BAB 3 METODOLOGI. Tinjauan Pustaka & Dasar Teori. Pengumpulan Data. Perhitungan Manual. Pembuatan Kurva dengan Parameter Tertentu

Transkripsi

1 BAB 3 METODOLOGI 3.1 FLOW CHART Penyusunan Tugas Akhir ini mengarah pada pembuatan suatu alat bantu desain untuk elemen kolom struktur baja. Berikut tahapan/proses yang dilakukan di dalam pembuatan alat bantu desain ini: Tinjauan Pustaka & Dasar Teori Pengumpulan Data Perhitungan Manual Pembuatan Kurva dengan Parameter Tertentu Pengujian Kurva yang Dihasilkan Analisis Kesimpulan Gambar 3.1 Flow Chart Tahapan Metodologi Secara garis besar tahapan yang dilalui adalah sebagai berikut : Tahap awal, yaitu menentukan rumusan masalah yang menjadi ide awal dan ruang lingkup sebagai batasannya. Setelah ditetapkan tujuan yang ingin dicapai sebagai hasil output dari pembuatan tugas akhir ini, maka langkah selanjutnya adalah mencari studi-studi literatur yang berkaitan sebagai acuan atau dasar teori untuk proses pengerjaan selanjutnya. Kemudian dilanjutkan dengan pengumpulan data-data yang diperlukan seperti jenis-jenis profil yang umum tersedia di Indonesia. Berikutnya adalah melakukan perhitungan tahanan penampang secara manual dengan bantuan software excel. 3-1

2 Tahap selanjutnya adalah pembuatan kurva dengan cara memindahkan hasil perhitungan ke dalam tabel dan kurva dengan parameter-parameter tertentu. Yang perlu diperhatikan di dalam pembuatan kurva/grafik ini adalah untuk memudahkan pengguna kurva ini. Lalu dilakukan proses pengujian terhadap kurva yang dihasilkan agar semua perhitungan di dalam pembuatan kurva ini benar-benar valid. Langkah berikutnya yang paling penting adalah analisis, berkaitan dengan pembahasan perilaku kolom baja dan akhirnya menetapkan kesimpulan dari hasil pekerjaan yang telah dilakukan 3.2 TAHAPAN DESAIN Tinjauan Pustaka dan Teori Dasar Tinjauan pustaka berisikan tentang referensi atau acuan-acuan standar yang akan digunakan dalam perhitungan atau penyusunan pembuatan alat bantu kurva desain ini. Referensi yang digunakan pada tugas akhir ini pada dasarnya terdiri dari tiga metode, yaitu : a. SNI b. AISC-LRFD 1999 Referensi AISC-LRFD yang merupakan standar internasional digunakan sebagai pembanding dengan standar yang digunakan di Indonesia, yaitu SNI Hal ini dilatarbelakangi oleh kelengkapan dan kemudahan informasi pada tabel-tabel dan grafik-grafik pada AISC-LRFD dan adanya beberapa hal yang tidak diatur pada SNI sehingga dapat mengacu pada AISC-LRFD. Namun pada dasarnya alat bantu ini akan dibuat dan disesuaikan dengan penggunaannya di Indonesia sesuai profil yang ada dan mengacu kepada SNI Dasar teori merupakan penjelasan dari sub-sub bahasan yang akan digunakan atau kumpulan formulasi dari tiap elemen yang akan diperhitungkan dalam perhitungan. Dasar teori ini juga berisi filosofi desain untuk elemen kolom dan menjelaskan mengenai parameter apa saja yang harus diperhitungkan untuk menghasilkan alat bantu kurva desain ini. Secara umum dasar teori berisi : a. Penjelasan singkat sub topik yang akan dibahas b. Formulasi perhitungan c. Langkah-langkah pengerjaan d. Tabel-tabel ataupun grafik-grafik yang menunjukkan hubungan antara parameter yang satu dengan parameter lainnya ke dalam perhitungan tahanan penampang. 3-2

3 3.2.2 Pengumpulan Data Pada penyusunan alat bantu kurva desain elemen kolom ini diperlukan data-data berupa penentuan jenis-jenis profil yang akan digunakan. Karena alat bantu desain ini menggunakan metode SNI maka input profil yang digunakan juga berasal dari profil yang umum digunakan di Indonesia atau dengan kata lain profil yang dipakai merupakan produk fabrikasi baja Indonesia, yaitu produk PT. Gunung Garuda Steel dan PT. Krakatau Steel. Pada tahap awal pembuatan alat bantu desain ini akan digunakan jenis profil : a. IWF (Wide-Flange) b. HWF c. Profil Tube (silinder) d. Profil Rectangular (HSS) Data data profil yang diperlukan meliputi properties dari profil baja seperti : a. Dimensi profil : tinggi, lebar, tebal flens, tebal web, dan r 0 b. Luas penampang serta berat profil c. Momen inersia profil d. Jari jari girasi e. Modulus elastisitas penampang f. Modulus plastis penampang g. Poisson s ratio Sebagai contoh data profil baja untuk IWF berdasarkan produk dari PT. Gunung Garuda Steel adalah sebagai berikut : 3-3

