dan bawah menggunakan profil CNP double.
Gambar (d) d atas merupakan gambar kuda-uda profil castella atau honey comb, dimana pada bagian tengah atau dibagian profil tersebut dilubangi.
Gambar (e) di atas disebut tipe polencieu atau rasuk prancis. Rangka batang terdiri dari dua bagian, yang ditinggalkan di tengah, dihubungkan oleh batang tarik (bayang t) batang-batang tekan relatif kecil panjang tekuknya sehingga dimensi lebih kecil. Rangka-rangka anak memikul beban setempat sehingga dimensi batang dangat hemat. Sebaliknya batang h dalam gambar e memerlukan dimensi yang cukup besar. Seperti diterangkan di muka, tipe rangka "polincieau" sangat tepat untuk konstruksi aula sederhana serta gudang. (Inti sari Kuliah Konstruksi Baja II, Ir. Patar M. Pasaribu, Dipl Trop, 1992).
2.2.1 Alasan Pemilihan Bentuk Rangka
Disini penulis telah memilih 3 bentuk rangka batang sejajar sebagai perencaan desain struktur atap tersebut. Adapun alasan mengapa memilih tipe rangka atapnya adalah Pada rangka batang dengan batang tepi sejajar , momen eksternal ditahan terutama oleh batang-batang tepi atas dan bawah. Gaya geser eksternal akan dipikul oleh batang diagonal karena batang-batang tepi berarah horisontal dan tidak mempunyai kontribusi dalam menahan gaya arah vertikal. Gaya-gaya pada diagonal umumnya bervariasi mengikuti variasi gaya geser dan pada akhirnya menentukan desain batang.
Rangka Tipe 1 :Rangka Batang Pratt
Gambar 2.6 Rangka Batang Type 1 ( Pratt )
Rangka batang ini merupakan rangka batang berbentuk sejajar (pratt) yang dibangun dengan pendukung diagonal miring kebawah mengarah ketengah kecuali pada bagian ujung-ujung.
Rangka Tipe 2 : Rangka batang bentuk K
Gambar 2.7 Rangka Batang Type 2 (Model K )
Pada rentang yang lebih besar, rangka batang dengan sebuah batang atas berbentuk polygon, seperti rangka rangka batang bentuk “Parker”, dengan bertujuan untuk menghemat material. kekuatan rangka harus ditingkatkan yang akan berakibat pada ketebalan atau tinggi rangka batang harus ditingkatkan sehingga panel-panel menjadi lebih panjang. Ini berakibat pula pada pertimbangan sistem deck berat, dan untuk menjaga berat dek berada dalam batas yang ditoleransi dikembangkan bentuk rangka batang tersubbagian. Contoh tipikal meliputi rangka bentuk “Baltimor” dan bentuk “warren” tersubbagian. Dan dengan tujuan yang sama, solusi rangka batang bentuk “K” merupakan alternatif yang bagus karena termasuk bentuk rangka tersubbagian.
Rangka Tipe 3 : Rangka batang tipe Howe
Gambar 2.8 Rangka Batang Type 3 (Howe)
rangka batang tipe Howe adalah kebalikan dari rangka batang tipe Pratt, karena bukan miring kebawah mengarah ketengah bentang tetapi miring keatas mengarah ke tengah bentang. Karena orientasi batang diagonal ini, maka batang-batang diagonal ini akan mengalami gaya-gaya tekan
2.3 Prinsip prinsip desain
Desain merupakan suatu proses untuk mendapatkan penyelesaian yang optimum. Dalam tulisan ini, kita membicarakan desain struktur - dan secara lebih khusus lagi, struktur baja. Dalam desain apapun, harus ditentukan sejumlah kriteria untuk menilai apakah yang optimum tersebut telah tercapai atau belum. Untuk sebuah struktur, kriteria-kriteria tersebut dapat berupa biaya yang minimum, berat minimum, waktu konstruksi yang minimum, jumlah tenaga kerja yang minimum, biaya pembuatan produk-produk pemilik yang minimum, dan efisiensi pemakaian yang maksimum bagi pemilik. Biasanya dilibatkan beberapa kriteria yang masing-masing diberi bobot nilai.
Dengan memperhatikan kriteria yang mungkin seperti di atas, nampaknya bahwa penentuan kriteria-kriteria yang terukur dengan jelaspun (seperti berat dan biaya) untuk mencapai suatu optimum kerap kali terbukti tidak mudah, bahkan mustahil dilakukan. Dengan kebanyakan situasi prakti, penialian hanya dapat dilakukan secara kualitatif. Apabila suatu kriteria tertentu dapat diwujudkansecara matematis, untuk memperoleh titik maksimum dan minimum dari flingsi objektif yang bersangkutan, dapat digunakan teknik-teknik optimasi. Namun demikian, tulisan ini tidak bermaksud membicarakan prosedur-prosedur serta teknik-teknik optimasi itu.
Dalam tulisan ini, yang mendapat tekanan adalah kriteria berat minimum, dengan asumsi bahwa bahan yang minimum akan berarti pula biaya yang minimum. Pengintegrasian dan prinsip-prinsip perilaku dengan desain elemen-elemen baja struktur hanya berdasarkan kriteria-kriteria objektif yang sederhana saja, misalnya berat dan biaya. Prosedur desain dapat dianggap terdiri dair dua bagian - desain fungsional dan desain kerangka kerja struktural. Desain fungsional akan menjamin tercapainya hasil-hasil yang dikehendaki seperti area kerja yang lapang dan mencukupi, ventilasi dan/atau pengkondisian udara yang tepat, fasilitas- fasilitas transportasi yang memadai (seperti lift, tangga, dan derek atau alat-alat untuk menangani bahan-bahan), pencahayaan yang cukup, dan estetika. Desain kerangka kerja struktural berarti pemilihan susunan serta ukuran elemen-elemen struktur yang tepat, sehingga beban-beban layanan bekerja dengan aman. Secara garis besar, prosedur desain secara iteratif dapat digambarkan sebagai berikut:
1. Perencanaan. Penentuan fungsi-fungsi yag akan dilayani oleh struktur yang bersangkutan. Tentukan kriteria-kriteria untuk mengukur apakah desain yang dihasilkan telah mencapai optimum.
