BAB II. TINJAUAN PUSTAKA. A. Perencanaan Balok Baja dengan Metode Load Resistance and Factor Design

Transkripsi

1 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA A. Perencanaan Balok Baja dengan Metode Load Resistance and Factor Design Analisis dari pembuatan program ini didasari secara teoritis dengan perhitungan desain balok dengan metode load resistance and factor design (LRFD). Pada analisis ini, perlu dilakukan pengecekan terhadap batasan rasio kelangsingan untuk penampang kompak balok kemudian dengan mengasumsikan balok berada pada kondisi inelastis maka dapat menentukan panjang bentang balok ang kemudian akan didapatkan kuat nominal momen lentur dan geser dari penampang balok. a. Tumpuan dan pembebanan Tumpuan ang diberikan pada balok merupakan tumpuan sederhana aitu sendi-rol. Pembebanan dilakukan dengan meninjau berat sendiri balok dan beban terpusat ang didistribusikan pada seluruh penampang profil, seperti pada Gambar.1 berikut, Gambar.1 Balok baja dengan tumpuan send-rol

2 b. Pembebanan balok baja Secara umum dalam struktur, pembebanan ang terjadi pada balok adalah beban terpusat dan beban mearata ang terdiri atas berat sendiri balok. Desain ini menjadi dasar untuk menentukan kondisi balok ang akan didesain, masingmasing kondisi balok saat terbebani tergantung dari profil ang dipilih. Analisis ang dilakukan adalah pengecekan kelangsingan profilna, apakah profilna kompak, tak kompak atau profil terlalu kuat sehingga kurang ekonomis dan dapat diganti dengan profil lain ang lebih sesuai. Setelah terpenuhi kondisi lenturna maka berikutna adalah tahanan geserna, tahanan geser akan lebih menentukan pada bentang ang lebih pendek. B. Sifat Material Baja Kriteria perencanaan struktur adalah memenuhi sarat kekuatan, kekakuan dan daktilitas. Kekuatan dikaitkan dengan besarna tegangan ang mampu dipikul tanpa rusak, baik berupa deformasi besar (ielding) atau fracture (terpisah). Faktor kekakuan adalah besarna gaa untuk menghasilkan satu unit deformasi, parameterna berupa Modulus Elastisitas

3 Tabel.1 Kekuatan mekanik beberapa macam bahan material konstruksi Modulus Berat Jenis Kuat (Mpa) Rasio Kuat + BJ Material Elastisitas (kg/m 3) (Mpa) Leleh Ultimate (IE+6 * 1/mm) Serat Karbon Baja A ,1-7 Baja A ,7 Alumunium ,3 Besi Cor ,8 Bambu Kau , Beton ,9 -,3 Jadi jika parameter kekuatan, kekakuan dan daktilitas digunakan untuk pemilihan material konstruksi maka dapat dikatn bahwa material baja adalah ang unggul dibandingkan beton dan kau.. Ini indikasi jika perencanaanna optimal maka bangunan dengan konstruksi baja tentuna akan menghasilkan sistem pondasi ang lebih ringan dibanding konstruksi beton, meskipun masih kalah dibanding kau atau bambu. Gambar. Grafik kekuatan mekanik beberapa material kontruksi

4 Dikaitkan efisiensi antara material baja dengan kau atau bambu, maka baja hana unggul karena kualitas mutu bahanna ang lebih homogen dan konsisten sehingga lebih handal. hal itu tidak mengherankan karena material baja adalah produk industri ang dapat terkontrol dengan baik. Beberapa keuntungan ang diperoleh dari baja sebagai bahan struktur adalah sebagai berikut: 1. Mempunai kekuatan ang tinggi, sehingga dapat mengurangi ukuran struktur serta mengurangi berat dari stuktur itu sendiri.. Keseragaman dan keawetan ang tinggi. 3. Bersifat elastis, hingga memiliki tegangan ang cukup tinggi mengikuti Hukum Hooke. Momen inersia dari profil baja juga dapat dihitung dengan pasti sehingga memudahkan dalam analisis struktur. 4. Daktilitas ang cukup tinggi, karena suatu batang baja ang menerima tegangan tarik ang tinggi akan mengalami regangan tarik cukup besar sebelum terjadi keruntuhan. 5. Beberapa keuntungan lainna adalah kemudahan penambungan antara elemen satu dengan ang lain menggunakan alat sambung las atau baut. Pembuatan baja melalui proses gilas panas mengakibatkan baja mudah dibentuk menjadi penampang ang diinginkan. Kecepatan pelaksanaan konstruksi baja juga menjadi suatu keunggulan material baja.

