BAJA LENTUR MURNI

Wednesday, 09 June 2010 10:30 | Written by Administrator | | |

(Oleh: Ahmad Faris Riza)

 

Dalam suatu konstruksi baja ada yang didefinisikan sebagai batang lentur murni. Batang lentur murni diperlukan dalam suatu konstruksi sebagai kontrol terhadap momen lentur dan juga kemampuan baja dalam menahan beban sekaligus sebagai kontrol terhadap dimensi baja yang akan dipakai sebagai konstruksi. Di sini ada beberapa syarat untuk menganalisa baja lentur murni seprti test Local Buckling yang meliputi peninjauan terhadap sayap dan juga badan dari suatu profil baja, selain itu ada juga test Lateral Buckling atau tekuk lateral yang nanti akan dibandingkan dengan nilai Mu dari baja berdasarkan jenik tumpuan dan juga bebanyang akan dipikul oleh baja tersebut.Batang lentur murni terutama untuk konstruksi baja sangat susah untuk ditentukan. Terutama mungkin karena ketidaktahuan kita, yang mana yang disebut batang lentur murni itu? Dari yang saya pelajari dan beberapa contoh yang dipaparkan bahwa banyak sekali konstruksi yang termasuk dalam batang baja lentur murni. Sebelum lebih jauh membahas contohnya kita harus mengetahui dulu, apa itu batang lentur murni. Batang lentur murni adalah suatu batang dari sebuah konstruksi yang hanya murni menerima beban lentur saja, dengan ini maka momen-momen yang lainnya seperti torsi/puntir tidak boleh ada di dalamnya.Untuk itu, banyak sekali batang lentur muni yang memiliki struktur atau bentuk yang simetris. Hal ini dikarenakan bentuk yang simetris ini akan lebih kuat menerima momen yang berupa puntir. Beban puntir ini akan menyebabkan suatu batang akan mengalami suatu puntiran yang mengakibatkan konstruksi akan tidak aman. Bentuk yang simetris ini lebih kuat menerima momen puntir karena bentuknya yang sama pada setiap sisi antara atas dan bawah karenanya kesimetrisan ini akan mendistribusikan beban secara merata pada tiap bagiannya.Adapun contoh dari batang lentur muni adalah batang pengaku pada kolom baja (banyak terdapat di stasiun kereta api), diafragma, balok panjang, melintang (semuanya dapat ditemui di dalam jembatan truss) dan banyak lagi yang lainnya seperti baja untuk jembatan penyebrangan, gording pada atap gedung, atau rumah (untuk ini harus dianalisa secara vertikal dan horizontal karena posisinya yang miring).Keadaan lentur muni dalam contoh-contoh di atas biasanya terletak di tengah bentang. Kenapa? Karena kemungkinan mendapat puntir sangat kecil disebabkan letaknya yang jauh dari sambungan ataupun dengan perletakan. Perletakan ini mungkin saja mengakibatkan puntir karena terkontaminasi oleh beban yang muncul akibat beban gempa, angin, atau air (pada jembatan). Oleh karena itu, agar lebih aman dalam menganalisa, pastikan bahwa batang tersebut tidak terkontaminasi beban-beban yang sangat mungkin menyebabkan batang baja terpuntir.Jadi, pada dasarnya batang lentur muni itu biasanya berbentuk simetris dengan profil IWF, atau T. Selain itu, perhatikan juga beban puntir yang mungkin timbul karena beban yang ada di sekitarnya.

 

EVALUASI METODE PERENCANAAN BATANG AKSIAL MURNI 1. PENDAHULUANLoad Resistance Factor Design (LRFD) adalah suatu metode perencanaan yang sekarang ini digunakan dalam peraturan konstruksi baja Amerika yang bernama AISC-LRFD. Peraturan kita yakni SNI, yang sebelumnya menggunakan desain tegangan ijin seperti pada metode ASD (Allowable Stress Design) , terlihat memperbaharui metodenya dengan mengacu pada AISC-LRFD tanpa ada pernyataan tertulis. Indikasi ini dapat dilihat pada perencanaan aksial, khususnya pada batang tarik yang terlihat tidak terdapat perbedaaan dalam formulasi perhitungannya. Tetapi dilain kasus pada batang tekan terdapat perbedaan yang hampir menyeluruh pada formulasi perhitungan yang digunakan.Masalah yang ada akan dibahas berupa penelitian terhadap Evaluasi perbandingan perencanaan batang tekan antara peraturan SNI dengan AISC-LRFD yang berguna untuk mendapatkan kepastian relevansi dari banyaknya ketersediaan literatur maupun alat bantu perencanaan (program-program komputer) yang berbasis AISC-LRFD terhadap SNI. Sehingga dapat dibuktikan apakah dapat digunakan secara langsung atau memerlukan suatu modifikasi tertentu dalam prosedur perhitungannya sarana tersebut oleh peraturan kita. Keuntungan lainnya dari penelitian ini adalah dapat dibuktikan secara nyata letak posisi peraturan kita terhadap AISC-LRFD.Penelitian tersebut berupa evaluasi perbandingan perencanaan aksial antara peraturan SNI dengan AISC-LRFD (1999 dan 2005) yang khususnya pada batang tekan murni, yang pada prosedur perhitungannya terdapat perbedaan. Evaluasi perbandingan ini menggunakan variabel kelangsingan KL/r dari nol sampai 200 pada profil dengan simetri ganda, simetri tunggal dan profil-T untuk dijadikan acuan terhadap tahanan tekan rencana dari peraturan-peraturan yang ditinjau. Dari evaluasi manual yang dilakukan juga dianalisa dengan menggunakan program SAP2000 versi 8.26 untuk dijadikan perbandingan dalam bentuk rasio.