2. Konfigurasi struktur pendahuluan. Susunan dari elemen-elemen yang akan melayani fungsi-fungsi pada langkah 1.
3. Penentuan beban-beban yang harus dipikul.
4. Pemilihan batang pendahuluan. Pemilihan ukuran batang yang memenuhi kriteria objektif seperti berat dan biaya minimum dilakukan berdasarkan keputusan dari langkah 1,2, dan 3.
5. Analisis. Analisis struktural dengan membuat model beban-beban dan kerangka kerja struktural untuk mendapatkan gaya-gaya internal dan defleksi yang dikehendaki.
6. Evaluasi. Apakah semua persyaratan kekuatan dan kemampuan kerja telah terpenuhi dan apakah hasilnya sudah optimum? Bandingkan dengan kriteria- kriteria yang telah ditentukan sebelumnya.
7. Redesain. Sebagai hasil dari evalusi, diperlukan pengulangan bagian mana saja dari urutan langka 1 sampai dengan 6. Langkah-langkah tersebut merupakan suatu proses iteratif Namun dengan mengingat bahwa konfigurasi struktural dan pembebanan luar telah ditentukan sebelumnya.
2.4. Faktor reduksi ø untuk keadaan kekuatan batas
Untuk berbagai pertimbangan keamanan, nilai daya dukung nominal komponen struktur (Nn) hams dikalikan suatu faktor reduksi. Nilai faktor reduksi ini untuk setiap kondisi struktur. Menurut SNI 2015, nilai-nilai faktor reduksi ø disajikan dalam label di bawah ini:
Tabel 2.2 Faktor reduksi ø untuk keadaan kekuatan batas
Kapasitas rencana untuk Faktor reduksi ø Komponen yang memikul lentur :
■ Balok 0,9
■ Pelat badan yang memikul geser 0,9
■ Pelat badan pada tumpuan 0,9
■ Pengaku 0,9
Komponen yang memikul gaya tekan aksial;
■ Kuat penampang 0,9
■ Komponen struktur 0,9
Komponen yang memikul gaya tarik aksial:
■ Terhadap kuat tarik leleh 0,9
■ Terhadap kuat tarik fraktur 0,75
Geser 0,9
Sambungan baut:
■ Baut yang memikul geser 0,75
■ Baut yang memikul tarik 0,75
■ Baut yang memikul kombinasi tarik dan geser 0,75
■ Lapis yang memikul tumpu 0,75
Sambungan las;
■ Las tumpu penentrasi penuh 0,9
■ Las sudut dan las tumpul penetrasi sebagian 0,75
■ Las pengisi 0,75
Sumber : SNI 1729-2015 2.5 Batang Tarik
Batang tarik adalah batang yang mendukung tegangan tarik yang diakibatkan oleh kerjanya gaya tarik pada ujung-ujung batang. Kestabilan batang ini sangat baik sehingga tidak perlu lagi ditinjau dalam bentuk perencanaan. Batang tarik biasanya
digunakan pada struktur rangka atap, struktur jembatan rangka, struktur atap gantung, dan batang prategangan struktur rangka batang bentang panjang.
2.5.1. Tipe batang tarik
Terdapat beberapa tipe batang tarik yang biasa digunakan, seperti tali kawat, batang bulat dengan ujung bandul berulir, batang mata, dan plat sambungan pasak. Batang-batang tersebut merupakan batang tarik efisiensi tinggi namun tidak dapat mendukung beban tekan. Selain tipe di atas, terdapat juga profil-profil struktural dan profil tersusun yang dapat dilihat pada gamar 2.6. batang tarik tipe ini terutama dipakai dalam struktur rangka batang (truss). Batang tarik tersusun digunakan bila :
a. Kapasitas tarik tunggal tidak memadai b. Kekuatan profil tunggal tidak memadai
c. Detail sambungan memerlukan bentuk tampang lintang tertentu
Gambar 2.9 Bentuk tampak batang tarik Sumber : Salmon dkk , 1991
2.6 Batang Tekan
Batang tekan (compression member) adalah elemen struktur yang mendukung gaya tekan aksial. Batang tekan banyak dijumpai pada struktur bangunan sipil seperti gedung, bangunan, dan menara. Pada struktur gedung,tekans ering dijumpai pada kolom, sedangkan pada struktur rangka tekan (jembatan atau kuda-kuda) dapat berupa batang tepi, batang diagonal, batang vertikal, dan batang-batang pengekang (bracing).
Berdasarkan kelangsingannya, yaitu kolom langsing (slender column), sedang kolom (medium coloumn), dan kolom gemuk / pendek (stoky coloumn). Berbeda dengan batang tarik, kestabilan batang tekan kurang baik dan perlu diperhitungkan dalam perencanaan. Batang akan mengalami kegagalan akibat tekuk (buckling). Batang gemuk akan megalami kegagalan akibat tekuk dengan tegangan normal cukup besar, sedang tegangan lenturnya masih kecil. Hal yang sebaliknya akan terjadi pada batang langsing. Tampak di sini bahwa kuat tekan kolom dipengaruhi oleh kelansingan. Semakin langsing suatu kolom, kuat tekannya semakin kecil.
2.6.1. Bentuk - bentuk penampang batang tekan
Batang tekan dapat dirancang dengan profil tunggal maupun profil tersusun. Jika beban yang didukung relatif kecil dan kapasitas profil tunggal yang tersedia memenuhi, dapat digunakan profil tersusun. Beberapa bentuk panampang yang dapat digunakan untuk batang tekan ditunjukkan pada gambar 2.11.
