PRILAKU LENTUR BALOK KOMPOSIT DENGAN INTERAKSI PARSIAL

dokumen-dokumen yang mirip
2- ELEMEN STRUKTUR KOMPOSIT

MODUL 6. S e s i 1 Struktur Jembatan Komposit STRUKTUR BAJA II. Dosen Pengasuh : Ir. Thamrin Nasution

MODUL 6. S e s i 5 Struktur Jembatan Komposit STRUKTUR BAJA II. Dosen Pengasuh : Ir. Thamrin Nasution

MODUL 6. S e s i 5 Struktur Jembatan Komposit STRUKTUR BAJA II. Dosen Pengasuh : Ir. Thamrin Nasution

BAB 1 PENDAHULUAN. metoda desain elastis. Perencana menghitung beban kerja atau beban yang akan

STRUKTUR JEMBATAN BAJA KOMPOSIT

Materi Pembelajaran : 7. Pelaksanaan Konstruksi Komposit dengan Perancah dan Tanpa Perancah. 8. Contoh Soal.

MODUL 6. S e s i 4 Struktur Jembatan Komposit STRUKTUR BAJA II. Dosen Pengasuh : Ir. Thamrin Nasution

BAHAN KULIAH Struktur Beton I (TC214) BAB IV BALOK BETON

PERHITUNGAN PLAT LANTAI (SLAB )

ANALISIS PENGHUBUNG GESER (SHEAR CONNECTOR) PADA BALOK BAJA DAN PELAT BETON

DESAIN BALOK SILANG STRUKTUR GEDUNG BAJA BERTINGKAT ENAM

PERENCANAAN SISTEM RANGKA PEMIKUL MOMEN KHUSUS PADA KOMPONEN BALOK KOLOM DAN SAMBUNGAN STRUKTUR BAJA GEDUNG BPJN XI

Bab II STUDI PUSTAKA

STUDIO PERANCANGAN II PERENCANAAN GELAGAR INDUK

DAFTAR ISI HALAMAN PERNYATAAN...

DAFTAR ISI. LEMBAR JUDUL... i KATA PENGANTAR... UCAPAN TERIMA KASIH... iii. DAFTAR ISI... iv DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... ABSTRAK...

BAB I PENDAHULUAN. menggunakan SNI Untuk mendukung penulisan tugas akhir ini

Perancangan Struktur Atas P7-P8 Ramp On Proyek Fly Over Terminal Bus Pulo Gebang, Jakarta Timur. BAB II Dasar Teori

PENGGAMBARAN DIAGRAM INTERAKSI KOLOM BAJA BERDASARKAN TATA CARA PERENCANAAN STRUKTUR BAJA UNTUK BANGUNAN GEDUNG (SNI ) MENGGUNAKAN MATLAB

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB III LANDASAN TEORI

Data data perencanaan: 1. Bentang jambatan : 2. Lebar jembatan : 3. Lebar trotoar : 4. Jarak gelegar memanjang : 5. Jenis lantai :

Materi Pembelajaran : WORKSHOP/PELATIHAN Perhitungan Tegangan Elastis Pada Penampang Komposit

PERENCANAAN STRUKTUR RANGKA BAJA BERATURAN TAHAN GEMPA BERDASARKAN SNI DAN FEMA 450

Integrity, Professionalism, & Entrepreneurship. : Perancangan Struktur Beton. Pondasi. Pertemuan 12,13,14

a home base to excellence Mata Kuliah : Struktur Beton Lanjutan Kode : TSP 407 Pondasi Pertemuan - 4

Kata kunci: Balok, bentang panjang, beton bertulang, baja berlubang, komposit, kombinasi, alternatif, efektif

LANDASAN TEORI. Katungau Kalimantan Barat, seorang perencana merasa yakin bahwa dengan

BAB I PENDAHULUAN. I. 1. Latar Belakang

BAB III LANDASAN TEORI

EVALUASI KEKUATAN BALOK BETON BERTULANG DENGAN BALOK KOMPOSIT BAJA MENGGUNAKAN FLOOR DECK

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN. Pembahasan hasil penelitian ini secara umum dibagi menjadi lima bagian yaitu

MODIFIKASI PERENCANAAN GEDUNG GRAHA AMERTA RSU Dr. SOETOMO SURABAYA MENGGUNAKAN STRUKTUR KOMPOSIT BAJA BETON

a home base to excellence Mata Kuliah : Perancangan Struktur Baja Kode : TSP 306 Balok Lentur Pertemuan - 6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB III ANALISA PERENCANAAN STRUKTUR

BAB III PEMODELAN DAN ANALISIS STRUKTUR

tegangan tekan disebelah atas dan tegangan tarik di bagian bawah, yang harus ditahan oleh balok.