5 Selain keuntungan-keuntungan ang disebutkan tersebut, material baja juga memiliki beberapa kekurangan, terutama dari sisi pemeliharaan. Konstruksi baja ang berhubungan langsung dengan udara atau air secara periodik harus dilapisi dengan cat. Perlindungan terhadap bahaa kebakaran juga harus menjadi perhatian ang serius, karena material baja akan mengalami penurunan kekuatan secara drastis akibat kenaikan temperatur ang cukup tinggi, selain itu baja merupakan konduktor panas ang baik sehingga nala api dalam suatu bangunan justru akan menebar lebih cepat. Kelemahan lainna adalah masalah tekuk ang merupakan fungsi dari kelangsingan suatu penampang. Baja ang akan digunakan dalam suatu struktur dapat diklasifikasikan menjadi baja karbon, baja paduan rendah mutu tinggi, dan baja paduan. Sifat-sifat mekanik dalam baja tersebut seperti tegangan leleh dan tegangan putusna diatur dalam ASTM A6/A6M. 1. Baja Karbon Sebutan baja karbon berlaku untuk baja ang mengandung unsur bukan besi dengan persentase maksimum sebagai berikut: - Karbon 1,7% - Mangan 1,65% - Silikon 0,60% - Tembaga 0,60% Karbon dan mangan adalah unsur utama untuk menaikkan kekuatan besi murni. Baja karbon terbagi menjadi empat kategori: karbon rendah (kurang dari 0,15%);

6 karbon lunak (0,15 0,9%); karbon sedang (0,30 0,59%); karbon tinggi (0,60 1,70%). Baja karbon struktural termasuk kategori karbon lunak, baja seperti A36 (ekuivalen dengan baja SS400) mengandung karbon maksimum ang berkisar antara 0,5% dan 0,9% tergantung pada tebalna. Baja struktural ini memiliki titik leleh ang jelas seperti ang ditunjukan pada kurva (a) dalam Gambar.3. Naikna persentase karbon dapat meningkatkan tegangan leleh namun menurunkan daktilitas, salah satuna membuat pekerjaan las menjadi lebih sulit. Baja karbon umuna memiliki tegangan leleh (f ) antara MPa. Gambar.3 Kurva Tegangan-Regangan Umum

7 . Baja paduan rendah mutu tinggi Yang termasuk dalam kategori baja paduan rendah mutu tinggi (high strengh low allo steel/hsla) mempunai tegangan leleh berkisar antara MPa dengan tegangan putus (f u ) antara MPa. Penambahan sedikit bahan-bahan paduan seperti Chronium, Columbium, Mangan, Molbden, Nikel, Fosfor, Vanadium, atau Zirkonium dapat memperbaiki sifat-sifat mekanikna. Jika baja karbon mendapatkan kekuatanna seiring dengan penambahan persetase karbon, maka bahan-bahan paduan ini mampu memperbaiki sifat mekanik baja dengan membentuk mikrostruktur dalam bahan baja ang lebih halus. 3. Baja paduan Baja paduan rendah (low allo) dapat ditempa dan dipanaskan untuk memperoleh tegangan leleh antara MPa. Tegangan leleh dari baja paduan biasana ditentukan sebagai tegangan ang terjadi saat timbul regangan permanen sebesar 0,% atau dapat ditentukan pula sebagai regangan mencapai 0,5%. Kurva tegangan-regangan ang umum akibat tarikan diperlihatkan pada Gambar.1 untuk tiga kategori baja tersebut. Kekakuan ang sama juga terjadi pada tekanan bila tekuk (buckling) dicegah dengan memberikan tumpuan. Bagian dari setiap kurva tegangan-regangan pada Gambar.1 ang biasa digunakan dalam perencanaan diperbesar pada Gambar..