Gambar 2.10 Bentuk penampang batang tekan Sumber : Salmon dkk , 1991
2.7 Balok Baja
Secara sederhana, balok sebagai elemen lentur digunakan sebagai elemen penting dalam konstruksi. Balok mempunyai karakteristik internal yang lebih rumit dalam memikul beban dibandingkan dengan jenis elemen struktur lainnya. Balok menems dengan lebih dari dua titik tumpuan dan lebih dari sartu tumpuan jepit merupakan struktur statis tak tentu. Struktur statis tak tentu adalah struktur yang reaksi, gaya geser, dan momen lentumya tidak dapat ditentukan secara langsung dengan
menggunakan persamaan keseimbangan dasar Fx = 0, Fy, dan Fz = 0. Balok statis tak tentu sering juga digunakan dalam praktek, karena struktur ini lebih kaku untuk suatu kondisi bentang dan beban daripada struktur statis tertentu. Jadi ukurannya bisa lebih kecil. Kerugian struktur statis tak tentu adalah pada kepekaannya terhadap penurunan (settlement) tumpuan dan efek termal.
2.7.1. Prinsip desain balok
Pada sistem struktural yang ada di gedung, elemen balok adalah elemen yang paling banyak digunakan dengan pola berulang. Umumnya pola ini mengguanakan susunan hirarki balok, dimana beban pada permukaan mula-mula dipikul oleh elemen permukaan diteruskan ke kolektor atau tumpuan. Semakin besar beban, yang disertai dengan bertambahnya panjang, pada umumnya akan memperbesar ukuran atau tinggi elemen struktur, seperti pada gambar 2.8. susunan hirarki bisa sangat bervariasi, tetapi susunan yang umum digunakan adalah satu dan dua tingkat. Sedangkan susunan tiga tingkat adalah susunan yang maksimum digunakan (gambat 2.8(a)). Untuk ukuran bentang tertentu, pada umumnya sistem dengan berbagai tingkat dapat digunakan. Ukuran elemen struktur untuk setiap sistem dapat ditentukan berdasarkan analisis bentang, beban dan metarial. Ada beberapa kriteria pokok yang harus dipenuhi, antara lain : kemampuan layan, efisiensi, kemudahan.
Tegangan aktual yang timbul ada balok tergantung pada besar dan distribusi material pada penampang melintanag elemen struktur. Semakin besar balok maka semakin kecil tegangannya. Luas penampang dan distribusi beban merupakan hal yang penting. Semakin tinggi suatu elemen, semakin kuat kemamuannya untuk memikul lentur. Variabel dasar yang penting dalam desain adalah besar beban yang ada, jarak antara beban - benan dan perilaku kondisi tumpuan balok. Kondisi tumpuan jepit lebih kaku daripada yang ujung-ujungnya dapat berputar bebas. Balok dengan tumpuan jepit dapat memikul beban terpusat di tengah bentang dua kali lebih besar daripada balok yang sama tidak dijepit ujungnya.
Beban lentur pada balok menyebabkan terjadinya gaya-gaya internal, tegangan serta deformasi. Gaya serta momen ini berturut-turut disebut gaya geser dan momen lentur. Agar keseimbangan pada bagian struktur tersebut diperoleh untuk bagian struktur yang diperlihatkan, sekumpulan gaya internal pasti timbul pada struktur yag efek jaringnya adalah untuk menghasilkan momen eksternal dan gaya vertikal yang
sama dan berlawanan arah dengan gaya geser eksternal.
Gambar 2.11 Perilaku umum balok 2.7.2. Analisa tegangan pada balok
a. Tegangan lentur
pada perilaku umum balok, tegangan lentur yang bervariasi secara linier pada suatu penampang merupakan tanggapan atas aksi momen lentur eksternal yang ada pada balok di titik tersebut. Hubungan antara tegangan lentur (fy), parameter lokasi (y) dan besaran penampang (I) dapat dinyatakan dalam hubungan ini:
Untuk suatu harga momen tertentu, bila tinggi balok menjadi dua kali (sementara lebarnya tetap), akan menyebabkan tegangan lentur mengecil dengan faktor ¼ Tegangan Intur tidak terlalu peka terhadap perubahan lebar penampang. Untuk momen dan tinggi penampang konstan, memperlebar penampang dua kali akan memperkecil
teganganlentur menjadi setengahnya. Untuk penampang tak simetris, penentuan lokasi pusat berat tidak tepat di tengah tinggi penampang proses penentuan dimensi penampang melintang pada balok sederhana simetris yang memikul momen lentur tidaklah sulit. Mula-mula bahan dipilih sehingga tegangan ijin diketahui. Selanjutnya ukuran panampang yang diperlukan ditentukan berdasarkan taraf tegangan lentur aktual pada balok yang harus sama atau lebih kecil dari taraf tegangan lentur ijin. Apabila tegangan aktual pada titik itu melampaui tegangan ijin, maka balok tersebut dipandang mengalami kelebihan tegangan (overstressed) dan hal ini tidak diijinkan.
b. Tekuk lateral pada balok
pada balok yang dibebani dapat terjadi tekuk lateral dan terjadi keruntuhan sebelum seluruh kekuatan panampang tercapai. Fenomena tekuk lateral pada balok serupa dengan yang terjadi pada rangka batang. Ketidakstabilan dalam arah lateral terjadi karena gaya tekan yang timbul di daerah di atas balok, disertai dengan tidak cukupnya kekuatan balok dalam arah lateral. Diasumsikan bahwa jenis kegagalan tekuk lateral ini dapat terjadi, dan tergantung pada penampang balok, pada taraf tegangan yang relatif rendah.