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

PERHITUNGAN DAN PENGGAMBARAN DIAGRAM INTERAKSI KOLOM BETON BERTULANG DENGAN PENAMPANG PERSEGI. Oleh : Ratna Eviantika. : Winarni Hadipratomo, Ir.

BAB III LANDASAN TEORI. dibebani gaya tekan tertentu oleh mesin tekan.

Diajukan untuk melengkapi tugas tugas dan memenuhi. Syarat untuk menempuh ujian sarjana Teknik Sipil. Disusun Oleh :

1.6 Tujuan Penulisan Tugas Akhir 4

ABSTRAK. Kata Kunci : Gedung Parkir, Struktur Baja, Dek Baja Gelombang

Kata Kunci : beton, baja tulangan, panjang lewatan, Sikadur -31 CF Normal

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

REVIEW DESAIN STRUKTUR GEDUNG CENTER FOR DEVELOPMENT OF ADVANCE SCIENCE AND TECHNOLOGY (CDAST) UNIVERSITAS JEMBER DENGAN KONSTRUKSI BAJA TAHAN GEMPA

STUDI PENGGUNAAN, PERBAIKAN DAN METODE SAMBUNGAN UNTUK JEMBATAN KOMPOSIT MENGGUNAKAN LINK SLAB

MODUL 5. Addendum Perencanaan Lantai Kenderaan Dengan Corrugated Steel Plate STRUKTUR BAJA II. Dosen Pengasuh : Ir.

PERENCANAAN JEMBATAN KALI TUNTANG DESA PILANGWETAN KABUPATEN GROBOGAN

L p. L r. L x L y L n. M c. M p. M g. M pr. M n M nc. M nx M ny M lx M ly M tx. xxi

ANALISA PERBANDINGAN BERBAGAI PENAMPANG DINDING GESER KOMPOSIT AKIBAT BEBAN LATERAL

PLATE GIRDER A. Pengertian Pelat Girder

PERHITUNGAN SLAB LANTAI JEMBATAN

PERENCANAAN PETRA SQUARE APARTEMENT AND SHOPPING ARCADE SURABAYA MENGGUNAKAN HEXAGONAL CASTELLATED BEAM NON-KOMPOSIT

PERENCANAAN STRUKTUR RANGKA BAJA BRESING TAHAN GEMPA

BAB III METODOLOGI PERENCANAAN

PERANCANGAN ULANG STRUKTUR GEDUNG BANK MODERN SOLO

DAFTAR ISI HALAMANJUDUL HALAMAN PENGESAHAN KATAPENGANTAR DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN DAFTAR NOTASI FAKTOR KONVERSI

BAB III LANDASAN TEORI. Dimensi, berat kendaraan, dan beban yang dimuat akan menimbulkan. dalam konfigurasi beban sumbu seperti gambar 3.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB III LANDASAN TEORI

BAB II TINJAUAN PUSTAKA Pendahuluan Permasalahan Yang Akan Diteliti 7

Analisis Perkuatan Balok Baja dengan Memperhitungkan Efek Redistribusi Momen

KONSEP PERENCANAAN STRUKTUR BAJA WEEK 2

Desain Elemen Lentur Sesuai SNI

PLATE GIRDER A. Pengertian Pelat Girder

KEKUATAN SAMBUNGAN BALOK BETON BERTULANG DENGAN SIKADUR -31 CF NORMAL

Perencanaan Kolom Beton Bertulang terhadap Kombinasi Lentur dan Beban Aksial. Struktur Beton 1

TUGAS AKHIR PERENCANAAN STRUKTUR KONSTRUKSI BAJA GEDUNG DENGAN PERBESARAN KOLOM

BAB III LANDASAN TEORI. Menurut McComac dan Nelson dalam bukunya yang berjudul Structural

BAB V ANALISA STRUKTUR PRIMER

DAFTAR NOTASI. xxvii. A cp

DESAIN TAHAN GEMPA BETON BERTULANG PENAHAN MOMEN MENENGAH BERDASARKAN SNI BETON DAN SNI GEMPA

PERILAKU BALOK BERTULANG YANG DIBERI PERKUATAN GESER MENGGUNAKAN LEMBARAN WOVEN CARBON FIBER

Oleh : MUHAMMAD AMITABH PATTISIA ( )

ANALISIS KOLOM BAJA WF MENURUT TATA CARA PERENCANAAN STRUKTUR BAJA UNTUK BANGUNAN GEDUNG ( SNI ) MENGGUNAKAN MICROSOFT EXCEL 2002

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Menurut Supriyadi (1997) struktur pokok jembatan antara lain seperti

LAPORAN TUGAS AKHIR (KL-40Z0) Perancangan Dermaga dan Trestle Tipe Deck On Pile di Pelabuhan Garongkong, Propinsi Sulawesi Selatan. Bab 6.