8 Besarna tegangan pada kurva tegangan-regangan pada Gambar.1 ditentukan dengan membagi beban dengan luas penampang lintang semula benda uji, sedangkan reganganna (per inchi) dihitung sebagai perpanjangan dibagi dengan panjang semula. Kurva seperti ini disebut kurva tegangan-regangan teknik dan menaik hingga tegangan maksimum (disebut kekuatan tarik), kemudian kurva menurun bersamaan dengan kenaikan regangan dan tegangan berhenti seketika. Pada bahanna sendiri, tegangan terus menaik hingga putus. Yang disebut kurva tegangan sesungguhna atau regangan sesungguhna diperoleh dengan menggunakan penampang lintang semula (walaupun penampang mengecil) dan regangan tambahan sesaat (instanteneous incremental strain). Kurva teganganregangan teknik boleh digunakan dalam praktek untuk menetukan beban maksimum ang dapat dipikul (kekuatan tarik batas).

9 Gambar.4 Kurva Tegangan-Regangan Dalam perencaan struktur baja, SNI mengambil beberapa sifat mekanik dari material baja ang sama aitu: Modulus Elastisitas, E Modulus Geser, G = MPa = MPa Angka Poisson = 0,30 Koefisien muai panjang = / o C

10 C. Tekuk Lateral Balok Tekuk lateral adalah tekuk arah tegak lurus bidang kerja gaa luar, terjadi pada balok-balok langsing dimana I < I x. Pembebanan pada bidang web balok akan menghasilkan tegangan ang sama besar antara titik A dan B. Namun adana ketidaksempurnaan balok dan eksentrisitas beban, maka akan mengakibatkan perbedaan tegangan antara A dan B. Tegangan residu juga mengakibatkan distribusi tegangan ang tidak sama sepanjang lebar saap. Flens tekan dari balok dapat dianggap sebagai kolom. Saap ang diasumsikan sebagai kolom ini akan tertekuk dalam arah lemahna akibat lentur terhadap suatu sumbu seperti 1-1. Namun karena web balok memberikan sokongan untuk mencegah tekuk dalam arah ini, maka flens akan cenderung tertekuk oleh lentur pada sumbu -. Karena bagian tarik dari balok berada dalam kondisi stabil, maka proses tekuk lentur dalam arah lateral tersebut tersebut akan dibarengi dengan proses torsi sehingga terjadilah tekuk lentur. Tekuk torsi lateral adalah kondisi batas ang menentukan kekuatan sebuah balok. Sebuah balok mampu menahan momen maksimum hingga mencapai momen plastis (Mp), tercapai atau tidakna momen plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satu dari peristiwa berikut : 1. Tekuk lokal dari torsi tekan.. Tekuk lokal dari web dalam tekan lentur. 3. Tekuk torsi lateral.

11 Ketiga macam keruntuhan tersebut dapat terjadi pada kondisi elastis maupun inelastis. Gambar. menunjukan perilaku dari sebuah balok ang dibebani momen konstan M dengan bentang tak terkekang L : 1. Jika L cukup kecil (L < Lpd) maka momen plastis, Mp tercapai dengan deformasi ang besar. Deformasi ang besar ditunjukan oleh kapasitas rotasi R. tidak cukup kuatna flens maupun web menjadi faktor utama dari tercapaina momen plastis profil, jika profil kompak maka momen plastis profil mampu tercapai. Gambar.5 a, b, c Tekuk Puntir Lateral Pada Balok

12 D. Desain Balok I Setiap komponen struktur ang memikul momen lentur, harus memenuhi Persamaan 1 berikut, b. M n M u...(1) dengan b = faktor reduksi untuk lentur (sebesar 0,9) M n = kuat nominal momen lentur dari penampang M u = momen lentur terfaktor Besarna kuat nominal momen lentur dari penampang ditentukan sebagai berikut: Kasus 1: M n = M p (R 3) Agar penampang dapat mencapai kuat niminal M n = M p, maka penampang harus kompak untuk mencegah terjadina tekuk lokal. Sarat penampang kompak ditentukan sesuai dengan Tabel SNI , aitu λ untuk flens( (b/t f ) dan untuk web (h/t w ) tidak boleh melebihi λ p. Batasan nilai untuk λ p ditampilkan pada Tabel.. Selain harus kompak, pengaku vertikal harus diberikan sehingga panjang bentang tak terkekang, L tidak melebihi L pd ang diperoleh dari persamaan M ( ) M L pd. r f...()