Pencegahan teknik lateral dapat dilakukan dengan cara : 1. Dengan membuat balok cukup kaku dalam arah lateral 2. Dengan menggunakan pengaku / pengekang (bracing) lateral
Apabila balok digunakan untuk menumpu tutup atap atau sistem sekunder lain, pengekang dnegan sendirinya diberikan oleh elemen sekunder tersebut. Apabila balok digunakan pada situasi dimana jenis pengekang tersebut tidak mungkin digunakan, maka balok dapat dibuat menjadi kaku dalam arah lateral dengan memperbesar dimensi transversal di daerah atas balok. Penggunaan beberapa pengekang lateral pada contoh struktur balok kayu dpat dilihat pada Gambar 2.9. jenis dan penggunaan pengekang lateral juga ditentukan oleh perbandingan antara tinggi dan lebar balok.
Gambar 2.12 Pengekang Lateral Balok
c. Tegangan geser
gaya resultan dari tegangan geser ini, yaitu gaya geser internal (VR) sama besar, tetapi berlawanan arah dengan gaya geser ekstemal (VE). Tegangan geser maksimumpada penampag balok adalah 1,5 kali geser rata-rata penampang balok segiempat.
d. Tegangan tumpu
Tegangan tumpu (bearing stress) adalah tegangan yang timbul pada bidang kontak antara dua elemen struktur. Contohnya adalah tegangan yang terjadi pada ujung-ujung balok sederhana yang terletak di atas tumpuan ujung-ujung dengan dimensi tertentu. Banyak material, misalnya kayu, yang sangat mudah mengalami kegagalan akibat tegangan tumpu. Apabila beban tekan disalurkan, kegagalan tegangan biasanya terjadi, dan hal ini ditunjukkan dengan hancumya material. Kegagalan ini biasanya diokalisasikan, dan lebih baik dihindari.
e. Torsi
Torsi adalah puntiran, yang timbul pada elemen struktur apabila diberikan momen puntir langsung MT atau secara tak langsung. Tegangan geser torsional timbul pada elemen struktur tersebut sebagai akibat dari momen torsi yang bekerja padanya, seperti pada gambar 2.10
Gambar 2.13 Torsi pada balok
f. Pusat geser
Gambar 2.11 adalah ilustrasi pusat geser (shear centre) pada balok. Pada penampang tak simetrik, pemberian beban dapat memnyebankan terjadinya puntiran. Dengan menerapkan beben melalui 'pusat geser' balok, maka hanya akan terjadi lentur, tanpa adanya puntir. Pusat geser penampang tak simetris seringkali terletak di luar penampang.
g. Defleksi
Beberapa kriteria empiris yang digunakan untuk menentukan defleksi ijin adalah sebagai berikut:
Lantai
defleksi akibat beban mati ∆ ijin = L/360 defleksi akibat eban mati dan beban hidup ∆ ijin = L/240 atap
defleksi akibat beban mati ∆ ijin = L/240 defleksi akibat beban mati dan beban hidup ∆ ijin = L/180
h. Tegangan utama
Pada balok, interaksi anatara tegangan lentur dan tegangan geser dapat merupakan tegangan normal tekan atau tarik, yang disebut sebagai tegangan utama (principle stresses). Arah tegangan aksial ini pada umumnya berbeda dengan arah tegangan lentur maupun tegangan gesernya. Garis tegangan utama dapat digambarkan berikut ini, dimana merupakan implikasi pada mekanisme pemikul-beban yang ada pada balok.
Gambar 2.15 Tegangan pada Balok 2.8 Metode LRFD (Load Resistance Faktor Design)
Desain yang sesuai dengan ketentuan untuk desain faktor beban dan ketahanan (DFBK) memenuhi persyaratan spesifikasi ini bila kekuatan desain setiap komponen struktural sama atau melebihi kekuatan perlu yang ditentukan berdasarkan kombinasi beban DFBK. Desain harus dilakukan sesuai dengan Persamaan sebagai berikut (Pasal B3.3 SNI 1729-2015) :
Ru < Ф Rn Dimana: Ru = Kuat Perlu
Rn = Kuat nominal Ф = Faktor ketahanan
2.8.1. Desain balok
Momen lentur Mu harus mempunyai persyaratan sebagi berikut : Mu < Ф Mn
Dimana: Mu = Momen lentur yang diperlukan Mn = Momen lentur nominal
Ф = Faktor reduksi, 0.9
Kelangsingan penampang untuk balok lentur dapat ditentukan berdasarkan tabel B4.1 pasal B4.2 SNI 1729-2015 :
a. Plat sayap berpenampang kompak ( Profil kanal ) λf < λp (kompak λp)
< 0,38
b. Plat badan berpenampang kompak ( Profil kanal ) λw < λp (kompak λp)
< 3,76
Untuk balok yang berpenampang kompak maka kuat lentur nominal penampang adalah
: Mn = Mp
Dimana : Mp = Fy. Zx Keterangan :
Fy = tegangan leleh minimum yang disyaratkan dari tipe baja yang digunakan, ksi (MPa)
Zx = modulus penampang plastis di sumbu x, in.3 (mm3)
Kuat lentur nominal penampang dengan pengaruh tekuk lateral ditinjau dengan membagi jenis balok menurut panjang bentang yang tak terkekang secara lateral. Tekuk Torsi lentur Profil I Kompak Simetris Ganda Dan Kanak Melengkung Di Sumbu Major .Kekuatan lentur nominal, Mn, harus nilai terendah yang diperoleh sesuai dengan keadaan batas dari leleh (momen plastis) dan tekuk torsi-lateral, Lb sebagai berikut :
(Pasal F.2 SNI 1729-2015)
a) Bila Lb ≤ Lp , keadaan batas dari tekuk torsi lateral tidak boleh digunakan b) Bila Lp < Lb ≤ Lr Mn = C M − M − 0,7F S ≤ M c) Lb > Lr M = F × S ≤ Mp Keterangan:
Lb = panjang antara titik-titik, baik yang dibreising melawan perpindahan lateral sayap tekan atau dibreising melawan puntir penampang melintang, in. (mm)
Fcr = × π ×
× 1 + 0,078 × × × Keterangan:
E = modulus elastis baja = 29 000 ksi (200 000 MPa) J = konstanta torsi, in.4 (mm4)
Sx = modulus penampang elastis di sumbu x, in.3 (mm3) ho = jarak antara titik berat sayap, in. (mm)
Nilai gaya geser terjadi di titik momen lentur maximum,Plat badan yang memikul gaya geser perlu Vu yang memenuhi:
Vu = gaya geser yang diperlukan Vn = gaya geser nominal plat Ф = faktor nominal ,0.9
Kekuatan geser desain, øVn dan kekuatan geser izin, Vn/Ωv harus ditentukan sebagai berikut, Untuk seluruh ketentuan dalam bab ini kecuali Pasal G2.1(a):
øv= 0,90 (DFBK) Ωv = 1,67 (DKI)
Untuk badan dari semua profil simetris ganda dan profil simetris tunggal serta kanal lainnya, kecuali PSB bundar, koefisien geser badan, Cv, ditentukan sebagai berikut : ( Pasal G2.1 SNI 1729-2015)
Vn = 0,6Fy Aw Cv Bila a) < 1,10 × → kv = 1,00 b) 1,10 × < ≤ 1,37 × → kv = , × c) > 1,37 × kv= , .
