Penggunaan Konstruksi Baja : Dasar Perencanaan Struktur Baja
..Batang Lentur
Batang lentur merujuk pada batang struktur yang menahan beban transversal atau beban tegak lurus terhadap sumbu batangnya. Batang lentur dalam struktur biasanya dikenal sebagai gelagar atau balok, yang dapat dikategorikan sebagai berikut:
- Joist: Susunan gelagar-gelagar dengan jarak yang cukup dekat, digunakan untuk menahan lantai atau atap bangunan.
- Lintel: Balok membujur pada tembok, berfungsi untuk menahan beban di atas bukaan dinding seperti pintu atau jendela.
- Balok spandrel: Balok yang mendukung dinding luar bangunan dan kadang-kadang menahan sebagian beban lantai.
- Girder: Susunan gelagar-gelagar yang terdiri dari kombinasi balok besar (induk) dan balok yang lebih kecil (anak balok).
- Gelagar tunggal atau balok tunggal.
Gelagar biasanya direncanakan sebagai gelagar sederhana (simple beam) dengan perletakan sendi-rol, perletakan jepit, atau sebagai balok menerus. Saat mengalami lenturan, bagian atas garis netral tertekan sementara bagian bawahnya tertarik, menyebabkan perpendekan di bagian atas dan perpanjangan di bagian bawah.
Struktur balok sebagai batang lentur harus memenuhi tegangan lentur yang diijinkan, dihitung dengan membagi momen lentur dengan jarak dari serat penampang terjauh ke garis netral, kemudian dibagi dengan momen inersia penampang. Menurut AISC, tegangan lentur yang diijinkan umumnya adalah:
[ Fb = 0.66 Fy. ]
Selain itu, batang lentur harus memenuhi persyaratan kekompakan sayap profil batang baja dan tunjangan lateral dari sayap tekan. Batang lentur dikatakan kompak jika mampu mencapai batas momen plastisnya sebelum mengalami tekuk, sifat ini umumnya dimiliki oleh profil W dan S.
 |
| Ikatan lateral sistem rangka lantai satu atap |
Tunjangan lateral dari gelagar
Tunjangan lateral pada gelagar sangat penting ketika ada beban transversal yang bekerja pada struktur tersebut. Sayap tekan gelagar akan bertindak seperti kolom dan dapat mengalami tekukan jika panjang gelagar bertambah. Pergeseran pada sumbu yang lebih lemah bisa menyebabkan puntiran yang pada akhirnya dapat mengakibatkan keruntuhan. Batang yang mengalami pembengkokan di luar sumbu utama tidak memerlukan konstruksi ikatan, tetapi harus mematuhi persyaratan yang diatur dalam AISCS 1.9.2. Struktur kotak umumnya tidak memerlukan konstruksi ikatan sesuai dengan ketentuan dalam AISCS 1.5.1.4.1 dan 1.5.1.4.4. Namun, batang yang mengalami pembengkokan pada sumbu utama memerlukan konstruksi ikatan pada sayap tekan untuk mencegah ketidakstabilan lateral.
Penentuan bentuk tunjangan lateral memerlukan penilaian khusus sesuai dengan kondisi yang dihadapi. Gelagar yang dilapisi beton dianggap memiliki tunjangan lateral pada seluruh bentangnya. Balok bersilangan yang menghubungkan gelagar satu dengan lainnya, jika disambung dengan baik pada sayap tekan, juga berfungsi sebagai tunjangan lateral. Penting untuk memastikan bahwa balok silang ini memiliki kekakuan yang memadai. Kadang-kadang, ikatan diagonal diperlukan pada beberapa bagian untuk mencegah pergerakan dalam dua arah. Konstruksi ikatan seperti yang terlihat pada Gambar 6.31 dapat memberikan kekakuan pada beberapa bagian lainnya.
Lantai metal pada beberapa kasus bukanlah konstruksi ikatan lateral yang memadai. Setelah dilakukan sambungan yang memadai, barulah lantai metal dapat dianggap sebagai konstruksi ikatan lateral. Tunjangan parsial (sebagian) dapat diubah menjadi tunjangan sepenuhnya dengan memperbesar jarak celahnya. Sebagai contoh, lantai yang dipaku mati setiap empat kaki dapat dianggap sebagai sepertiga dari tunjangan lateral penuh, dan pada jarak 12 kaki, lantai tersebut akan menjadi tunjangan lateral penuh.
Gaya geser
 |
| Deformasi lentur dan sebuah gelagar |
Gaya geser pada gelagar terjadi saat gelagar diberi beban dalam bentuk momen lentur positif. Bagian bawah batang mengalami perpanjangan, sementara bagian atasnya mengalami perpendekan, dan pada sumbu netralnya panjang serat tetap. Karena deformasi yang bervariasi, setiap serat memiliki kecenderungan untuk bergeser relatif terhadap serat lainnya. Jika gelagar terbuat dari lembaran-lembaran papan yang disusun bertumpuk dan diberi beban transversal, konfigurasi seperti pada Gambar a akan terjadi.
Jika papan-papan tersebut disambung, seperti yang terlihat pada Gambar b, kecenderungan pergeseran antara papan akan ditahan oleh daya tahan geser dari alat penyambungnya. Pada gelagar tunggal, kecenderungan bergeser ditahan oleh kekuatan geser dari materialnya. Menurut standar AISC, tegangan geser yang diizinkan pada kondisi umum adalah (Fv = 0.40 Fy).
 | |
| Lenturan pada gelegar yang terdiri dari papan-papan yang disusun |
Lubang-lubang pada gelagar
 |
| Contoh lubang pada sayap gelagar |
Lubang-lubang pada gelagar sebaiknya dihindari sebisa mungkin. Jika lubang-lubang tersebut benar-benar diperlukan, upaya harus dilakukan untuk menghindari lubang pada bagian badan profil yang mengalami gaya geser besar dan pada sayap gelagar yang menerima momen besar. Sambungan ujung gelagar yang menggunakan baut pada badan profil yang tipis dapat menyebabkan robeknya badan profil. Keruntuhan dapat terjadi karena kombinasi gaya geser/lintang melalui baris-baris baut dan gaya tarikan pada penampang bidang baut.
 |
| Lubang pada gelagar |
Keruntuhan badan profil
Gelagar bisa mengalami kegagalan dalam menjalankan fungsinya karena terjadi keruntuhan pada badan profil, terutama pada titik-titik yang mengalami konsentrasi tegangan tinggi akibat beban terpusat atau reaksi perletakan. Untuk mencegah hal ini, pengaku-pengaku badan vertikal dapat digunakan. Keruntuhan cenderung terjadi pada ujung rusuk badan dan pada titik di mana gelagar mentransfer tekanan dari sayap yang relatif lebar ke badan profil yang lebih sempit. Dalam perhitungan tegangan pada badan profil, beban terdistribusi merata sepanjang badan dengan sudut 45°.
Lenturan
Lenturan pada sebuah batang struktur ditentukan oleh momen inersianya. Batas lenturan yang diizinkan pada gelagar biasanya terbatas oleh peraturan dan harus diperiksa saat memilih gelagar. Menurut standar AISC, batas lenturan terhadap beban hidup gelagar yang menyangga langit-langit adalah 1/360 dari panjang bentangnya.
 |
| Keruntuhan badan gelagar |
Selengkapnya mengenai Teknik Struktur Bangunan
.
Kirim Pesan via WA
Posting Komentar