13 Tabel. Batasan Rasio Kelangsingan λ p untuk Penampang Kompak Balok I Tegangan Leleh f (MPa) Tekuk Lokal Flens b t f f 11,73 10,97 10,75 9,98 8,4 Tekuk Lokal Web h t w f 115,93 108,44 106,5 98,65 8,97 Tekuk Torsi Lateral L 790. r f 54,5 50,99 49,96 46,39 39,0 Kasus : M n = M p (R < 3) Agar penampang dapat mencapai momen plastis M p dengan kapsitas rotasi R < 3, maka penampang harus kompak dan tidak terjadi tekuk lokal (b/t f dan h/t w < λ p ). Pengaku lateral harus diberikan sehingga bentang tak terkekang L tidak melebihi L p ang ditentukan oleh persamaan 3 (untuk C b = 1) 790 L p. r...(3) f Kasus 3: M p > M n M r Dalam kasus 3 terjadi tekuk torsi lateral untuk penampang kompak (λ λ p ). Kuat momen nominal didekati dengan hubungan linear antara titik 1 (L p, M p ) dengan titik (L r, M r ) pada Gambar.6. kuat momen lentur nominal dalam kasus 3 ditentukan dalam SNI (pasal 8.3.4). M n L Cb M r ( M p M r ) Lr L M L p r p...(4)

14 M r adalah kuat nominal ang tersedia untuk beban laan ketika serat terluar penampang mencapai tegangan f (termasuk tegangan residu) dan dapat diekspresikan sebagai Persamaan 5 berikut dengan M r = S x. (f f r )...(5) f = tegangan leleh profil f r = tegangan residu (70 MPa untuk penampang di rol dan 115 Mpa untuk penampang di las) S x = modulus penampang Panjang L r diperoleh dari Persamaan 11 L r X. r 1 f L 1 1 X. f L...(6) dengan, f L f f r...(7) X 1 S x E. G. J. A...(8) S x X 4.. G. J C I w...(9)

15 Gambar.6 Kuat Momen Lentur Nominal Akibat Tekuk Torsi Lateral Kasus 4: M p > M n M r Kasus ini terjadi jika: 1. L p < L < L r. λ p < (λ = b/.t f ) < λ r (flens tak kompak) 3. λ p < (λ = h/t w ) < λ r (web tak kompak) Kuat momen lentur nominal dalam kasus 4 harus dihitung berdasarkan keadaan ang paling kritis dari tekuk lokal flens, tekuk lokal web serta tekuk torsi lateral. Untuk membatasi terhadap tekuk lokal flens serta tekuk lokal web, SNI (pasal 8..4) merumuskan: M n p M p ( M p M r ) p p...(10)

16 Sedangkan kondisi batas untuk tekuk torsi lateral ditentukan berdasarkan M n L Cb M r ( M p M r ) Lr L M L p r p...(11) Dengan faktor pengali momen, C b, ditentukan oleh persamaan C b,5. M max 1,5. M 3. M A max 4. M B 3. M C,3...(1) Dengan, M max M A M B M C = momen maksimum pada bentang ang ditinjau = momen pada ¼ bentang tak terkekang = momen pada tengah bentang tak terkekang = momen pada ¾ bentang tak terkekang Kuat momen lentur nominal dalam kasus 4 ini diambil dari nilai ang terkecil antara Persamaaan 10 dan Persamaan 11. Batasan rasio kelangsingan penampang, λ r untuk penampang tak kompak ditampilkan dalam Tabel.3. Tabel.3 Batasan Rasio Kelangsingan λ r untuk Penampang Kompak Balok I Tegangan Leleh f (MPa) Tekuk Lokal Flens b t f f f r,64,18,06 1,68 1,09 Tekuk Lokal Web h 550. t w f 175,97 164,60 161,8 149,74 15,94