Aw = luas dari badan, tinggi keseluruhan dikalikan dengan ketebalan badan,dtw, in.2 (mm2)
tw = ketebalan badan, in. (mm)
Koefisien tekuk geser pelat badan, Kv , ditentukan sebagai berikut: (i) Untuk badan tanpa pengaku transversal dan dengan h/tw < 260
Kv = 5 , kecuali badan profil T dimana Kv = 1,2 (i) Untuk badan dengan pengaku transversal :
Kv = 5+ (5/ (a/h)2)
= 5 bila a/h > 3,0 atau a/h> (260 / (h/ tw )) 2 keterangan
2.8.2 Kombinasi beban rencana LRFD
Berdasarkan SNI 03-1729-2015, struktur baja metode beban terfaktor (LRFD) harus mampu memikul semua kombinasi pembebanan di bawah ini:
1. 1,4D
2. 1,2D+1,6L+0,5( Lr atau S atau R)
3. 1,2D+1,6(Lr atau S atau R)+(L atau 0,5W) 4. 1,2D+1,0W+L+0.5(Lr atau S atau R) 5. 1,2D+1,0E+L+0,2 S
6. 0,9D+1,0W 7. 0,9D+1,0 Dimana :
D : adalah beban mati yang diakibatkan oleh berat konstruksi permanen, termasuk dinding, lantai, atap, plafon, partisi tetap, tangga, dan peralatan layan tetap.
L : adalah beban hidup yang ditimbulkan oleh penggunaan gedung, termasuk kejut. Lr : adalah beban hidup di atap yang ditimbulkan selama perawatan oleh pekerja, peralatan, dan material, atau selama penggunaan biasa oleh orang dan benda bergerak. R : adalah beban hujan, tidak termasuk yang diakibatkan genangan air
W : adalah beban angin. E : adalah beban gempa S : adalah Salju
2.8.3 Batang tarik
Filosofi umum dari (SNI 03 – 1729 – 2015) untuk Load Resistance Faktor Design (LRFD) memberikan persyaratan keamanan struktur sebagai berikut ( Pasal D2) :
Nu ≤ Ф Pn dimana :
Ф = Faktor resistensi yang berkaitan dengan kekuatan tarik Pn = Kekuatan nominal batang tarik
(a) Untuk leleh tarik pada penampang bruto : Pn = Fy . Ag
Фt = 0,9
(b) Untuk keruntuhan tarik pada penampang neto (kondisi Fraktur) : Pn = Fy . Ae
Фt = 0,75
Keterangan :
Ae = Luas netto efektif in2 ( mm2 )
Ag = Luas Bruto dari komponen struktur, in (mm2) Fy = tegangan leleh
Fu = Kekuatan tarik Minimum
untuk menghitung luas penampang bersih yaitu luas neto untuk tarik dan geser, lebar lubang baut harus diambil sebesar 116⁄ in. (2 mm) lebih besar dari dimensi nominal dari lubang. Untuk suatu rangkaian lubang-lubang yang diperluas bersilangan dalam sembarang diagonal atau garis zig-zag, lebar neto dari bagian tersebut harus diperoleh dengan pengurangan dari lebar bruto jumlah dari diameter atau dimensi slot seperti dijelaskan dalam pasal ini, dari semua lubang-lubang dalam rangkaian tersebut, dan dijumlahkan, untuk setiap g dalam rangkaian tersebut, sebesar s2/4g,
Keterangan :
s = spasi (pitch) pusat-ke-pusat longitudinal dari setiap dua lubang berurutan, in. (mm) g = spasi (gage) pusat-ke-pusat transversal antara garis sarana penyambung, in. (mm)
2.8.4 Batang tekan
Kekuatan nominal Pn dari batang tekan profil tempa diberikan oleh : Ф Pn > Pu
Pn = Kekuatan nominal batang tekan
Ф = Faktor resistensi yang berkaitan dengan kekuatan tekan,
2.8.5 Tekuk Lentur Dari Komponen Struktur Tanpa Elemen Langsing
Tegangan Kritis, Fcr , yang ditentukan sebagai berikut : Bila a) ≤ 4,71 atau ≤ 2,25 Fcr = 0,68 Fy b) Bila > 4,71 atau > 2,25 Fcr = 0,877 Fe Фc = 0,9 Keterangan :
Fe = tegangan tekuk elastis, dimana rumusnya yaitu: F = π ×
2.8.6 Tekuk Torsi Dan Tekuk Torsi-Lentur Dari Komponen Struktur Tanpa Elemen Langsing
Pasal ini diterapkan untuk komponen struktur simetris tunggal dan asimetris, dan komponen struktur simetris ganda tertentu, misalnya kolom cruciform atau kolom tersusun tanpa elemen langsing, seperti didefinisikan pada Pasal B4.1 untuk elemen dalam tekan merata Sebagai tambahan, pasal ini diterapkan untuk semua komponen struktur simetris ganda tanpa elemen langsing bila panjang tanpa breising torsi melebihi panjang tanpa breising lateral. Ketentuan ini diperlukan untuk siku tunggal dengan b/t > 20.
