Ryvan Marcelo Kula
18021101108
TUGAS AKHIR
STRUKTUR BAJA II
PLATE GIRDER
A. Pengertian Pelat Girder
Dalam penggunaan profil baja tunggal (seperti profil I) sebagai elemen lentur jika ukuran profilnya masih belum cukup memenuhi karena gaya dalam (momen dan gaya lintang) yang sangat besar, maka alternatif yang pertama dipilih adalah dengan menambahkan elemen pelat pada salah satu atau kedua sayap (flens) profil.
Gaya dalam (momen dan gaya lintang) sangat besar sebagai konsekwensi dari beban yang bekerja intensitasnya sangat besar atau bentangan (jarak tumpuan) yang sangat panjang.
Apabila alternatif penambahan elemen pelat pada sayap masih belum cukup untuk menahan gaya dalam, maka digunakan balok berupa profil (penampang) yang terdiri dari beberapa elemen pelat yang disusun menjadi bentuk geometri tertentu.
Jenis profil balok semacam itu dikenal dengan istilah plate girder atau balok pelat berdinding penuh.
Penampang balok pelat berdinding penuh
Bentuk profil yang sering digunakan terdiri dari sebuah badan (web) dengan dua buah pelat sayap (fens) yang dihubungkan satu sama lain dengan alat sambung tertentu.
Fungsi utama dari sayap (atas dan bawah) adalah untuk menahan gaya aksial tekan dan tarik yang timbul dari bekerjanya momen lentur, sedangkan fungsi utama dari pelat badan adalah untuk menahan gaya geser.
Bisa juga juga digunakan profil yang terdiri dari dua buah pelat badan dan dua buah pelat sayap sehingga membentuk suatu bentuk geometri kotak (hollow), yang selanjutnya dikenal dengan istilah box girder.
Profil jenis ini mempunyai tahanan torsi (puntir) cukup baik dan dapat digunakan untuk struktur balok bentang panjang tak terkekang (tidak ada sokongan lateral).
Untuk efisiensi, pada plate girder dimungkinkan untuk membuat variasi dimensi bagian profil (penampang) di sepanjang bentang.
Untuk zona yang dominan gaya geser (tumpuan), maka penampang pelat girder dapat dibuat dengan pelat bagian badan (web) lebih tebal tapi pelat bagian sayap (flens) lebih tipis.
Untuk zona yang dominan momen lentur (lapangan), maka penampang plate girder dapat dibuat dengan pelat bagian sayap (flens) lebih tebal tapi pelat bagian badan (web) lebih tipis.
Kemungkinan variasi dimensi bagian profil yang lain yaitu untuk zona yang dominan geser (pada bagian tumpuan) dibuat pelat badan yang lebih tinggi dibandingkan dengan bagian lapangan (dominan momen lentur).
Pelat girder dengan variasi pelat bagian badan lebih tebal pada zona tumpuan dan pelat bagian sayap lebih tebal pada zona lapangan
Pelat girder dengan variasi pelat bagian badan lebih tinggi pada zona tumpuan
Selain variasi dimensi bagian profil (penampang), variasi lain pada pelat girder yaitu perbedaan mutu pelat baja yang digunakan pada bagian sayap (flens) dan badan (web).
Untuk zona dominan geser (tumpuan) maka bagian badan digunakan pelat baja yang mutunya lebih tinggi dibandingkan dengan bagian sayap.
Dan untuk zona dominan momen lentur (lapangan) maka bagian sayap digunakan pelat baja yang mutunya lebih tinggi dibandingkan dengan bagian badan.
Jenis pelat girder semacam itu dikenal dengan istilah hybrid girder.
Dalam praktek pembuatannya, alat sambung yang digunakan untuk merangkai pelat girder bisa berupa paku keling, baut dan las.
Tapi sekarang metode yang digunakan lebih banyak menggunakan alat sambung las.
Hal khusus yang dijumpai pada struktur pelat girder biasanya ialah ada pemasangan pengaku badan (stiffener), yang berfungsi untuk mencegah tekuk lokal (local buckling).
Bentuk pengaku badan biasanya berupa pengaku melintang (transverse stiffener) atau ditambah atau ditambah dengan pengaku memanjang (longitudinal stiffener).
Tekuk lokal pada badan dan pada sayap
Pelat girder dengan pengaku melintang
Pengaku melintang
Pelat girder dengan pengaku melintang dan memanjang
B. Aplikasi Pelat Girder
Pelat girder digunakan sebagai struktur balok yang menahan gaya dalam (momen lentur dan gaya lintang) yang sangat besar, sebagai konsekwensi dari beban kerja yang intensitasnya besar atau bentang balok (jarak antar tumpuan) yang panjang.
Dalam aplikasinya di lapangan pelat girder biasa dipakai sebagai gelagar induk pada konstruksi jembatan, baik jembatan jalan raya maupun jembatan kereta api.
Pada jembatan kereta api umumnya digunakan pada bentang 15 meter sampai dengan 40 meter. Sedangkan untuk jembatan jalan raya umunya digunakan pada bentang 24 meter sampai dengan 46 m, namun pada jembatan yang menerus, bentang yang dapat dicapai lebih besar lagi yaitu 61 meter.