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

ANALISIS SAMBUNGAN ANTARA RIGID CONNECTION DAN SEMI-RIGID CONNECTION PADA SAMBUNGAN BALOK DAN KOLOM PORTAL BAJA

Analisis Profil Baja Kastilasi. Ni Kadek Astariani

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Laporan Tugas Akhir Perencanaan Struktur Gedung Apartemen Salemba Residences 4.1 PERMODELAN STRUKTUR Bentuk Bangunan

DOKUMEN GAMBAR UNTUK TUGAS PEMBESIAN Hotma Prawoto - DTS SV UGM 1

DESAIN BALOK ELEMEN LENTUR SESUAI SNI

Verifikasi Hasil Penulangan Lentur Balok Beton SAP2000

BIDANG STUDI STRUKTUR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2016

Integrity, Professionalism, & Entrepreneurship. Mata Kuliah : Perancangan Struktur Baja Kode : CIV 303. Balok Lentur.

ANALISIS TINGGI LUBANG BAJA KASTILASI DENGAN PENGAKU BADAN PADA PROFIL BAJA IWF 500 X 200

Studi Analisis Tinggi Lubang Baja Kastilasi dengan Pengaku.Ni Kadek Astariani 25

PERENCANAAN JEMBATAN TUKAD WOS DENGAN BALOK PELENGKUNG BETON BERTULANG.

BAB III LANDASAN TEORI. A. Pembebanan Pada Pelat Lantai

TULANGAN GESER. tegangan yang terjadi

PERENCANAAN PORTAL BAJA 4 LANTAI DENGAN METODE PLASTISITAS DAN DIBANDINGKAN DENGAN METODE LRFD

3.2 Kapasitas lentar penampang persegi beton bertulang tunggal...8

LENDUTAN PELAT LANTAI GEDUNG REKTORAT UNIVERSITAS ISLAM 45 BEKASI FLOOR PLATES DEFLECTION OF A RECTORATE BUILDING AT ISLAMIC UNIVERSITY "45" BEKASI

PENGARUH VARIASI DIMENSI BENDA UJI TERHADAP KUAT LENTUR BALOK BETON BERTULANG

Transkripsi:

PRILAKU LENTUR BALOK KOMPOSIT DENGAN INTERAKSI PARSIAL Dewa Putu Gede Sugupta Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Udayana,Kampus Bukit Jimbaran, Bali Email:dsugupta@yahoo..co.id 1. ABSTRAK Artikel ini mengeksplorasi metode desain balok komposit parsial yang direkomendasi baik oleh peraturan yang berlaku di beberapa negara maju maupun hasil penelitian yang dipublikasi. Balok komposit yang dimaksud adalah balok yang tersusun dari gabungan baja struktur dan beton (bertulang) yang dikomposisi sedemikian rupa agar potensi maksimum dari masing-masing bahan dapat dimanfaatkan. Untuk menimbulkan interaksi penuh antar bahan adalah dengan memberikan alat penghubung geser secukupnya. Jadi balok komposit yang dibicarakan adalah hanya balok komposit yang mempunyai interface (bidang pertemuan) untuk menempatkan penghubung dalam merekayasa terjadinya interaksi. Namun, dalam desain yang aplikatif, ada batasan minimum dimensi bahan (seperti persyaratan arsitektur atau estetis) atau balok harus memenuhi syarat kemampulayanan tertentu seperti lendutan dan getaran. Kadang, elemen baja balok komposit sangat sering dipergunakan sebagai penopang sementara dalam tahap pelaksanaan beton lantai di atasnya, sehingga diperlukan dimensi balok baja yang relatif lebih besar. Dengan demikian, berdasarkan dimensi yang ada, kemudian, jika dihitung kapasitas lentur penampang balok komposit dengan interaksi penuh, nilai kapasitas yang dihasilkan jauh melampaui gaya luar yang harus dipikul. Penurunan kapasitas lentur balok dapat disesuaikan dengan mengatur/ mengurangi pemberian penahan geser yang diistilahkan dengan balok komposit parsial. Prediksi kapasitas desain interaksi parsial masih sering kontroversi karena belum jelas ditentukan dalam peraturan. Sebagai bahan analisis, metode estimasi diaplikasikan pada beberapa kasus penampang balok komposit parsial dengan penahan geser yang bervariasi untuk melihat kapasitas dan prilaku lentur yang diakibatkan. Prilaku lentur balok komposit parsial yang dihasilkan, diharapkan dapat memberikan atau menyegarkan pengetahuan desain balok komposit, yang di satu pihak dapat memenuhi persyaratan yang lebih komprehensif, dan di lain pihak dapat menghasilkan desain yang efisien dalam pemanfaatan bahan. Kata kunci: Balok komposit, interaksi sebagian, penghubung geser dan prilaku lentur. PENDAHULUAN Balok komposit yang dimaksud dalam artikel ini adalah balok yang tersusun dari gabungan baja struktur dan beton (bertulang) yang dikomposisi sedemikian rupa agar (sesuai dengan tujuan klasiknya) potensi maksimum dari masing-masing bahan dapat dimanfaatkan. Untuk menimbulkan interaksi penuh antar bahan yang diperlukan adalah dengan memberikan alat penghubung geser secukupnya. Jadi balok komposit yang dibicarakan adalah hanya balok komposit yang mempunyai interface (bidang pertemuan) untuk menempatkan penghubung dalam merekayasa terjadinya interaksi. Dalam struktur gedung atau jambatan balok komposit dibentuk dari balok baja gelegar dan pelat lantai beton bertulang yang umumnya berbentuk seperti balok bertampang T. Baja gelegar dimanfaatkan untuk badan balok komposit dan pelat lantai diambil selebar tertentu untuk membentuk sayap balok komposit. Masing-masing komponen ini, biasanya, telah mengalami tahap analisis tertentu sebagai bagian dari elemen struktur gedung atau jembatan. Pelat beton bertulang mengalami tahap analisis sebagai struktur pelat yang memikul berbagai kondisi beban lantai gedung atau jembatan. Sedangkan balok baja kadang mengalami tahap analisis sebagai penahan beban pelaksanaan struktur lantai atau struktur diatasnya, sehingga diperlukan dimensi balok baja yang relatif lebih besar. Jadi sebelum tahap analisis balok komposit, elemen pembentuk strukturnya baik pelat beton yang akan dipakai sayap maupun balok baja yang akan berperan sebagai badan balok komposit telah mempunyai dimensi minimum yang tidak mungkin diperkecil. Di samping itu, dimensi awal elemen balok komposit ini mempunyai ketentuan dimensi minimum yang umumnya adalah untuk memenuhi persyaratan kemampulayanan tertentu, seperti untuk menghindari lendutan dan getaran yang pada tingkat tertentu menimbulkan rasa kurang nyaman bagi pemakai. Seperti misalnya, pada beton bertulang, pelat lantai minimum harus mempunyai ketebalan minimum untuk menghindari getaran atau untuk memenuhi fungsi diafragma pada analisis struktur rangka. Penampang baja, misalnya, harus mempunyai persyaratan rasio tebal dan tinggi badan untuk mengindari tekuk awal. Kadang untuk bangunan gedung tebal lantai atau tinggi balok baja harus mengikuti tinggi yang memenuhi persyaratan estetis. SEMINAR NASIONAL-1 BMPTTSSI - KoNTekS 5 S-23