17 Kasus 5: M n > M r Kasus 5 terjadi apabila L > L r dan kelangsingan dari flens serta web tak melebihi λ r (penampang kompak). Kuat nominal momen lentur dalam kondisi ini ditentukan sebagai berikut:. E M n Cb.. E. I. G. J. I. C L L w...(13) Persamaan 13 dapat pula dituliskan dengan menggunakan variabel X 1 dan X seperti pada Persamaan 7 dan 8, sehingga menjadi: C. S. X. L r. X b x 1 1 M n. 1...(14) X. L r E. Kuat Geser Penampang IWF Perencanaan balok ang memilki bentang panjang biasana lebih ditentukan oleh sarat lendutan daripada sarat tahanan. Balok dengan bentang-bentang menenengah, ukuran profil lebih ditentukan akibat lentur pada balok. Pada balok dengan bentang-bentang pendek, tahanan geser lebih menentukan dalam pemilihan profil. Tahanan geser penampang gilas pada balok sebagian besar ditahan oleh web, jika web dalam kondisi stabil, kuat geser nominal pelat web ditentukan oleh SNI pasal aitu : V n = 0,60f A w (15)

18 Dengan, f = kuat leleh web A w = luas penampang web = 0,9 V n > V u F. PEMROGRAMAN 1. Pengetian program dan pemrograman Pemrograman komputer, menurut binanto kata program dan pemrograman dapat diartikan sebagai berikut: a. Mendeskripsikan instruksi-instruksi tersendiri ang biasana disebut source code ang dibuat oleh programmer. b. Mendeskripsikan suatu keseluruhan bagian dari software ang executable. c. Program merupakan himpunan atau kumpulan instruksi tertulis ang dibuat oleh programmer atau suatu bagian executable dari suatu software. d. Pemrograman berarti membuat program komputer. e. Pemrograman merupakan suatu kumpulan urutan perintah ke komputer untuk mengerjakan sesuatu. Perintah-perintah ini membutuhkan suatu bahasa tersendiri ang dapat dimengerti oleh komputer. Sedangkan menurut Yulikuspartono mengemukakan bahwa, program merupakan sederetan instruksi atau stetement dalam bahasa ang dimengerti oleh komputer ang bersangkutan, serta kata pemrograman menurut

19 Sugiono program adalah suatu rangkaian instruksi-instruksi dalam bahasa komputer ang disusun secara logis dan sistematis. Sebelum program diterapkan, maka program harus bebas terlebih dahulu dari kesalahan-kesalahan. Oleh sebab itu program harus diuji untuk menemukan kesalahan-kesalahan ang mungkin dapat terjadi. Kesalahan dari program ang mungkin terjadi dapat diklasifikasikan dalam tiga bentuk kesalahan menurut Hartono antara lain : a. Kesalahan Bahasa (Language Errors) Adalah kesalahan dalam penulisan source program ang tidak sesuai dengan ang telah diisaratkan. b. Kesalahan dalam Proses (Run Time Progres) Adalah kesalahan saat executable program dijalankan. c. Kesalahan Logika (logical Errors) Adalah kesalahan logika saat pembuatan program.. Pemrograman PHP Pemrograman PHP atau Hpertext Prepocessor adalah suatu pemrograman ang digunakan secara luas untuk penanganan pembuatan atau pengembangan sebuah situs web ang dapat digunakan bersamaan dengan HTML. PHP dibuat oleh Rasmus lerdorf pada tahun 1994, pada versi pertamana PHP adalah singkatan dari Personal Home Page Tools, ditulis kembali pada pertengahan tahun 1995 dan diberi nama PHP/FI (Forms interperter), aitu versi kedua dari PHP dengan penambahan dukungan terhadap SQL dan

20 setelah pertengahan tahun 1999 versi ketiga PHP mulai dikenal dengan singkatan Hper text Prossesor, dan pada saat itu penggunana lebih dari 1 juta site. PHP adalah bahasa ang menginterpretasikan perintah sebuah file ang berisi kode pemrograman atau script ang dijalankan, selanjutna interpreter ini akan memerintahkan komputer kita untuk menjalankan perintah sesuai dengan permintaan script. PHP dapat disisipkan dihalaman HTML, sehingga memudahkan dan mempercepat dan membuat aplikasi web, oleh karena itu PHP sangat berguna untuk membuat website - website ang dinamis.