Kekuatan tekan nominal, Pn, harus ditentukan berdasarkan pada keadaan batas dari tekuk torsi dan tekuk torsi-lentur, sebagai berikut:
Pn = Fcr . Ag Фt = 0,9
Tegangan kritis, Fcr, yang ditentukan sebagai berikut: (a) Untuk komponen struktur tekan siku ganda dan profil T:
F = 1 1 − .
Dimana Fcry diambil sebagai Fcr , untuk tekuk lentur sumbu Y simetris dan KL/r = KyL/ry untuk komponen struktur tekan berbentuk T dan KL/r = (KL/r)m dari pasal E6 untuk komponen struktur tekan siku ganda, dan :
F = .
2.8.7 Komponen Struktur Dengan Elemen Langsing
Pasal ini diterapkan untuk komponen struktur tekan elemen-langsing, seperti dijelaskan dalam Pasal B4.1 untuk elemen-elemen dalam tekan merata. Kekuatan tekan nominal, Pn, harus nilai terendah berdasarkan pada keadaan batas dari tekuk lentur, tekuk torsi dan tekuk torsi-lentur yang sesuai.
Pn = Fcr . Ag Фt = 0,9 a) Bila ≤ 4,71 atau ≤ 2,25 Fcr = Q. 0,68 Fy a) Bila > 4,71 atau > 2,25 Fcr = 0,877 Fe Фc = 0,9
Keterangan :
F e = tegangan tekuk elastis, dihitung dengan menggunakan Persamaan E3-4 dan E4-4 untuk komponen struktur simetris ganda, Persamaan E3-4 dan E4-5 untuk komponen struktur simetris tunggal, dan Persamaan E4-6 untuk komponen struktur asimetris, kecuali untuk siku tunggal dengan b/t ≤ 20, dimana F e dihitung dengan menggunakan Persamaan E3-4, ksi (MPa).
Q = faktor reduksi neto yang menghitung untuk semua elemen tekan langsing; = 1,0 untuk komponen struktur tanpa elemen langsing, seperti dijelaskan dalam Pasal B4.1, untuk elemen dalam tekan merata
= Q s Q a untuk komponen struktur dengan penampang elemen-langsing, seperti dijelaskan pada Pasal B4.1, untuk elemen dalam tekan merata.
Catatan:
Untuk penampang melintang yang hanya terdiri dari elemen langsing tidak diperkaku, Qs (Qa = 1,0). Untuk penampang melintang yang hanya terdiri dari elemen langsing diperkaku, Q = Q a (Q s = 1.0) Untuk penampang melintang yang terdiri dari elemen langsing diperkaku dan tidak diperkaku, Q = Q s Q a Untuk penampang melintang yang terdiri dari beberapa elemen langsing tidak diperkaku, hal yang konservatif untuk penggunaan Qs terkecil dari elemen langsing lebih dalam penentuan kekuatan komponen struktur untuk tekan murni.
2.9 Metode ASD (Allowable Stress Design )
Desain yang sesuai dengan ketentuan Desain Kekuatan Izin (DKI) memenuhi persyaratan Spesifikasi ini bila kekuatan izin dari setiap komponen struktur sama atau melebihi kekuatan perlu yang ditentukan berdasarkan kombinasi beban DKI. Semua ketentuan Spesifikasi ini adalah sebagai berikut (pasal B3.4 SNI 1729-2015) :
Ru < Rn /Ω Keterangan :
Ru = Kuat Perlu Rn = Kuat nominal Ω = Faktor keamanan
2.9.1 Desain Balok
1. Menentukan penampang kompak untuk balok dengan tegangan ijin Fb=
, 2. Hitung beban momen yang bekerja sesuai dengan kombinasi beban terbesar di
SNI 03-1729-2015
3. Hitung modulus penampang balok yang bekerja Sx > M/fb 4. Periksa batas kompak penampang
λ flens =
< λ p
λ badan =
<λ p
5. Periksa tegangan lentur Fb = M/S
Kelangsingan penampang untuk balok lentur dapat ditentukan berdasarkan berdasarkan tabel B4.1 pasal B4.2 SNI 1729-2015 :
a. Cek kelangsing flens ( Profil kanal ) λf < λp
< 0,56
b. Cek kelangsing Web ( Profil kanal ) λw < λp
< 1,49
2.9.2 Batang tarik
kekuatan tarik tersedia Pn / Ωt, dari komponen struktur tarik, harus nilai terendah yang diperoleh sesuai dengan keadaan batas dari leleh tarik pada penampang bruto dan keruntuhan tarik pada penampang neto.