Dengan demikian, berdasarkan dimensi yang ada, kemudian jika dihitung kapasitas lentur penampang balok komposit dengan interaksi penuh, nilai kapasitas gaya dalam yang dihasilkan akan jauh melampaui gaya luar yang harus dipikul. Sedangkan kalau kondisi ini dilakukan, tentunya, akan menghasilkan struktur dengan kapsitas dukung yang berlebih yang bermuara pada pemborosan biaya. Penurunan kapasitas lentur balok dapat disesuaikan dengan mengatur/mengurangi pemberian penahan geser yang diistilahkan dengan balok komposit parsial. Prediksi kapasitas desain interaksi parsial masih jarang diterapkan walaupun secara ringkas telah disinggung dalam SNI 03-1729-2002 (SNI Baja) yang diadopsi dari AISC LRFD 1993. Demikian juga hal yang sama disinggung dalam Eurocode 4: Part 1.1 dan AISC 360-2005. Mungkin karena terlalu ringkas dan tidak disertai manual yang tegas sehingga sering terjadi keragu-raguan bagi perencana. Permasalahan yang diangkat dalam artikel ini adalah bagaimana dasar teori dari terjadinya interaksi (aksi komposit) sebagian dan bagaimana mengaplikasikan pada rumusan desain dalam praktek dan apa yang terjadi terhadap properti lentur balok komposit jika interaksi komposit divariasikan pada suatu kasus penampang balok komposit tertentu. Sebagai bahan kajian, metode estimasi diaplikasikan pada beberapa kasus penampang balok komposit parsial dengan penahan geser yang bervariasi untuk melihat kapasitas dan prilaku lentur yang diakibatkan. Prilaku lentur balok komposit parsial yang dihasilkan, diharapkan dapat memberikan atau menyegarkan pengetahuan desain balok komposit, yang di satu pihak dapat memenuhi persyaratan yang lebih komprehensif, dan di lain pihak dapat menghasilkan desain yang efisien dalam pemanfaatan bahan. 2. LANDASAN TEORI Prilaku batas kekuatan lentur Seperti telah disinggung di depan, ada tiga komponen penting yang mempunyai potensi untuk berkontribusi dalam membanguna kapasitas lentur penampang balok komposit, yaitu: kekuatan beton, Pc = 0,85 f c Ac, kekuatan baja, Py = As fy dan kekuatan penghubung geser, n Qn. Dalam hal ini Ac dan As masing-masing adalah luas penampang beton dan baja; f c dan fy masing-masing adalah tegangan ultimit beton dan tegangan leleh baja. Sedangkan Qn adalah kekuatan geser satu penahan geser dan n adalah jumlah penahan geser yang terpasang pada daerah momen ekstrim sampai momen sama dengan nol. Pada balok komposit dengan interaksi penuh (komposit penuh) formasi antara Pc dan Py akan menentukan posisi garis netral plastis (g.n.). Jika Pc > Py maka g.n. jatuh pada beton, sebaliknya jika Pc < Py maka g.n. jatuh pada baja. Pada komposit penuh maka nilai nqn harus lebih besar atau sama dengan yang terkecil di antara Pc dan Py. Dengan kata lain nqn yang dibutuhkan adalah gaya tekan yang bekerja pada beton atau sama dengan gaya tekan yang ditimbulkan oleh daerah beton yang tertekan, karena gaya inilah yang mengakibatkan terjadinya pergeseran relatif antara beton dan baja di daerah interface. Kedudukan g.n. untuk porsi kekuatan baja dan beton yang berbeda beserta diagram tegangan dalam dapat dilihat pada Gambar 2.1 dan 2.2. Di sini, beberapa penyederhanan diambil yaitu bentuk tegangan beton menggunakan whitney stress block dengan tegangan ultimit maksimu adalah 0,85 f c (SNI 03-2847-2002) dan garis netral di beton di (disederhanakan) anggap berimpit atau melalui sisi bawah blok segi empat. 0,85 f c Gambar 2.1. Penampang Balok Komposit Penuh (Kondisi Pc > Py; nqn Py) Notasi pada semua gambar adalah sebagai berikut: Dc = tebal beton, be = lebar efektif pelat beton, Ds = tinggi baja, a = tinggi beton yang tertekan, C = gaya dalam tekan beton, Tc = gaya tekan pada baja, Tt = gaya tarik pada baja, y = garis netral plastis. Sedangkan jarak gaya-dalam ke interface adalah: d1 = jarak dari C, d2 = jarak dari Tc dan d3 adalah jarak titik berat baja atau gaya Py. fy S-24 SEMINAR NASIONAL-1 BMPTTSSI - KoNTekS 5

0,85 f c Gambar 2.2. Penampang Balok Komposit Penuh (Kondisi Pc < Py; nqn Pc) Sekarang, bila nqn tidak memenuhi persyaratan di atas maka penampang komposit dikatakan sebagai komposit sebagian atau komposit parsial. Pada diagram tegangan atau regangan, kondisi ini dicirikan oleh adanya dua garis netral plastis yang tadinya menyatu pada kondisi komposit penuh, kemudian akan terpisah dengan adanya aksi komposit sebagian, seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 2.3. Pemisahan ini akan makin jauh seiring dengan menurunnya aksi komposit yang dirancang atau yang terjadi. Artinya secara mekanis saat balok melentur dalam menerima beban, akan terjadi slip antara baja dan beton pada bidang interface-nya. Pada komposit penuh terjadinya slip dicegah sama sekali. Jika tidak ada aksi komposit sama sekali antara beton dan baja maka kedua garis netral akan melalui pada titik pusat penampang bahan masing-masing. Dalam hal ini, biasanya, kekuatan balok hanya mengandalkan sepenuhnya kekuatan baja. Pada kondisi komposit penuh, bila garis netral plastis jatuh pada baja (lihat Gambar 2.2) kemungkinan garis netral dapat jatuh di sayap atau badan baja. Demikian pula pada kondisi komposit sebagian, garis netral pada baja dapat jatuh di sayap maupun badan baja. Hal ini masing-masing tergantung dari porsi kekuatan baja dan beton atau tingkat komposit parsial yang terjadi. fy 0,85 f c fy Gambar 2.3. Penampang Balok Komposit Parsial (Kondisi Pc < Py; nqn Pc atau Pc > Py; nqn Py) Tinggi blok tegangan tekan pada beton atau tinggi daerah beton yang tertekan pada komposit penuh tergantung pada perbadingan kekuatan baja dan beton dan pada komposit sebagian tergantung dari nilai penahan geser yang terpasang atau tingkat komposit parsial yang dirancang. Untuk komposit penuh, tinggi/tebal beton yang tertekan adalah: fy A s fy a 0.85 f ' c b e untuk Pc > Py maka a < Dc dan bila Pc < Py maka a = Dc. ( 2.1) Sedangkan pada komposit sebagian tinggi beton yang tertekan adalah: n Q n a < Dc (2.2) 0.85 f ' c b e Dalam kondisi ini pasti terdapat porsi baja tertekan sebagai ciri adanya juga garis netral pada baja. Dengan diketahui nilai a maka semua gaya dalam yang bekerja pada beton dan baja beserta jaraknya terhadap titik referensi (dalam hal SEMINAR NASIONAL-1 BMPTTSSI - KoNTekS 5 S-25

