BAB I PENDAHUUAN I.1. ATAR BEAKANG Dua hal utama yang dialami oleh suatu balok adalah kondisi tekan dan tarik yang antara lain karena adanya pengaruh lentur ataupun gaya lateral.balok adalah anggota struktur yang paling utama mendukung beban luar serta berat sendirinya oleh momen dan gaya geser.beban luar pada balok menyebabkan terjadinya gayagaya internal dan tegangan terkait serta deformasi.suatu balok dibebani akan timbul resultante tegangan yang secara umum terdiri dari tiga gaya dan tiga kopel.gayagaya tersebut adalah gaya aksial Nx,gaya geser Dy,Dz dan kopelnya adalah momen puntir Mx dan Mz. Deformasi batang dapat dianalisa dengan meninjau masingmasing resultante tegangan secara terpisah dan menetapkan pengaruhnya pada elemen batang. Tegangan aktual yang timbul pada balok tergantung pada besar dan distribusi material pada penampang melintang elemen struktur. Pada dasarnya semakin besar balok,semakin kecil tegangannya. Bila suatu struktur diberi beban, batangnya akan mengalami deformasi ( perubahan bentuk yang kecil ) sehingga titiktitik pada struktur akan berpindah keposisi yang baru. Umumnya semua titik pada struktur kecuali tumpuan yang tidak dapat bergerak akan mengalami perpindahan. Deformasi tersebut menimbulkan respons gaya dalam.
Gambar 1.1 Respon gaya dalam. Dalam menentukan dimensi balok dan kolom pada struktur harus memperhatikan masalah kekuatan dan biaya,terutama pada saat ini harga material semakin mahal,banyak orang menunda bahkan membatalkan proyek karena masalah biaya bangunan yang mahal,oleh karena itu dalam merencanakan struktur bangunan sangat perlu diperhatikan masalah tersebut.analisis perhitungan yang dilakukan diharapkan dapat memperoleh hasil yang aman dan ekonomis.hasill yang diharapkan adalah hasil yang mempunyai harga yang ekonomis tetapi tetap mampu mendukung beban struktur dengan aman. Balok dapat disusun sedemikian rupa sesuai keperluan desain,dalam hal ini disusun secara bersilangan. Balok silang adalah struktur bidang yang dibentuk oleh balok menerus yang saling bertemu atau bersilangan dimana pertemuan dari sambungan tersebut adalah kaku.berbeda dari portal gaya luar berada dalam bidang struktur, gaya luar pada balok silang tegak lurus bidang struktur, dan vektor momen semua kopel berada dalam bidang balok. Arah beban seperti ini dapat menimbulkan puntir dan lenturan pada sejumkah batang. Penampang lintang setiap batang memiliki dua sumbu simetri, sehingga lenturan dan puntir tidak saling bergantungan.
Beberapa keuntungan dari sistem struktur grid adalah: 1. Mempunyai kekakuan yang besar, terutama pada bentang lebar, sehingga dapat memberikan kekakuan arah horizontal yang lebih besar pada portalbangunannya.. Mempunyai bentuk yang seragam dengan berbagai variasi dan cetakannya dapat digunakan berulang kali.. Dapat mendistribusikan beban dan momen pada kedua arah bentangnya secara merata dengan ukuran model grid yang dapat dikembangkan sebagai kelipatan dari bentang kolomkolomnya. 4. Mempunyai sifat fleksibilitas ruang yang cukup tinggi dan sederhana sehingga lebih luwes dalam mengikuti pembagian panelpanel eksterior maupun partisi interiornya. I. PERMASAAHAN Pemakaian balok silang ( grid ) pada struktur jembatan yang terbuat dari baja yang akan dibahas pada tugas akhir ini harus didesain sedemikian rupa dan balok tersebut harus efisien.pada tugas akhir ini akan dilihat sejauh mana kekakuan grid balok tersebut mengurangi lendutan dan momen. Apakah dengan menambah grid memperkecil momen dan lendutan yang terjadi.adapun yang ditemuakan dalam struktur ini adalah konstribusi balok anak(gelagar melintang) pada gelagar memanjang agar struktur tersebut semakin kaku dan stabil.dengan menambah balok anak pada stuktur,sudah pasti akan menambah berat sendiri pada saat itulah diperhitungkan apakah struktur itu aman terhadap momen dan lendutan.
