DAFTAR ISI HALAMAN PERNYATAAN... i SURAT KETERANGAN PEMBIMBING...ii ABSTRAK...iii UCAPAN TERIMAKASIH...iv DAFTAR ISI...v DAFTAR GAMBAR...vii DAFTAR TABEL...viii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang... 1 Rumusan Masalah... 2 Tujuan... 3 Manfaat... 3 Batasan Masalah... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Umum... 4 2.2 Pembebanan Struktur... 5 2.3 Kinerja Struktur Gedung... 8 2.4 Analisis Balok Komposit... 9 2.5 Kolom Baja... 16 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Kerangka Analisis... 24 3.2 Pengumpulan Data... 26 3.3 Permodelan dan Analisis Struktur Baja dengan Elemen Balok Baja... 26 3.4 Kontrol Desain... 27 3.5 Analisis Struktur dengan Elemen Balok Komposit Penuh dan Parsial... 27 3.6 Hasil Analisis Struktur... 27 3.7 Dimensi Elemen Balok... 27 3.8 Hasil Berat Baja... 27 3.9 Pembebanan Struktur... 27 3.10 Gambar Rencana... 31 1
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Teknis... 34 4.2 Hasil Analisis Struktur Portal... 34 4.3 Berat Baja... 46 BAB V PENUTUP 5.1 Simpulan... 53 5.2 Saran... 53 DAFTAR PUSTAKA... 54 LAMPIRAN... 55 2
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Distribusi tegangan plastis... 10 Gambar 2.2 Metode transformasi luasan... 12 Gambar 2.3 Distribusi tegangan plastis... 16 Gambar 2.4 Nilai kc untuk kolom dengan ujung-ujung yang ideal... 18 Gambar 2.5 Nilai kc untuk komponen struktur tak bergoyang dan bergoyang... 19 Gambar 3.1 Diagram alir... 25 Gambar 3.2 Denah rencana... 32 Gambar 3.3 Portal arah Y... 32 Gambar 3.4 Portal arah X... 33 Gambar 4.1 Momen lentur ultimit masing-masing model... 36 Gambar 4.2 Momen lentur nominal masing-masing model... 37 Gambar 4.3 Gaya geser ultimit masing-masing model... 39 Gambar 4.4 Gaya geser nominal masing-masing model... 39 Gambar 4.5 Hasil gaya aksial masing-masing model... 41 Gambar 4.6 Simpangan struktur arah X masing-masing model... 42 Gambar 4.7 Simpangan struktur arah Y masing-masing model... 43 Gambar 4.8 Simpangan antarlantai tingkat arah X masing-masing model... 44 Gambar 4.9 Simpangan antarlantai tingkat arah Y masing-masing model... 45 Gambar 4.10 Perbandingan berat baja masing-masing model... 51 3
DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Dimensi Model Pertama (I)... 34 Tabel 4.2 Stress ratio masing-masing model... 35 Tabel 4.3 Momen lentur ultimit dan nominal elemen struktur masingmasing model... 36 Tabel 4.4 Gaya geser ultimit dan nominal elemen struktur masing-masing model... 38 Tabel 4.5 Gaya aksial masing-masing model... 40 Tabel 4.6 Simpangan struktur arah X untuk setiap tingkat pada masingmasing model... 42 Tabel 4.7 Simpangan struktur arah Y untuk setiap tingkat pada masingmasing model... 42 Tabel 4.8 Simpangan antarlantai tingkat arah X pada masing-masing model... 44 Tabel 4.9 Simpangan antarlantai tingkat arah Y pada masing-masing model... 45 Tabel 4.10 Dimensi Model Kedua (II)... 46 Tabel 4.11 Nilai stress ratio model kedua... 47 Tabel 4.12 Perbandingan berat baja masing-masing model... 51 4
ABSTRAK Penggunaan aksi komposit baja profil dan beton bertulang mulai menjadi salah satu alternatif dalam konstruksi. Dari hasil penelitian, struktur komposit mampu memberikan kinerja struktur yang baik dan lebih efektif dibandingkan dengan struktur baja ataupun struktur beton bertulang. Penelitian dilakukan untuk mengetahui perbedaan perilaku yang terjadi pada struktur dengan mempertimbangkan banyaknya penghubung geser yang digunakan dan mempertimbangkan cara analisis pada struktur komposit. Penelitian juga dilakukan untuk mengetahui berapa besar perbandingan berat baja yang terjadi pada struktur komposit dan struktur baja. Penelitian ini dimulai dengan pengumpulan data, pemodelan dan analisis struktur dengan elemen balok baja. Desain struktur baja harus sesuai dengan persyaratan SNI 1729-2015. Dengan dimensi baja yang sama, kemudian balok baja dikompositkan dan dianalisis dengan cara komposit penuh dengan penunjang, penuh tanpa penunjang, parsial 70% dan parsial 50%. Hasil stress ratio, simpangan, dan kapasitas masing-masing model dibandingkan. Dengan menggunakan nilai stress ratio maksimum, digunakan sebagai acuan untuk mengganti dimensi baja pada masing-masing model untuk mengetahui perbedaan berat baja. Hasil penelitian menunjukkan struktur baja memiliki nilai stress ratio terbesar, sedangkan struktur komposit penuh dengan penunjang memiliki stress ratio terkecil. Struktur komposit penuh dengan penunjang memberikan peningkatan kapasitas nominal. Struktur komposit penuh tanpa penunjang, komposit penuh dengan penunjang, komposit parsial 70%, dan komposit parsial 50% memberikan penurunan berat masing-masing sebesar 1,55% ; 24,68% ; 21,05% ; 14,31% dari struktur baja. Kata kunci : komposit, parsial, stress ratio, berat baja 1