ini diambil titik pada interface), dapat dihitung. Selanjutnya, momen lentur nominal (tanpa resistance factor) penampang komposit penuh (Mn-f) dapat dihitung dengan rumus: Mn = C (d1 + d2) + Ty (d3 d2) (2.3) d2 (jarak gaya tekan pada baja ke interface) akan sama dengan nol bila Pc > Py seperti Gambar 2.1 dan 2.2. Sedangkan momen nominal pada komposit parsial (Mn-p) dapat dihiting setelah nilai C didapat dengan memakai tinggi beton tertekan dengan menggunakan Persamaan 2.2. Secara umum rumusnya berbentuk sama, namun berdasarkan diagram tegangan pada Gambar 2.3. Prilaku kemampulayanan Dalam tulisan ini kemampulayanan hanya ditunjukkan properti elastisnya yaitu momen inersia penampang yang sering dipakai untuk menghitung lendutan. Dalam menghitung momen inersia penampang komposit akan diadopsi metode transformasi yaitu mentrasformasi penampang beton menjadi penampang baja dengan faktor modulus rasio yaitu perbadingan antara modulus elastis baja dan beton. Selanjutnya, dapat dihitung garis netral elastis dengan cara statis momen. Dengan cara yang lazim momen inersia penampang komposit penuh (Icom atau Itr) dapat dihitung. Perlu diingat, perhitungan penampang transformasi berlaku jika dianggap dalam kondisi komposit penuh. Selanjutnya, jika berada dalam kondisi sebagian penampang transformasi tetap dapat digunakan hanya porsi beton tertekan disesuaikan dengan kekuatan geser yang ada (nilai a direvisi sesuai dengan nilai nqn yang terpasang). Dengan motode ini baik SNI Baja 2002 dan AISC 360-2005 memberi rumus untuk menghitung momen inersia efektif penampang komposit sebagian (I eff) untuk simple beam: I n Itr I x C f Q n eff I x (2.4) Dalam hal ini Ix = momen inersia penampang baja, Itr momen inersia penampang komposit dalam kondisi komposit penuh, nqn kekuatan penahan geser terpasang dan Cf adalah kekuatan penahan geser yang diperlukan bila penampang dalam kondisi komposit penuh. SNI Baja membatasi penampang dikatakan mempunyai aksi komposit bila terdapat kekuatan penahan geser lebih besar sama dengan 25 % dari kekuatan penahan geser untuk menimbulkan aksi komposit penuh. 3. CONTOH KASUS DAN PEMBAHASAN Akan diambil tipikal penampang balok komposit seperti Gambar 3.1. Pertebalan pelat sengaja diberikan untuk memperbesar momen dalam dan juga memberikan tipikal penampang bila pelat lantai menggunakan baja deck gelombang. Untuk menyederhanakan perhitungan porsi beton pada pertebalan sementara tidak dimasukkan sebagai pemberi kekuatan penampang. Akan diambil dua kasus penampang dengan porsi kekuatan beton lebih besar dari kekuatan baja dan kekutan beton lebih kecil dari kekuatan baja. Baja yang diambil adalah penampang kompak. Dimensi dan mutu bahan adalah sebagai berikut. Kasus Pc > Py Gambar 3.1. Kasus Penampang Balok Komposit Baja dari WF 200x600x20x12 (120 kg/m) dengan dimensi Ds = 600 mm, bf = 200 mm, tf = 20 mm, tw = 12 mm, As = 15250 mm2, fy = 300 MPa dan Es = 200000 MPa. Ix = 0,904E+9 mm 4 ; Titik berat setengah penampang dari pusat luas, Sn = 222,1 mm.beton: Dc = 100 mm, be (telah dihitung) = 2350 mm, hr = 120 mm, dan f c = 25 MPa. Dari data bahan dapat dihitung: kekuatan beton, Pc = 4993750.00 N dan kekuatan baja, Py = 4575000.00 N, sehingga Pc > Py, atau Pc/Py = 1,091, dengan demikian maka garis tetral plastis jatuh pada beton. Dengan Persamaan 2.1, tinggi beton tertekan adalah a = 91.61 mm, maka gaya tekan pada beton: C = 0,85 f c be a = 4575000.00 N, dan momen nominal komposit penuh, Mn-f, dapat dihitung dengan Persamaan 2.3 yang menghasilkan Mn-f = 2169.43 kn S-26 SEMINAR NASIONAL-1 BMPTTSSI - KoNTekS 5