Nu ≤ Pn/Ωt Keterangan :
Pn = Kekuatan nominal batang tarik
Nu = Beban terfaktor batang tarik
Desain tegangan tarik :
σ =
<
Dimana :
S tarik = gaya batang tarik
A netto = luas penampang bersih σ ijin = tegangan ijin
(a) Untuk leleh tarik pada penampang bruto : Pn = Fy . Ag Ωt = 1,67
(b) Untuk keruntuhan tarik pada penampang neto (kondisi Fraktur) : Pn = Fu . Ae Ωt = 2,00
Keterangan :
Ae = Luas netto efektif in2 ( mm2 )
Ag = Luas Bruto dari komponen struktur, in (mm2) Fy = tegangan leleh
Fu = Kekuatan tarik Minimum
untuk menghitung luas penampang bersih yaitu luas neto untuk tarik dan geser, lebar lubang baut harus diambil sebesar 116⁄ in. (2 mm) lebih besar dari dimensi nominal dari lubang. Untuk suatu rangkaian lubang-lubang yang diperluas bersilangan dalam sembarang diagonal atau garis zig-zag, lebar neto dari bagian tersebut harus diperoleh dengan pengurangan dari lebar bruto jumlah dari diameter atau dimensi slot seperti dijelaskan dalam pasal ini, dari semua lubang-lubang dalam rangkaian tersebut, dan dijumlahkan, untuk setiap g dalam rangkaian tersebut, sebesar s2/4g,
Keterangan :
s = spasi (pitch) pusat-ke-pusat longitudinal dari setiap dua lubang berurutan, in. (mm) g = spasi (gage) pusat-ke-pusat transversal antara garis sarana penyambung, in. (mm)
2.9.3 Kombinasi beban rencana
Berdasarkan SNI 03-1729-2015, struktur baja metode desain tegangan ijin (ASD ) harus mampu memikul semua kombinasi pembebanan di bawah ini:
1. D 2. D+L 3. D+ (Lr atau S atau R) 4. D+ 0,75L + 0,75 (Lr atau S atau R) 5. D+ (0,6W atau 0,7E) 6. D+ 0,75L + 0,75(0,6W) + 0,75 (Lr atau S atau R) 7. D+ 0,75L + 0,75(0,7E) + 0,75S 8. 0,6D+ 0,6W 9. 0,6D+ 0,6E Keterangan :
D : adalah beban mati yang diakibatkan oleh berat konstruksi permanen, termasuk dinding, lantai, atap, plafon, partisi tetap, tangga, dan peralatan layan tetap.
L : adalah beban hidup yang ditimbulkan oleh penggunaan gedung, termasuk kejut. Lr : adalah beban hidup di atap yang ditimbulkan selama perawatan oleh pekerja, peralatan, dan material, atau selama penggunaan biasa oleh orang dan benda bergerak. R : adalah beban hujan, tidak termasuk yang diakibatkan genangan air
W : adalah beban angin. E : adalah beban gempa S : adalah Salju
2.9.4 Batang Tekan
Kekuatan nominal Pn dari batang tekan profil tempa diberikan oleh : Pn/ Ωt > Pu
Keterangan :
Pn = Kekuatan nominal batang tekan
Pu = Beban terfaktor batang tekan
Ωt = Faktor resistensi yang berkaitan dengan kekuatan tekan ( 1,67)
Desain kekuatan batang tekan dilakukan melalui perhitungan tekuk yang terjadi sebagai berikut :
σ = ×
dimana : P = gaya batang yang terjadi = faktor tekuk
= Luas Brutto 2.9.5 Angka kelangsingan
Angka kelangsingan batang tekan λ = λ =
Dimana : Lk = panjang tekuk batang tekan
imin = momen inersia minimum penampang profil baja A = luas penampang profil baja
2.9.6 Faktor tekuk
Dalam desain kekuatan batang tekan dalam digunakan tegangan tekuk (buckling stress), yang dipengaruhi oleh kelangsingan batang tekan λ , yaitu melalui faktor tekuk ω. Besarnya faktor tekuk ω bergantung akan angka kelangsingan batang tekan dan mutu baja.
λ = λ π ×
ω = ,
, , Jika λ ≤ 1,25
ω = 1,25 × Jika λ ≥ 1,25
2.10 Sambungan Baut
Dua tipe dasar baut mutu tinggi yang distandarkan oleh ASTM adalah tipe A325 dan A490. Baut ini mempunyai kepala berbentuk segi enam. Baut A325 terbuat dari baja karbon yang memiliki kuat leleh 560 – 630 Mpa, baut A490 terbuat dari baja alloy dengan kuat leleh 790 – 900 Mpa, tergantung pada diameternya. Diameter baut mutu tinggi berkisar antara 1/2 in – 11/2 in, yang sering digunakan dalam struktur bangunan berdiameter 3/4 dan 7/8 in, dalam desain jembatan antara 7/8 hingga 1 in.
Dalam pemasangan baut mutu tinggi memerlukan gaya tarik awal yang cukup yang diperoleh dari pengencangan awal. Gaya ini akan memberikan friksi sehingga cukup kuat untuk memikul beban yang bekerja. Gaya ini dinamakan proof load. Proad load diperoleh dengan mengalikan luas daerah tegangan tarik (As) dengan kuat leleh yang diperoleh dengan metode 0,2% tangent atau 0,5% regangan yang besarnya 70% fu untuk A325, dan 80% fu untuk A490.
Baut mutu normal dipasang kencang tangan. Baut mutu tinggi mula – mula dipasang kencang tangan, dan kemudian diikuti ⁄ putaran lagi (turn of the nut method). Sambungan baut mutu tinggi dapat didesain sebagai sambungan tipe friksi (jika dikehendaki tidak ada slip) atau juga sebagai sambungan tipe tumpu.