Pada bangunan gedung pelat girder dijumpai sebagai balok crane atau sebagai balok portal yang memikul beban yang besar.
Gambar
Penggunaan pelat girder pada jembatan kereta api
Gambar
Penggunaan pelat girder pada jembatan jalan raya
Gambar
Penggunaan pelat girder sebagai
balok crane Gambar
Penggunaan pelat girder sebagai balok portal gedung
PENGERTIAN DAN FUNGSI KOLOM
Kolom adalah batang tekan vertikal dari rangka strukstur yang memikul beban dari balok.
Kolom adalah komponen sturktur bangunan yang tugas utamanya menyengga beban aksial tekan vertikal dengan bagian tinggi yang tidak ditopang paling tidak tiga kali dimensi lateral terkecil.
Fungsi kolom adalah sebagai penerus beban seluruh bangunan ke pondasi
KOLOM DAN BALOK BETON
Struktuk kolom terbuat dari besi tulangan dan beton, keduanya
merupakan gabungan antara material yang tahan tarikan dan tekanan.
Besi adalah material yang tahan tarikan Beton adalah material yang tahan tekanan
Menurut Wang (1986) dan Ferguson (1986) jenis kolom ada 3 yaitu :
JENIS-JENIS KOLOM
1.Kolom Ikat (tie column)
2.Kolom Spiral (spiral column) 3.Kolom Komposit ( composite
column)
Dalam buku Struktur Beton Bertulang
( Istimawan Dipohusodo, 1994) ada 3 jenis kolom, yaitu :
1. Kolom menggunakan pengikat sengkang lateral.
2. Kolom menggunakan pengikat spiral.
3. Struktur kolom komposit.
GAMBAR JENIS-JENIS KOLOM
Untuk bangunan sederhana bentuk kolom ada dua jenis yaitu :
• Kolom Utama : kolom yang fungsi utamanya
menyangga beban utama yang berada diatasnya.
Jarak kolom utama
maksimum adalah 3.5 m.
Dimensi kolom utama untuk rumah lantai dua minimal 20/20 dengan
tulangan pokok 8Ø12 dan begel Ø8-10cm
• Kolom Praktis : kolom yang berfungsi membantu kolom utama dan juga sebagai
pengikat dinding agar dinding stabil. Jarak maksimum atar kolom
3.5m atau pada pertemuan pasangan bata. Demensi kolom praktis 15/15
dengan tulangan pokok 4Ø10 dan begel Ø8-20cm
1. Pekerjaan lantai kerja/beton decking 2. Pekerjaan pembesian
3. Pekerjaan bekisting
4. Pekerjaan kontrol kualitas sebelum pengecoran - posisi dan kondisi bekisting
- posisi dan penempatan pembesian - jarak antar tulangan
- panjang penjangkaran - ketebalan beton decking
- ukuran baja tulangan yang digunakan - posisi penempatan water stop
Pekerjaan Kolom
5. Pekerjaan kontrol kualitas pada saat pengecoran
6. Pekerjaan pengecoran
7. Pekerjaan curing, curing dilakukan
sehari ( 24Jam) setelah pengecoran selesai dilakukan dengan dibasahi air dan
dijaga/dikontrol untuk tetap dalam keadaan basah
Pekerjaan Kolom
Penulangan Kolom
Yang perlu diperhatikan dalam penulangan kolom antara lain : Penyambungan kolom diatas balok/sloof
Seperempat tinggi kolom jarak sengkang lebih rapat dari pada bagian tengah kolom
Lebar kolom lebih dari 30 cm diberi tulangan tambahan ditengah tengah lebar
Minimal tulangan pokok kolom menggunakan diameter 12 mm
Persyaratan konstruksi beton bertulang:
Setiap sudut balok harus ada 1 (satu) batang tulangan sepanjang balok Diameter tulangan pokok minimal Ø12 mm
Jarak pusat ke pusat (sumbu ke sumbu) tulangan pokok maksimal 15 cm dan jarak bersih 3 cm pada bagian-bagian yang memikul momen maksimal
BALOK
Hindarkan pemasangan tulangan dalam 2 lapis untuk tulangan pokok
Jika jarak tulangan atas dan tulangan bawah (tulangan pokok) dibagian samping lebih dari 30 cm, harus
dipasang tulangan ekstra
Tulangan ekstra (montage) untuk balok yang tingginya 90cm atau lebih luasnya minimal 10 % luas tulangan pokok tarik yang terbesar dengan diameter minimal 8mm untuk baja lunak dan 6mm untuk baja keras
Tebal selimut beton untuk balok minimal : - Di dalam : 2,0 cm
- Diluar : 2,5 cm
- Tidak kelihatan : 3,0 cm
• Apabila tegangan geser beton yang bekerja lebih kecil dari tegangan geser beton yang diijinkan, jarak
sengkang/beugel dapat diatur menurut peraturan beton dengan jarak maksimal selebar balok dlam segala hal
tidak boleh lebih dari 30 cm
Jika tegangan geser beton yang bekerja lebih besar dari tegangan geser beton yang diijinkan maka untuk memikul/menahan tegangan yang bekerja tersebut ada dua cara:
- tegangan geser yang bekerja tersebut seluruhnya (100%) dapat ditahan/dipikul oleh sengkang atau oleh tulangan serong/
miring sesuai dengan perhitungan yang berlaku
• Apabila tegangan geser yang bekerja tersebut
ditahan/dipikul oleh kombinasi dari sengkang dan tulangan serong/miring (sengkang dipasang
bersama dengan tulangan miring atau sengkang bekerjasama dengan tulangan miring) maka 50%
dari tegangan yang bekerja tersebut harus dipikul/ditahan oelh sengkang dan sisinya ditahan/dipikul oleh tulangan serong/miring
• Tulangan tumpuan harus dipasang simetris (tulangan tumpuan bawah harus dipasang
minimal sama dengan tulangan tumpuan atas
DEFINISI
STRUKTUR KOMPOSIT
• Suatu sistem struktur yang memadukan 2 macam material yang berbeda yang bekerja secara
bersama-sama menjadi satu kesatuan sistem yang utuh. Paling sering Baja + Beton
• Punya koefisien muai yang hampir sama.