Untuk menimbulkan aksi komposit penuh maka kekuatan penahan geser yang diperlukan sama dengan C = Py = 4575000.00 N. Pada kondisi elastis dengan metode trasformasi, momen inersia penampang komposi penuh adalah: Itr = 2.69 E+09 mm 4. Kasus Pc > Py yang Lain Dengan mengambil dimensi baja yang sama, kemudian dimensi beton dibesarkan menjadi Dc = 200 mm (misalnya penggunaan pada jembatan) untuk memberikan efek dimensi ektrim, dengan Pc/Py = 2,183. Maka tinggi beton tertekan adalah: a = 91.61 mm, C = 0,85 f c be a = 4575000.00 N. Mn-f = 2626.93 knm, dan Untuk menimbulkan aksi komposit penuh maka kekuatan penahan geser yang diperlukan sama dengan C = Py = 4575000.00 N. Momen inersia trasformasi penampang komposit penuh: Untuk kasus Pc < Py Itr = 3.92E+09 mm4. Dengan dimensi baja yang sama, diambil tebal beton Dc = 80 mm, maka Pc = 3995000.00 N dan Py = 4575000.00 N sehingga Pc < Py atau Pc/Py = 0,873 garis tetral plastis jatuh pada Baja. Tinggi beton tertekan a = 80 mm, maka gaya tekan pada beton: C = 0,85 f c be Dc = 3995000.00 N, Gaya tekan pada baja Tc = Py C = 290000.00 N. 2 Jika dibandingkan dengan kekuatan sayap baja atas Tcf = 1200000.00 N > Tc, maka disimpulkan garis netral plastis jatuh pada baja di daerah sayap atas. Dengan menghitung jarak-jarak gaya dalam terhadap suatu titik referensi maka momen dalam nominal penampang komposit penuh didapat: Mn-f = 2011.00 knm. Untuk menimbulkan aksi komposit penuh maka kekuatan penahan geser yang diperluakan sama dengan C = 3995000.00 N. Pada kondisi elastis dengan metode trasformasi momen inersia penampang komposi penuh adalah: I tr = 2.42E+09 mm 4. Dari ketiga kasus, kemudian bila masing-masing dipasang penahan geser, nqn, kurang dari yang dibutuhkan untuk menimbulkan komposit penuh (Cf), maka nilai momen nominal parsial (Mn-p) dan momen inersia efeketif-nya (Ieff) jelas juga mengecil. Untuk menghitung momen nominal parsial ditentukan dulu persentase gaya penahan geser yang akan dipasang, kemudian hitung tinggi beton tertekan dengan Persamaan (2.2). Selanjutnya, hitung gaya-gaya dalam tekan pada beton dan baja dan gaya tarik pada baja termasuk jaraknya terhadap titik referensi. Kemudian momen nominal parsial dapat dihitung dengan Persamaan (2.3). Untuk menghitung momen inersia efektif dapat digunakan Persamaan (2.4). Dari hasil perhitungan untuk ketiga kasus dengan mengambil berbagai persentase penahan geser, dari 25% sampai dengan 100%, maka akan didapat juga berbagai variasi nilai momen nominal parsial dan momen inersia efektif penampang komposit. Grafik hubungan antara persentase penahan geser terpasang dengan persentase momen nominal parsial terhadap momen nominal penuh dapat dilihat pada Gambar 3.2. Selanjutnya pada persentase penahan geser tertentu dapat dihitung momen inersia komposit efektif (Ieff) dengan Persamaan 3.4. Grafik hubungan berbagai persentase penahan geser dengan persentase momen inersia efektif terhadap momen inertia transformasi ditunjukkan oleh Gambar 3.3 untuk ketiga kasus. SEMINAR NASIONAL-1 BMPTTSSI - KoNTekS 5 S-27

