BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pada saat ini pemakaian baja struktural baja ringan (cold form steel) semakin banyak digunakan dalam konstruksi bangunan, hal ini diakibatkan karena semakin sulitnya memperoleh kayu sebagai bahan konstruksi dan terutama juga karena beratnya yang ringan, kemudahan dalam pabrikasi dan konstruksi serta kemampuannya untuk dibentuk dalam berbagai jenis ukuran dan tampang (section). Selain itu pemakaian material baja ringan dapat juga untuk struktur sekunder sampai struktur utama misalnya untuk balok lantai, rangka atap dan dinding pada bangunan industri, gudang, bangunan komersial maupun rumah tinggal. Untuk struktur yang besar dan berat penggunaan baja ringan juga sudah banyak walaupun termasuk dalam kategori elemen struktur yang tipis (thin-walled structures), pemakaian baja ringan meliputi box-girder jembatan, anjungan kapal (ship hulls) dan badan pesawat terbang. Ide dari pembuatan struktur baja ringan adalah untuk mendapatkan kekuatan maksimum dari material yang relatif tipis. Baja ringan memiliki penampang yang tipis maka profil baja ringan sangat rentan terhadap bahaya tekuk. Penelitian yang telah dilakukan para peneliti menunjukkan bahwa batang baja ringan mengalami berbagai ragam (modes) tekuk diantaranya: tekuk lokal, tekuk flexural dan tekuk distorsional. Para peneliti juga telah menunjukkan bahwa kekuatan ultimit batang baja ringan sangat dipengaruhi oleh pola tekuk yang dialaminya. 1
2 Perilaku struktural baja ringan yang mengalami berbagai ragam tekuk tersebut belum sepenuhnya dapat dipahami dengan baik karena relatif masih terbatasnya jumlah penelitian yang dilakukan apabila dibandingkan dengan penelitian-penelitian yang dilakukan terhadap baja jenis hot rolled. Baja ringan untuk tampang terbuka seperti tampang C, tampang Z dan tampang topi (hat) adalah jenis baja ringan yang umum dijumpai karena relatif lebih mudah dibentuk dan mudah disambung, akan tetapi tampang jenis ini sangat rawan mengalami tekuk karena kelangsingan plat yang sangat tinggi, adanya eksentrisitas dari pusat geser ke titik berat maupun akibat kekakuan torsionalnya yang sangat rendah. Pada saat ini di Indonesia, penggunaan baja ringan telah berkembang luas, namun pemakaian yang semakin meluas ini belum diimbangi dengan adanya peraturan (code) yang dapat digunakan secara khusus untuk mengatur tentang perencanaan, pelaksanaan maupun pengawasan penggunaan baja ringan sebagai material konstruksi. Oleh sebab itu sangat penting apabila dilaksanakan penelitian maupun kajian tentang fenomena tekuk yang dialami oleh material baja ringan agar dapat diperoleh pemahaman yang lebih mendalam tentang fenomena tersebut. 1.2 Permasalahan Kekuatan material baja ringan yang memiliki tampang berdinding tipis sangat dipengaruhi oleh karakteristik tekuk yang dialaminya. Karena itu perlu diteliti bagaimana pola tekuk (buckling modes) yang dialami oleh penampang dan berapa besar beban tekuk kritis yang dapat dipikul oleh suatu penampang apabila mengalami pembebanan tekuk.
3 Dalam tesis ini akan dibahas tentang pola tekuk yang dialami oleh kolom baja ringan profil C (C- section) apabila mengalami pembebanan akibat beban aksial. Kondisi perletakan yang ditinjau adalah perletakan sederhana sendi-sendi. Besar tekuk yang terjadi akan dianalisis dengan simulasi menggunakan program LUSAS v.14 dan hasilnya akan dibandingkan dengan peraturan baja ringan Australian Standard / New Zealand Standard (AS/NZS) serta hasil referensi Eksperimental Study of Axially Compressed Cold Form Steel Channel Columns, Indian Journal of Science and Technology, 2013. 1.3 Maksud dan Tujuan Penelitian Maksud dari penelitian ini adalah: 1. Melakukan simulasi numerik terhadap tekuk kolom baja ringan profil C (C-section) yang mengalami tekuk akibat pembebanan aksial tekan. 2. Melakukan studi parameter geometri penampang berupa bentuk dan panjang penampang yang mempengaruhi besar beban tekuk dan pola tekuk kolom. 3. Mengkaji hasil beban kritis dari program LUSAS v.14 dengan peraturan baja ringan Australian Standard / New Zealand Standard (AS/NZS) serta hasil referensi Eksperimental Study of Axially Compressed Cold Form Steel Channel Columns, Indian Journal of Science and Technology,2013.
4 Tujuan dari penelitian ini adalah: 1. Mendapatkan besarnya beban tekuk pada kolom. 2. Mendapatkan pola tekuk yang dialami oleh struktur. 3. Mendapatkan gambaran tentang pengaruh parameter geometri penampang terhadap beban aksial kritis pada penampang kolom. 4. Memperoleh hasil perbandingan beban tekuk dari analisis secara numerik terhadap eksperimen dan terhadap peraturan AS/NZS. 1.4 Pembatasan Masalah 1. Material bersifat isotropis. 2. Bentuk penampang profil yang ditinjau adalah baja ringan tipe C100.10 dan C75.12 dengan variasi panjang penampang L = 500 mm, 600 mm dan 700 mm dan data penampang sebagai berikut: 3. 3. Pemodelan batang dilakukan dengan elemen shell. 4. Jenis perletakan adalah perletakan sederhana sendi sendi.
5 1.5 Sistematika Penulisan Penulisan tesis ini terdiri atas 5 bab, tiap bab akan dibagi menjadi beberapa subbab untuk membantu menjelaskan pokok bahasan bab tersebut tersusun dengan baik. Adapun sistematika penulisannya adalah sebagai berikut: Bab I : Pendahuluan Pada bab ini dijelaskan latar belakang, permasalahan, maksud dan tujuan, pembatasan masalah dan sistematika penulisan. Bab II : Tinjauan Pustaka Pada bab ini dijelaskan teori-teori tentang baja ringan, teori tekuk pada elemen shell serta teori tentang metode elemen hingga. Bab III : Metodologi Penelitian Pada bab ini dijelaskan mengenai metodologi penelitian berupa bagan alir dan tahapan-tahapan pengerjaan secara umum. Bab IV : Hasil dan Pembahasan Pada bab ini disajikan tentang hasil output simulasi dari program Lusas v.14 dan perhitungan dengan menggunakan peraturan AS/NZS serta perbandingan dari hasil Eksperimen yang dilakukan oleh peneliti sebelumnya dari Indian Journal of Science and Technology,2013. Bab V : Kesimpulan dan Saran Pada bab ini diuraikan kesimpulan dan saran dari hasil analisis yang telah dilakukan.