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Penggunaan aksi komposit baja profil dan beton bertulang mulai menjadi salah satu alternatif dalam konstruksi. Beberapa penelitian menunjukkan, struktur komposit mampu memberikan kinerja struktur yang baik dan lebih efektif dibandingkan dengan struktur baja ataupun struktur beton bertulang. Kinerja struktur yang dimaksud yaitu, peningkatan kapasitas pembebanan, kekakuan dan keunggulan ekonomis (Rinaldy dan Rustailang, 2005). Keistimewaan yang nyata dalam sistem komposit adalah penghematan berat baja, penampang balok baja yang digunakan lebih kecil, kekakuan lantai meningkat, dan kapasitas menahan beban lebih besar (Salmon,1991). Penggunaan aksi komposit baja dan beton terjadi pada komponen struktur tekan dan komponen struktur lentur. Komponen struktur tekan komposit umumnya terjadi pada kolom, sedangkan komponen struktur lentur komposit umumnya dijumpai pada hubungan balok baja dengan pelat beton bertulang. Ada dua tipe balok komposit, yaitu balok baja yang diberi selubung beton dan balok baja dengan pelat beton bertulang yang dihubungkan dengan penghubung geser. Kedua tipe balok komposit tersebut diikuti dengan dua cara analisis, yaitu dengan penunjang (perancah) dan tanpa penunjang (Sugupta, 2000) Analisis dengan penunjang artinya, selama beton belum mengeras, maka beban mati primer akan dipikul oleh penunjang. Setelah beton mengeras dan penunjang dilepas, maka seluruh beban didukung oleh balok komposit. Beban mati primer yang dimaksudkan adalah berat sendiri elemen tersebut. Analisis tanpa penunjang artinya, balok baja akan mendukung beban mati primer selama beton belum mengeras. Beban mati sekunder serta beban-beban lain akan didukung oleh balok komposit yang akan berfungsi jika beton telah mengeras dan menyatu dengan baja. Beban mati sekunder yang dimaksudkan disini seperti, beban dinding, beban penggantung plafon, beban pelat, dan beban spesi. 1
Balok baja yang diberi selubung beton dengan dan tanpa penunjang dapat menyebabkan aksi komposit penuh. Sedangkan penggunaan aksi komposit dengan penghubung geser, baik dengan dan tanpa penunjang dapat menyebabkan aksi komposit penuh ataupun komposit parsial tergantung pada penggunaan penghubung geser. Penggunaan aksi komposit penuh dengan kedua perilaku tersebut memberikan hasil yang berbeda. Penggunaan aksi komposit dengan penunjang memberikan dimensi balok baja yang lebih kecil daripada tanpa penunjang, sehingga memberikan pengurangan biaya dalam konstruksi. Dengan perbedaan dimensi balok baja tentu akan berpengaruh pada berat baja yang terjadi. Semakin kecil dimensi dan berat balok baja yang digunakan, maka semakin kecil biaya yang diperlukan dalam konstruksi. Penggunaan penghubung geser dalam aksi komposit memiliki peranan penting. Dengan menentukan jumlah penghubung geser yang digunakan, maka dapat diketahui apakah komponen struktur tersebut dalam kondisi komposit penuh atau komposit parsial. Penggunaan aksi komposit dengan penghubung geser dapat mengakibatkan aksi komposit parsial dengan cara mengurangi jumlah penghubung geser dari yang seharusnya. Aksi komposit parsial biasanya diaplikasikan pada struktur dimana kerjasama antara penampang baja dan pelat beton tidak perlu dieksploitasi secara penuh untuk memperoleh kekuatan penampang. Jumlah penggunaan penghubung geser dan cara analisis yang berbeda tentu akan berpengaruh pada perilaku balok komposit. Perilaku tersebut meliputi kapasitas balok menahan beban, lendutan yang terjadi dan simpangan struktur (Ambarini, 2012). Perilaku masing-masing elemen pada struktur balok yang berupa balok baja, balok komposit penuh, serta balok komposit parsial tentu akan berbeda. Untuk mengetahui seberapa jauh perbedaan yang terjadi, maka dilakukan penelitian ini. 1.2 Rumusan Masalah Adapun rumusan masalah yang ditinjau dalam penelitian ini, adalah: 1. Bagaimana perilaku struktur gedung dengan komponen struktur balok komposit penuh dan parsial? 2
2. Bagaimana perbandingan berat struktur baja dengan menggunakan aksi komposit parsial dan komposit penuh? 1.3 Tujuan Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini, adalah: 1. Untuk mengetahui perilaku struktur gedung dengan komponen struktur balok komposit penuh dan parsial. 2. Untuk mengetahui perbandingan berat struktur baja dengan menggunakan aksi komposit parsial dan komposit penuh. 1.4 Manfaat Manfaat yang diharapkan dalam penelitian ini adalah: 1. Untuk menambah dan mengembangkan pengetahuan pada penggunaan aksi komposit. 2. Untuk mengetahui seberapa jauh perbedaan yang dihasilkan dalam penggunaan aksi komposit penuh dengan parsial. 1.5 Batasan Masalah Untuk menghindari luasnya permasalahan, maka dalam penelitian ini dibatasi sebagai berikut: 1. Perilaku komposit hanya terjadi pada hubungan baja profil sebagai balok dengan pelat beton bertulang. 2. Perilaku balok komposit yang ditinjau hanya pada daerah lapangan. 3. Penggunaan penghubung geser pada aksi komposit parsial adalah 50% dan 70% dari jumlah penghubung geser seharusnya. 4. Penghubung geser yang digunakan jenis paku dan baut. 5. Perencanaan pondasi tidak ditinjau. 6. Perencanaan sambungan tidak ditinjau. 7. Perletakan jepit dianggap pada sloof. 3