Tabel 2.3 Pratarik Baut minimum, KN*
Ukuran Baut ,mm Baut
A325M Baut A325M
M16 91 114 M20 142 179 M22 176 221 M24 205 257 M27 267 334 M30 326 408 M36 475 595
*Sama dengan 0,7 dikalikan kakuatan tarik minimum baut, dibulatkan mendekati kN, seeperti disyaratkan dalam spesifikasi untuk baut ASTM A325M dan A490M
dengan ulir UNC
Tabel J3.1M SNI 1729-2015
2.10.1 Ukuran dan Penggunaan Lubang
Ukuran lubang maksimum untuk baut diberikan dalam Tabel J3.3 atau Tabel J3.3M ( SNI 1729-2015). kecuali lubang-lubang lebih besar, disyaratkan toleransi pada lokasi batang angkur pada fondasi beton, diperkenankan dalam detail dasar kolom.
Tabel 2.4Dimensi Lubang nominal, mm
Diameter Baut
Dimensi Lubang
Standar Ukuran-lebih Slot-Pendek Slot-Panjang (Diameter) (Diameter) (Lebar x Panjang) (Lebar x Panjang
M16 18 20 18x22 18x40 M20 22 24 22x26 22x50 M22 24 28 24x20 24x55 M24 27[a] 30 27x32 27x60 M27 30 35 30x37 30x67 M30 33 38 33x40 33x75 ≥M36 d+3 d+8 (d+3) x (d+10) (d+3) x 2,5d
[a] Izin yang diberikan memungkinkan penggunaan baut 1 in. jika diinginkan. Tabel J3.3M SNI 1729-2015
2.10.2 Spasi Minimum
Jarak antara pusat-pusat standar, ukuran-berlebih, atau lubang-lubang slot tidak boleh kurang dari 2 2/3 kali diameter nominal, d, dari pengencang; suatu jarak 3d yang lebih disukai.
2.10.3 Kekuatan Tarik dan Geser dari Baut dan Bagian-bagian Berulir
Kekuatan tarik atau geser desain, øRn dan kekuatan tarik atau geser yang diizinkan, Rn/Ω , dari suatu baut snug-tightened atau baut kekuatan-tinggi pra-tarik atau bagian berulir harus ditentukan sesuai dengan keadaan batas dari keruntuhan tarik dan keruntuhan geser sebagai berikut ( pasal J3.6 SNI 1729-2015) :
Rn = Fn . Ab
Keterangan :
Ab= luas tubuh baut tidak berulir nominal atau bagian berulir, in.2 (mm2)
Fn = tegangan tarik nominal, Fnt, atau tegangan geser, Ftv ( Tabel J3.2 SNI 1729-2015), ksi (MPa)
2.10.4 Kombinasi Gaya Tarik dan Geser dalam Sambungan Tipe-Tumpuan Kekuatan tarik yang tersedia dari baut yang menahan kombinasi gaya tarik dan geser harus ditentukan sesuai dengan keadaan batas dari keruntuhan geser sebagai berikut :
Rn = F’nt . Ab
Ø=0,75 (DFBK/LRFD) Ω=2,00 (DKI/ASD) Keterangan :
F’nt = Tegangan tarik nominal yang dimodifikasi mencakup efek tegangan geser , ksi ( Mpa)
F’nt = 1,3 Fnt - F’nt Frv ≤ F nt ( DFBK/LRFD) øFnv
F’nt = 1,3 Fnt - ΩF’nt Frv ≤ F nt (DKI/ASD) Fnv
Fnt =Tegangan tarik nominal, ksi ( Mpa) Fnv =Tegangan geser, ksi ( Mpa)
Frv = Tegangan geser yang diperlukanmenggunakan kombinasi beban DFBK atau DKI , ksi ( Mpa)
Tegangan geser yang tersedia dari sarana penyambung sama dengan atau melebihi tegangan geser yang diperlukan, Frv.
2.11 Struktur Analysis Program (SAP) 2000
SAP 2000 merupakan salah satu program analisis struktur yang lengkap dan mudah unuk dioperasikan. SAP 2000 ini adalah versi pertama dari SAP yang secara lengap terintegrasi dengan Microsof Windows.
Prinsip utama penggunaan program ini adalah permodelan struktur, eksekusi analisis, dan pemeriksaan atau optimasi desain; yang semuanya dilakukan dalam satu langkah atau satu tampilan. Tampilan berupa model secara real time sehingga
memudahkan pengguna untuk melakukan permodelan secara menyeluruh dalam waktu singkat namun dengan hasil yang tepat.
Output yang dihasilkan juga dapat ditampilkan sesuai dengan kebutuhan baik berupa model struktur, grafik, maupun spreadsheet. Semua dapat disesuaikan dengan kebutuhan untuk penyusunan laporan analisis dan desain. Beberapa kemampuan yang dimiliki oleh program ini antara lain:
1. Analisis yang cepat dan akurat
2. Model pembebanan yang lebih lengkapbaik berupa static loading maupun dynamic loading
3. Permodelan elemen shell yang lebih akurat 4. Analisis dinamik dengan Ritz dan Eigevlue
5. System koordinat ganda untuk bentuk geometri struktur yang kompleks
Untuk keperluan desain struktur, SAP 2000 dilengkapi dengan fitur yang lengkap baik untuk perencanaan struktur baja maupun beton. Program analisis desain ini didukung oleh berbagai peraturan perencanaan yang dapat diplih dalam perencanaan. Peraturan yang mendukung untuk perencanaan struktur beton antara lain
U.S ACI 318-95 (1995) dan AASHTO LRFD (1997) Canandian CSA-A23.3-94 (1994)
British BS 8110-85 (1989)
Eurocode 2 ENV 1992-1 -1 (1992) New Zeland NZS 3101-95
Sedangkan peraturan yang mendukung untuk perencanaan struktur baja antara lain: U.S AISC/ASD (1999), AISC/LRFD (1994), AASHTO LRFD (1997) Canandian CAN/CSA-SI6.1-94 (1994)
British BS 5950 (1990) Urocode 3 (ENV 1993-1-1)
