BAB I PENDAHULUAN. Perkembangan teknologi dalam bidang konstruksi terus - menerus

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Perkembangan teknologi dalam bidang konstruksi terus - menerus mengalami peningkatan, khususnya bangunan yang menggunakan material baja. Baja banyak digunakan untuk bangunan bertingkat tinggi maupun bangunan yang berbentang lebar. Namun karena harga material baja relatif mahal maka diperlukan upaya untuk dapat memperoleh desain konstruksi baja yang lebih ekonomis dan dapat meminimalisir penggunaan bahan baja tersebut. Adanya teknologi las listrik pada konstruksi baja, memungkinkan untuk pembuatan castellated beam (balok kastela) yang tujuannya meminimalisir penggunaan bahan baja. Castellated beam dibentuk dari baja IWF yang umumnya digunakan untuk bahan konstruksi dengan memodifikasi bagian web menjadi ½ kali lebih tinggi dari profil aslinya. Bagian web dipotong dengan pola kastela lalu disambungkan kembali dengan cara las di salah satu ujungnya sehingga dihasilkan penampang baru. Proses pembuatan balok kastela dengan bukaan heksagonal ditunjukkan pada Gambar

2 bagian yang dipotong bawah atas dilas atas bawah Gambar 1.1. Pembuatan balok castellated dengan bentuk bukaan heksagonal Castellated beam termasuk salah satu jenis bentuk elemen struktur yang dapat dikategorikan sebagai profil istimewa dalam dunia teknik sipil, karena selain bentuknya yang memiliki nilai estetika ternyata profil ini juga memiliki beberapa kelebihan ditinjau dari segi kekuatannya. Aplikasi struktural dari castellated beam dapat menghemat material, berat dari profil akan berkurang sehingga membuat berat struktur keseluruhan juga akan berkurang, selain itu bukaan pada web dapat digunakan untuk pemasangan perlengkapan mechanical electrical. Menurut Apriyatno (2000) balok merupakan struktur yang dominan memikul momen lentur yang kekuatannya dipengaruhi oleh momen inersia balok, apabila momen inersia balok besar maka kapasitas lentur balok juga besar. Masih menurut Apriyatno (2000) memperbesar momen inersia tanpa harus mencari ukuran profil yang lebih besar dapat dilakukan dengan cara membuat castellated beam dengan memodifikasi profil IWF. Contoh penggunaan balok castellated bukaan heksagonal pada catwalk jembatan di daerah Pasangkayu, Sulawesi yang 2

3 menghubungkan dermaga untuk menuju dolphin atau mooring dolphin dari dermaga. Catwalk digunakan petugas kepil untuk menuju bolder yang terletak di dolphin pada saat kapal akan sandar dan kapal mulai berlayar ditunjukkan pada Gambar 1.2. Gambar 1.2. Penggunaan Balok Castellated untuk Catwalk Jembatan di Dermaga Castellated beam dengan bentuk bukaan heksagonal, lingkaran, persegi mempunyai beberapa kekurangan, diantaranya yaitu : a. Penambahan tinggi yang terbatas yaitu maksimal setengah dari tinggi web (½h) sehingga kapasitas lentur yang dihasilkan juga terbatas. b. Proses pemotongan dilakukan dengan lebih teliti dikarenakan oleh bentuk bukaannya yang berliku-liku. c. Terjadi masalah tekuk yang dikarenakan kelangsingan pada bagian web dengan adanya bukaan tersebut. 3

4 d. Mekanisme kegagalan yang terjadi didominasi oleh mekanisme vierendeel karena berkurangnya kekakuan pada flens. Kelemahan yang terjadi pada castellated beam dengan bentuk bukaan heksagonal, lingkaran, persegi diatas membuat penulis untuk mencoba meneliti castellated beam modifikasi dengan penyambung berupa profil siku agar dapat meninimalisir kelemahan dengan mendapatkan kelebihan antara lain : a. Penambahan tinggi yang diperoleh menjadi tidak terbatas karena dapat dibuat seoptimum mungkin dengan memperhatikan kekurangan yang ada dengan panjang profil siku yang digunakan sebagai penyambung dari profil IWF yang telah dipotong menjadi dua dari ujung ke ujung. b. Proses pemotongan castellated beam modifikasi lebih sederhana karena hanya dipotong ditengah-tengah web, lurus dari ujung ke ujung sepanjang bentang hingga menjadi dua bagian tanpa membentuk liku kemudian diberikan penyambung berupa profil siku pada masing-masing sisinya dengan kemiringan sebesar c. Masalah tekuk pada bagian web diminimalisir dengan adanya kekakuan yang dapat diatur oleh d. Mekanisme vierendeel dapat diminimalisir melalui tinggi stem pada balok castellated modifikasi dengan 4