Kekakuan struktur pada bangunan ini dapat dihitung dengan menggunakan metode elemen hingga.adapun rumus yang digunakan adalah sebagai berikut: K = 1EI 1EI 4EI 1EI 1EI EI EI 4EI Adapun struktur yang ditinjau pada tugas akhir ini adalah struktur jembatan baja dengan panjang bentang m ; 6 gelgar memanjang jarak 1,5 m dan lebar bentang 7,5 m dan balok yang dipakai tersebut harus didesain seefisien mungkin serta dengan penambahan grid balok tersebut harus dapat mengurangi lendutan yang terjadi dan jembatan tersebut aman. I. TUJUAN PENUISAN Sesuai dengan latar belakang di atas, maka tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah mengetahui pengaruh grid (balok silang) terhadap kekakuan struktur gelagar jembatan.didalam tugas akhir ini akan dibahas seberapa besar konstribusi balok anak terhadap gayagaya yang bekerja pada jembatan tersebut.baik gaya dalam maupun gaya yang berasal dari luar.
I.4 PEMBATASAN MASAAH Yang menjadi batasan masalah adalah : 1. Model struktur bangunan yang ditinjau disederhanakan menjadi grid. Menganalisa momen dan lendutan (displacement). Perletakan jepit sempurna atau sendi 4. Elemen elastic dan homogen 5. Kekakuan lantai tidak diikutkan 6. Beban beban mati dan beban hidup kendaraan Model yang digunakan untuk aplikasi pada tugas akhir ini adalah model system balok bersilang pada gelagar jembatan /deck jembatan.analisis struktur dilakukan dengan Finite Element Methode untuk grid elemen. I.5 METODE PEMBAHASAN Metode yang digunakan dalam penulisan Tugas Akhir ini adalah literatur yaitu dengan mengumpulkan datadata dan keterangan yang berhubungan dengan pembahasan Tugas Akhir ini serta masukanmasukan dari dosen pembimbing.adapun hasil dari analisa kumpulan datadata tersebut akan dihitung dengan program komputer. Penganalisaan struktur akan dilakukan dengan grid elemen dengan bantuan program komputer SAP untuk mempercepat perhitungan.
Berikut ini adalah metodologi yang digunakan dalam penulisan Tugas Akhir ini : I. Pendahuluan I.1. atar Belakang Masalah I.. Permasalahan I.. Maksud dan Tujuan I.4. Pembatasan Masalah I.5. Metodologi Pembahasan II. Tinjauan Pustaka II.1. Konsep Dasar Metode Elemen Hingga II.. Tegangan dan Regangan Dalam Kontinum Elastis II.. Finite Element method II.4. Fungsi Bentuk dan Peralihan Umum dalam Bentuk Opersi Matriks II.5. Grid Elemen II.5.1 Efek entur II.5. Efek Torsi II.5. Transformasi pada Sistem Koordinat II.5.4 Keseimbangan dan Menentukan Matriks Kekakuan II.5.5 Syarat Keseimbangan II.5.6 Beban Nodal Ekivalen II.6 Rasio Tegangan II.6.1 Penampang dan entur Simetris II.6. Perilaku Kestabilan ateral Balok II.6. Perencanaan ateral Balok dengan Metode FRD II.7 Jembatan II.7.1 Peraturan Muatan untuk Jembatan
II.7. Kombinasi Muatan untuk Jembatan II.8 Data teknis yang digunakan III. Pembahasan Masalah III.1. Tinjauan Umum Sistem Balok Grid III.. Berbagai Bentuk Balok Grid III..a Sistem Grid Persegi III..b Sistem Grid Miring/Diagonal III..c Sistem Grid Majemuk III.. Matriks Kekakuan Elemen Grid III.4. Transformasi pada Sistem Koordinat III.5. angkahlangkah dalam menyelesaikan persoalan struktur dengan Finite Element Methode III.6. Contoh Perhitungan Balok Silang dengan Metode Element Grid /Finite Element MEthode III.7. Perhitungan Balok Silang dengan Menggunakan SAP IV. Pemodelan dan Aplikasi IV.1. Struktur yang Ditinjau IV.. Aplikasi Grid Dalam Menghitung Gaya Dalam Pada Sistem Balok Bersilang Pada Gelagar Jembatan Baja IV.. Hasil Analisa SAP Versi Student IV..a. Interaksi Balok Grid Yang Terjadi Pada Gelagar Memanjang Akibat Penambahan Gelagar Diafragma Pengaruhnya Pada endutan IV..b. Interaksi Balok Grid Yang Terjadi Pada Gelagar Memanjang Akibat Penambahan Gelagar Diafragma Pengaruhnya Terhadap Gaya Dalam V. Kesimpulan dan Saran