BAB I PENDAHULUAN I.1. Umum Struktur suatu portal baja dengan bentang yang besar sangatlah tidak ekonomis bila menggunakan profil baja standard. Untuk itu diperlukannya suatu modifikasi pada profil baja tersebut. Modifikasi itu dapat dilakukan dengan mengubah suatu profil baja standard menjadi profil prismatis dengan inersia yang lebih besar atau menjadi profil non-prismatis. Struktur bangunan dengan elemen non-prismatis memiliki keunggulan tertentu, dimana elemen nonprismatis ini akan mengikuti bentuk dari diagram bidang momen. Keunggulannya yaitu defleksi (penurunan) dan slope (sudut putar) yang terjadi akibat pembebanan statis dapat dikurangi. Gambar I.1.1 Contoh struktur yang memiliki elemen non-prismatis Pada gambar I.1.1 kita dapat melihat contoh suatu struktur portal dengan elemen nonprismatis. Untuk menganalisis elemen pada suatu perletakan dengan statis tak tentu seperti pada jembatan tersebut diperlukan suatu nilai kekakuan. Nilai kekakuan secara umum dapat
didefinisikan sebagai faktor yang menentukan nilai momen pada salah satu ujung elemen yang akan terjadi apabila terjadi putaran sudut pada kedua ujung elemen. Kekakuan elemen dapat diperoleh apabila kita mengetahui besarnya sudut putar di masing-masing ujung elemen dengan berbagai metode, seperti slope-deflection method atau moment-distribution method. M A M B θ A (a) M A θ A1 (b) θ B1 θ A2 (c) θ B2 M B Gambar I.1.2. Perpindahan angular pada balok dengan perletakan sendi-jepit. Pada perletakan sendi A suatu elemen dengan EI yang konstan diberi sebuah momen, M A seperti pada gambar I.1.2a dan momen M B bekerja pada perletakan jepit B. Dengan memisahkan diagram bidang momen gambar I.1.2a menjadi gambar I.1.2b dan c, sudut putar θ B dapat dicari dengan menggunakan metode bidang momen sebagai muatan, θ B = - θ B1 + θ B2 = MAL MBL + = 0 6EI 3EI
maka diperoleh, M B = +1/2 M A Dengan cara yang sama, kita dapat memperoleh nilai θ A, θ A = + θ A1 θ A2 = MAL MBL + 3EI 6EI substitusi nilai M B ke dalam persamaan θ A akan memberikan, 4EI M = L A θa Nilai 4EI/L disebut sebagai faktor kekakuan, yang didefinisikan sebagai momen ujung A yang menyebabkan rotasi di A ketika B dalam keadaan jepit. Maka, faktor kekakuan kij dapat juga didefisikan momen ujung i yang menyebabkan rotasi di i ketika j dalam keadaan jepit. Definisi faktor kekakuan ini adalah menurut metode momentdistribution. Sedangkan menurut metode lendutan (displacement method), kekakuan suatu elemen, [K] dapat didefinisikan sebagai berapa besar gaya dalam yang timbul, {Q} di ujung elemen bila di titik-titik tersebut diberikan satu satuan deformasi, {D}. {Q} = [K]. {D} Faktor kekakuan seperti pada contoh diatas merupakan faktor kekakuan pada elemen dengan EI yang konstan sepanjang bentang dan dianalisis dengan metode moment-distribution. Bagaimana jika elemen mempunyai cross-section yang bervariasi, dan momen inersia akan bervariasi. Dengan kata lain, Inersianya mempunyai nilai yang berbeda pada potongan melintang sepanjang bentang.
I.2. Latar belakang masalah Seiring berkembangnya teknologi material dan struktur, sekarang ini banyak dijumpai elemen-elemen non-prismatis pada struktur bangunan. Elemen-elemen non-prismatis juga muncul akibat tuntutan bidang arsitektur, dimana elemen non-prismatis ini akan memberikan nilai estetika tertentu dikarenakan bentuknya yang lebih ramping. Ditinjau dari faktor ekonomi, elemen non-prismatis ini juga akan memberikan keuntungan dalam segi penggunaan bahan. Sedangkan suatu struktur dengan elemen yang prismatis, namun menggunakan profil yang tersusun akan memberikan inersia yang begitu besar dan tentunya bentuk profil yang tinggi. I.3. Maksud dan tujuan Maksud dan tujuan utama penulisan tugas akhir ini adalah : Mendesain suatu struktur dengan elemen non-prismatis Membandingkan hasil desain dengan suatu desain dari struktur prismatis. I.4. Pembatasan masalah Batasan-batasan pembahasan masalah dalam tugas akhir ini adalah : Desain hanya dilakukan untuk bentang 30 m Desain yang dilakukan untuk struktur non-prismatis adalah tappered beam. Desain yang dilakukan untuk struktur prismatis adalah honeycomb beam. Desain mengacu pada respons struktur secara global, dan dengan acuan pada kebutuhan Ix, Iy dan A penampang. Deformasi aksial diabaikan Analisa hanya terbatas pada permodelan struktur portal dengan pembebanan statis berupa terbagi merata dengan tiga kombinasi.
I.5. Metodologi penulisan Metode dalam penulisan tugas akhir ini adalah melakukan desain suatu portal dan masukan-masukan dari dosen pembimbing. Adapun urutan penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Mencari dasar pengetahuan mengenai pendesainan portal sederhana. 2. Menganalisa besarnya momen, lintang dan normal dari struktur dengan menggunakan program analisa struktur. 3. Melakukan pendimensian terhadap struktur dengan menggunakan elemen nonprismatis. 4. Melakukan pendimensian terhadap struktur dengan menggunakan elemen prismatis. 5. Pada akhir penulisan tugas akhir ini dibandingkan hasil desain dari struktur prismatis dan struktur non-prismatis.