• Baja : memikul tarik, Beton : memikul tekan,
meningkatkan kekakuan struktur dan memberikan insulasi terhadap api dan korosi.
• Baja untuk balok, Beton untuk pelat lantai penghematan.
1. Definisi – Aplikasi
Bangunan bertingkat Bangunan industri Ketahanan gempa
Balok komposit Balok-baja + pelat beton bertulang
Kolom komposit
Profil baja dicor di dalam beton, atau tabung baja dengan inti beton
Pelat komposit Holorib sheeting
+ pelat beton
Bentang besar (di atas 12 m).
Pengkonstruksian cepat.
Definisi – Aplikasi.
Denah seragam
Dua koridor
Bentang
lebih besar, bebas
kolom, ruangan lebih luas
Kolom
dikurangi, diganti
balok induk + balok
anak.
Definisi – Aplikasi – Cont.
Aksi Komposit pada Balok
Balok memikul lentur, pelat sebagai sayap tekan.
Aksi komposit dijamin oleh shear connector.
Aksi Komposit pada Balok – Cont.
Balok memikul lentur, pelat sebagai sayap tekan.
Aksi komposit dijamin oleh shear connector.
Dimensi balok lebih kecil, struktur lebih ringan, bentang lebih panjang.
Beberapa tipe penampang balok komposit:
Balok T Haunched
slab
Steel box girder
Beton precast
• Kekuatan penampang sangat dipengaruhi oleh
seberapa besar slip mampu ditahan oleh connector.
Tidak ada interaksi Interaksi sebagian Interaksi penuh
• Contoh perbandingan balok komposit dan konvensional:
Balok Komposit Balok Konvensional
Kapasitas
beban 100% 100% 100%
Berat
struktur 100% 160% 215%
Tinggi total 100% 130% 95%
Kekakuan to – 100%
too – 70% 70% 45%
• Balok baja + beton cast in situ
Balok T Haunched
slab Steel box
girder
• Balok baja + beton precast
Balok baja WF Balok dari dobel kanal +
dicor di dalam beton
Elemen Komposit – Cont.
Beton precast untuk lantai Penggunaan profiled sheeting steel untuk struktur komposit
Elemen Komposit – Cont.
profiled sheeting steel untuk struktur komposit
Tidak perlu bekisting ataupun
stagger.
Elemen Komposit – Cont.
Interlock pada profiled
sheeting steel
Elemen Komposit Cont.– Shear Connector
Fungsi: untuk membuat aksi komposit.
Syarat sambungan:
Harus mampu mentransfer geser ke bagian bawahnya.
Harus berfungsi sebagai link tarik bagi beton.
Harus ekonomis
Elemen Komposit Cont.– Shear Connector
a. Headed Stud (pakai listrik)
b. Shot fired connector
c. Baut mutu tinggi precast
Elemen Komposit Cont.– Sambungan Balok Kolom
Sambungan harus sesederhana
mungkin mudah dan murah.
Di daerah
sambungan balok kolom, pelat dapat diberi tulangan
agar struktur lebih kaku.
Elemen Komposit Cont.– Kolom Komposit
Proteksi api yang konvensional, menggunakan protection board.
Elemen Komposit Cont.– Balok Partially Encased
Elemen Komposit Cont.– Balok Partially Encased
Elemen Komposit Cont.– Pelat Komposit
Pelat beton bertulang digantikan oleh metal decking, berfungsi sebagai
bekisting dan tulangan tarik.
Lantai Komposit
• Untuk
meningkatkan
kemampuan layan, maka di beberapa titik, bagian badan balok perlu
dilubangi untuk M/E.
Lantai Komposit – Cont.
(a) Balok dengan bukaan di badan.
(b) Balok castellated
Lantai Komposit – Cont.
(c) Balok dari struktur rangka
(d) Stub girder
Lantai Komposit – Cont.
(e) Balok paralel
(f) Balok dengan haunched
Jembatan Komposit
Plate Girder Box Girder