4 STANDARD SECTIONAL DIMENSION Nominal Dimensional Tabel 3.1 Data Profil IWF PT. Gunung Garuda Steel (ACCORDING JIS 1993) SECTION AREA H B t1 (tw) t2 (tf) r A UNIT WEIGHT INFORMATIVE REFERENCE GEOMETRICAL RADIUS OF MODULUS PLASTIC MODULUS MOMENT OF INERTIA GYRATION AREA OF SECTION OF SECTION Ix (mm x mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) mm 2 kg/m mm 4 mm 4 mm mm mm 3 mm 3 mm 3 mm x x x x x x x x x x x x x x x x x x E x E x E Iy i x i y Sx Sy Zx Zy 3-4

5 Tabel 3.2 Perhitungan Parameter-Parameter Lain Tekan / Lentur Tekan Lentur Nominal Dimensional H B t1 (tw) t2 (tf) r A' Iy' i y ' atau r y ' C w J v E f y f r C b X 1 X 2 Lp Lr λf λpf λrf λw λrw λpw λrw (mm x mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) mm 2 mm 4 mm mm 6 mm 4 - MPa MPa MPa mm mm x x x x x x x x x E x E x E x E E x E E x E x E x E x E x E x E

6 3.2.3 Perhitungan Manual Proses perhitungan dilakukan dengan menggunakan program excel sesuai formulasi rumus perhitungan yang terdapat pada bab 2. Perhitungan manual ini dilakukan untuk memodelkan pertama kali kurva alat bantu desain tersebut. Semua formula yang telah dirumuskan pada bab 2 akan digunakan dalam tahap ini sesuai dengan kondisi-kondisi yang terjadi. Adapun tujuan dari perhitungan ini adalah untuk mendapatkan nilai-nilai sebagai berikut : a. Perhitungan kuat tekan nominal penampang Nn b. Perhitungan Nu = 0.2 x Ф c Nn c. Perhitungan kuat lentur nominal kolom Mn d. Perhitungan Mu = 0.8 x (9/8 Ф b Mn) Pembuatan Kurva Dengan Parameter-Parameter Tahap selanjutnya yaitu pembuatan kurva desain itu sendiri, setelah tahap perhitungan manual maka nilai-nilai dari Ф c Nn, 0.2 Ф c Nn, Ф b Mn dan 0.9 Ф b Mn diplot pada suatu work sheet membentuk suatu kurva. Kurva yang akan dihasilkan ini akan dibedakan berdasarkan : a. Batasan L = 3m hingga L = 7 m, dengan asumsi bahwa bentang yang umum digunakan untuk desain gedung berkisar pada bentang tersebut. Batasan ini juga sebenarnya ditujukan untuk menujukkan secara umum perilaku bentang pendek, menengah, dan panjang. b. Jenis profilnya, kurva ini akan dikelompokkan sesuai dengan jenis profil, yaitu profil HWF, IWF, Square HSS, dan Tubular HSS.. c. Nilai kc dari elemen kolom tersebut. Akibat dari variasi nilai kc pada struktur bangunan baja, maka pada tahap preliminary design ini pengguna dapat menggunakan alat bantu kurva desain ini sebagai acuan awal. Akan digunakan dua 2 nilai kc dalam penyajian alat bantu ini sebagai perbandingan. 3-6

7 Gambar 3.2 Hubungan Mn dan Nn untuk Lb = 3000 pada profil HWF Gambar 3.3 Hubungan Mn dan Nn untuk Lb = 4000 pada profil HWF Pengujian Kurva yang Dihasilkan (Pengolahan Data) Untuk menguji keabsahan dan menampilkan proses perhitungan yang telah dilakukan pada software excel, maka diambil beberapa contoh perhitungan dari masing-masing tipe profil yang diambil secara acak. Tujuannya untuk menguji keabsahan perhitungan tersebut sudah benar. 3-7

8 3.2.6 Analisis Analisis membahas tinjauan penulis terhadap hal-hal yang didapatkan selama pembuatan kurva tersebut yang berkaitan dengan perilaku dan tahanan penampang. Melalui analisis ini pula penulis dapat memahami perilaku elemen kolom dari berbagai variasi bentuk profil, panjang bentang tak terkekang, nilai kekakuannya (kc), ataupun hubungan antara tahanan profil dalam hal ini momen nominal dengan panjang tak terkekangnya (Lb), dan keterkaitan tahanan profil dengan karakteristik berat satuan profil tersebut. Seluruh permasalahan dan hasil yang didapatkan dalam pembuatan alat bantu kurva desain tersebut akan dijelaskan pada bab 5 Analisis Desain. Analisis ini diharapkan dapat memberikan penjelasan tentang perilaku kolom pada setiap jenis profil baja Kesimpulan Dari pembahasan yang telah dilakukan hingga pada analisis maka dapat ditarik kesimpulan mengenai hasil dari penyusunan tugas akhir ini dan saran-saran yang dapat menjawab maksud dan tujuan dari pembuatan grafik sebagai hasil penyusunan Tugas Akhir ini. 3-8