100.00 90.00 % M om en P arsial vs M om en P 80.00 70.00 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 % P e nahan G e se r T e rpasang P c/p y=1.091 P c/p y = 0.873 P c/p y = 2.183 Gambar 3.2. Hubungan antara Persentase Penahan Geser (nqn/cf dengan Persentase Momen Nominal (Mn/Mnf). 100.00 90.00 80.00 Persentase Momen Iners 70.00 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Pe re se ntase Pe nahan Ge se r Pc/Py = 2.183 Pc/Py = 0.873 Pc/Py = 1.091 Gambar 3.3. Hubungan antara Persentase Penahan Geser (nqn/cf) dengan Persentase Momen Inersia (I-eff/Itr) Dari hasil analisis terhadap kasus yang berhubungan dengan kapasitas lentur seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 3.2 terlihat bahwa pengurangan penahan geser dari yang diperlukan untuk menimbulkan komposit penuh berakibat juga pengurangan terhadap momen nominal dengan grafik yang hampir linear. Laju persentase pengurangan tergantung pada rasio kekuatan beton dan kekutan baja penyusun balok komposit. Makin besar nilai rasio maka laju penurunan momen nominal terhadap penurunan persentase penahan geser makin besar. Pada rasio Pc/Py sebesar 2,183, 1,081 dan 0,873 masing-masing memberikan laju penurunan momen nominal masing-masing sebesar 0,59, 0,38 dan 0,35 dengan persentase momen nominal minimum sekitar 63%. Laju penurunan tiada lain merupakan kemiringan grafik masing-masing. Dengan demikian cakupan persentase penahan geser dari 100% ke 25% hanya menghasilkan momen nominal dengan cakupan 100% ke 63%. Dari segi biaya, pengurangan penahan geser menjadi sekitar 70-80% hanya akan mengurangi kapasistas momen nominal sekitar 10%. Hal ini tentu akan mengurangi biaya pelaksanaan yang sangat signifikan. Demikian pula pada prilaku lentur yang lain yaitu lendutan atau getaran yang dicerminkan oleh momen inersia. Seperti yang ditunjukaan oleh Gambar 3.3, untuk ketiga kasus, tidak ada perbedaan yang berarti pada pengurangan momen inersia terhadap variasi proporsi kekuatan beton dan kekuatan baja. Hubungan persentase penahan geser dengan persentase momen inersia hampir linear. Pada taraf penahan geser hanya 25 %, momen inersia menjadi sekitar 60%. Kemudian bila dibandingkan dengan inersia baja (kondisi tanpa komposit sama sekali) dengan momen S-28 SEMINAR NASIONAL-1 BMPTTSSI - KoNTekS 5

inersia komposit penuh, maka angka perbandingannya adalah sekitar 33,6 %. Laju pengurangan persentase momen inersia terhadap pengurangan penahan geser rata-rata adalah sebesar 0,56. Artinya jika penahan geser dikurangi menjadi, misalnya, 70% maka momen inersia berkurang sekitar: 100 {60+(70-25) Itr. 4. SIMPULAN DAN SARAN Dari teori yang diadopsi yang berhubungan dengan prediksi momen nominal dan momen inersia pada penampang komposit, kemudian menerapkannya pada beberapa kasus penampang dengan dimensi tertentu, maka beberapa simpulan yang dapat ditarik adalah bahwa pengurangan pemasangan penahan geser dari yang seharusnya untuk menimbulkan aksi komposit penuh memang secara konsisten akan mengurangan momen nominal dan momen inersia. Namun, laju pengurangan labih kecil dari satu. Artinya persentase pengurangan penahan geser memberikan persentase pengurangan yang lebih kecil dari momen nominal atau momen inersia. Secara umum, pengurangan penahan geser maksimum yang diberikan peraturan yaitu 75% atau penahan geser yang ada hanya tinggal 25%, maka sisa momen nominal dan momen inersia masing sekitar 60%. Pengurangan penahan geser sekitas 20% sampai 30% akan hanya mengurangi momen kapasitas nominal sekitar 10%. Dengan demikian, mengingat biaya pelaksanaan penahan geser begitu tinggi terutama yang terbuat dari stud atau kanal, maka pengurangan pemasangan penahan geser dengan memperbesar dimensi baja dan beton dengan porsi yang berimbang akan dapat mengurangi biaya struktur secara signifikan. DAFTAR PUSTAKA AISC 1993, Load and Resistance Factor Design, Volume I: Structural Members, Specifications, and Codes, American Institute of Steel Construction, Inc. Chicago AISC 360-2005, Specification for Structural Steel Buildings, American Institute of Steel Construction, Inc. Chicago Eurocode 4, 1994, Design of Composite Steel ang Concrete Structures. Part 1.1, General Rules and Rules for Building, British Standards Institution, London SNI 03-1729-2002, Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung, Badan Standar Nasional, Jakarta SNI 03-2847-2002, Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung, Badan Standar Nasional, Jakarta SEMINAR NASIONAL-1 BMPTTSSI - KoNTekS 5 S-29

S-30 SEMINAR NASIONAL-1 BMPTTSSI - KoNTekS 5