2. EVALUASI PERENCANAAN BATANG TARIKPerumusan dasar tahanan nominal untuk perencanaan batang tarik menurut SNI dan AISC-LRFD ditentukan oleh beberapa faktor, yaitu (a) leleh penampang pada daerah yang jauh dari hubungan dan (b) fraktur pada penampang efektif neto pada lubang-lubang baut dihubungan. Dengan mengambil faktor tahanan tarik rencana, φ = 0.9 untuk leleh pada penampang bruto dan, φ = 0.75untuk fraktur tarik pada penampang efektif.

3. EVALUASI PERENCANAAN BATANG TEKANTerdapat dua jenis tekuk pada perencanaan aksial tekan, yaitu tekuk lokal dan tekuk global. Untuk penjelasan praktisnya tekuk lokal adalah tekuk yang dialami oleh penampang profil akibat gaya tekan. Sedangkan pada tekuk global yang mengalami tekuk adalah batangnya secara keseluruhan. Terdapat perbedaan persyaratan batas kelangsingan penampang yang diijinkan antara SNI dengan AISC-LRFD, namun batas ijin kelangsingan pada batang, KL/r ≤ 200, terdapat pada kedua peraturan tersebut.Perencanaan elemen langsing pada AISC-LRFD menggunakan faktor reduksi Q<1, sedangkan pada SNI tidak terdapat penjelasan yang akurat. Hanya terdapat pernyataan “harus direncanakan dengan analisis rasional yang dapat diterima”. Dengan kata lain kembali berkiblat kepada AISC.Karena hal tersebut, maka tidak diperlukannya perbandingan dilakukan terhadap elemen langsing. Perencanaan batang aksial tekan pada kondisi tidak langsing terdapat tiga kondisi tekuk dari penampang

batang yang ditinjau. Kondisi tekuk yang dimaksud adalah tekuk lentur (flexural buckling, FB), tekuk lentur torsi (flexural torsional buckling, FTB) dan tekuk torsi (Torsional buckling, TB), dimana pada kondisi-kondisi tekuk ini terdapat prosedur formulasi perhitungan yang berbeda berkaitan dengan bentuk penampang tunggal yang digunakan.

4. EVALUASI PERENCANAAN BATANG TEKAN DENGAN PROGRAM SAP2000Perencanaan batang tekan pada program SAP2000 menggunakan formulasi AISC-LRFD’93, dimana hal itu dapat kita lihat pada tool design structures.Dalam perencanaannya, program SAP2000 akan melakukan feedback terhadap beban yang diberikan dalam bentuk rasio. Rasio yang dimaksud adalah perbandingan beban ultimate terhadap tahanan rencana yang telah diformulasikan menurut prosedur perhitungan pada program SAP2000.Strategi yang dilakukan adalah memberikan pembebanan dari hasil evaluasi manual sebelumnya sebagai beban terfaktor pada program SAP2000. Dengan sampel profil yang ditentukan, kemudian SAP2000 akan menganalisa beban yang diberikan terhadap kapasitas tahanan struktur dalam bentuk rasio, seperti yang telah dijelaskan pada paragraf sebelumnya. Rasio tersebut akan menjelaskan apakah alat bantu software dapat digunakan sebagai acuan perencanaan peraturan kita.

5. KESIMPULANHasil penelitian menunjukkan : (1). Tidak adanya perbedaan formulasi pada perencanaan batang tarik antara SNI dengan AISC-LRFD. (2). Perencanaan batang tekan SNI cenderung lebih rendah dibandingkan AISC-LRFD, namun literatur yang berbasis AISC-LRFD dapat dijadikan acuan oleh peraturan kita dengan faktor tahanan sebesar 0.85. (3). Perencanaan batang tekan AISC-LRFD 2005 lebih tinggi dari pada SNI dan AISC-LRFD 1999. (4) Tidak terdapat perbedaan nilai tahanan nominal tekan pada AISC-LRFD 1999 dengan AISC-LRFD 2005, faktor pembeda hanya terdapat pada factor tahanan saja. (5) Perencanaan batang tekan program SAP2000 cenderung lebih tinggi dibanding SNI dan AISC-LRFD. Namun tingkat keamananannya perlu dipertanyakan, karena SAP2000 tidak memperhatikan adanya faktor torsi dalam perhitungan. (6) Program SAP2000 menggunakan perencanaan flexural buckling AISC-LRFD 1999 pada kedua sumbu utama semua penampang profil yang ditinjau tanpa memperhatikan adanya faktor torsi.Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa SNI dalam perencanaan batang aksial mengacu kepada AISC-LRFD. Walaupun tahanan rencana yang dihasilkan cenderung lebih rendah, tapi literature berbasis AISC-LRFD yang banyak tersedia dapat digunakan sebagai acuan dalam perencanaan aksial dengan menggunakan faktor tahanan tekan sebesar 0.85.