5 Ditinjau dari kelebihan dan kekurangan castellated beam tersebut dan belum banyaknya penelitian tentang balok castellated, khususnya dengan penyambung berupa profil siku menjadikan tema castellated beam menarik untuk dikaji Rumusan Masalah Dari latar belakang masalah, maka ada beberapa hal penting yang perlu dikaji tentang baja castellated dengan penyambung berupa profil siku apabila dibandingkan dengan balok baja castellated dengan bukaan segi empat dan balok baja castellated dengan bukaan heksagonal serta perbandingan balok baja castellated modifikasi menggunakan program SAP 2000 dengan tinggi web balok castellated modifikasi yaitu 275 mm dan panjang bentang 3023 mm melalui proses pembebanan statik adalah : 1. Pola keruntuhan yang terjadi pada castellated beam modifikasi dengan 2. Besarnya nilai tegangan dan regangan pada castellated beam modifikasi dengan 3. Besarnya kapasitas beban maksimum pada castellated beam modifikasi dengan 4. Besarnya lendutan (displacement) pada castellated beam modifikasi dengan 5

6 1.3. Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah: 1. Mengetahui pola keruntuhan balok castellated modifikasi dengan 2. Mengetahui hubungan tegangan - regangan balok castellated modifikasi dengan 3. Mengetahui kapasitas beban balok castellated modifikasi dengan 4. Mengetahui lendutan (displacement) balok castellated modifikasi dengan 5. Mengetahui perbandingan kapasitas beban dan besarnya lendutan (displacement) balok castellated modifikasi dengan penyambung berupa profil siku dibandingkan dengan perilaku lentur balok castellated bentuk lubang segi empat dengan tulangan dan komposit mortar (Oliveira, 2012) serta perilaku lentur balok komposit castellated bukaan heksagonal diselimuti mortar (Pribadi, 2012) selain itu dengan hasil analisis menggunakan program SAP Manfaat Penelitian Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah untuk mengoptimalkan sistem balok kastela khususnya mengenai castellated beam modifikasi dengan Selain itu, hasil dari penelitian ini dapat diinformasikan dan disebarluaskan di kalangan akademisi serta dapat 6

7 menambah referensi bagi perencana yang berminat menggunakan konstruksi baja castellated beam sehingga perencana bisa memilih tipe struktur dan penggunaan material yang tepat, hemat dan kuat Batasan Penelitian Agar ruang lingkup penelitian dapat difokuskan, maka pembatasan masalah perlu dilakukan antara lain: 1. Objek penelitian adalah profil IWF 150x75x5x7 dengan lebar flens 75 mm, tebal flens 7 mm, tinggi web 150 mm dan setelah menjadi balok castellated modifikasi dengan penyambung berupa profil siku, tinggi web menjadi 275 mm, tebal web 5 mm dan panjang bentang 3023 mm serta jarak antar tumpuan adalah 2883 mm. 2. Penyambungan dilakukan dengan menambahkan profil siku berukuran 30x30x3 mm yang disambung dengan las menyilang dengan sudut 45 o pada masing-masing sisi profil IWF yang telah dipotong menjadi dua bagian. 3. Jumlah benda uji adalah 1 benda uji balok castellated modifikasi dengan penyambung berupa profil siku bertumpuan sendi - rol. 4. Metode pengujian menggunakan beban statis dengan dua titik yang masingmasing berjarak dua silangan siku. 5. Peninjauan lentur dilakukan terhadap beban maksimum, besarnya lendutan yang terjadi dan pola keruntuhan. 6. Hasil eksperimen dibandingkan dengan penelitian sebelumnya (Oliveira, 2012 dan Pribadi, 2012) serta program SAP

8 1.6. Keaslian Penelitian Studi eksperimen dan kajian teoritis tentang castellated beam telah banyak dilakukan antara lain: Zaarour dan Redwood (1996) dalam web buckling in thin webed castellated beams, Apriyatno (2000) dalam Pengaruh rasio tinggi dan tebal badan balok castella pada kapasitas lentur, dan Suharjanto (2011) dalam Kuat geser horizontal circular castellated steel beam with and without adding plates. Penelitian yang telah ada sepanjang pengetahuan penulis dan berdasarkan studi literatur yang telah dilakukan, bahwa penelitian dengan topik perilaku lentur castellated beam modifikasi dengan penyambung berupa profil siku belum pernah dilakukan sehingga penelitian ini terjamin keasliannya. 8