Bab I Pengantar

STRUKTUR BAJA II

BAB I PENGANTAR

PENGANTAR

• Perencanaan struktur adalah kombinasi seni danilmu pengetahuan yang menggabungkan intuisi paraahli struktur mengenai perilaku struktur denganpengetahuan prinsip-prinsip statika, dinamika, mekanikabahan, dan analisis struktur, untuk menghasilkanstruktur yang aman dan ekonomis selama masalayannya.

• Metode perhitungan yang berdasarkan keilmuan harusmenjadi pedoman dalam proses pengambilankeputusan, namun tidak untuk diikuti secara membabibuta.

• Kemampuan intuisi yang dirasionalkan oleh hasil-hasilperhitungan dapat menjadi dasar poses pengambilankeputusan yang baik.

PENGANTAR

Struktur Optimum dicirikan sebagai berikut:

• biaya minimum,

• bobot minimum,

• periode konstruksi minimum,

• kebutuhan tenaga kerja minimum,

• biaya manufaktur minimum,

• manfaat maksimum pada saat layan.

PENGANTAR

• Kerangka perencanaan struktur adalah prosespenentuan jenis struktur dan pendimensiankomponen struktur demikian sehingga bebankerja dapat dipikul secara aman, danperpindahan yang terjadi dapat ditolerir olehsyarat-syarat yang berlaku.

PENGANTARProsedur perencanaan secara iterasi dilakukan sebagai berikut :

• Perancangan yaitu penetapan fungsi-fungsi struktur dankriteria keberhasilan yang optimum.

• Penetapan konfigurasi struktur preliminari berdasarkanlangkah 1.

• Penetapan beban-beban kerja yang harus dipikul.

• Pemilihan tipe dan ukuran preliminari komponen-komponen struktur berdasarkan langkah 1, 2, 3.

• Analisis struktur untuk menetapkan gaya-gaya-dalam danperpindahan.

• Evaluasi perancangan struktur optimum.

• Perencanaan ulang dari langkah 1 s/d 6.

• Perencanaan akhir untuk menguji langkah 1 s/d 7.

BEBAN KERJA

• Beban kerja pada struktur atau komponen struktur bisaditetapkan berdasarkan peraturan pembebanan yang berlaku.

• Beban mati adalah beban-beban yang bersifat tetapselama masa layan, antara lain berat struktur, pipa-pipa, saluran-saluran listrik, AC/heater, lampu-lampu, penutup lantai/atap, dan plafond.

• Beban hidup adalah beban-beban yang berubah besardan lokasinya selama masa layan, antara lain beratmanusia, perabotan, peralatan yang dapat dipindah-pindah, kendaraan, dan barang-barang lainnya.

BEBAN

• Beban angin adalah tekanan-tekanan yang berasal darigerakan-gerakan angin.

• Umumnya perlu diperhitungkan pada luas bidang tangkapangin yang relatif luas pada bangunan dengan beban-bebanyang relatif ringan.

• Beban gempa adalah gaya-gaya yang berasal darigerakan-gerakan tanah dikombinasi dengan sifat-sifatdinamis struktur.

• Karena seringkali percepatan horizontal tanah lebih besardaripada percepatan vertikal, dan struktur secara umumlebih sensitif terhadap gerakan horizontal daripada gerakanvertikal, maka pengaruh gempa horizontal seringkali lebihmenentukan daripada pengaruh gempa vertikal.

TAHANAN

Tahanan komponen struktur dalam memikul gayamengikuti preferensi berikut ini:

• Tarik : baik ⎯ keruntuhan leleh bersifat daktail

• Tekan : kurang baik ⎯ stabilitas (tekuk lentur, tekuk lokal)

• Lentur : sedang ⎯ stabilitas (tekuk torsi, tekuklokal, tekuk lateral)

• Geser : lemah ⎯ getas, tekuk local

• Torsi : buruk ⎯ getas, tekuk local

TAHANAN

• Belakangan ini komponen struktur tarik makindigemari mengingat efisiensinya dalammemikul beban.

• Etika profesi : Perencana bertanggungjawabpenuh dalam menghasilkan struktur yang aman dan ekonomis.

Falsafah Perencanaan LRFD (Load And Resistance Factor Design)

• Metode ASD telah digunakan selama kurun waktu 100 tahun, dan dalam 20 tahun terakhir telah bergeser keperencanaan batas (LRFD) yang lebih rasional danberdasakan konsep probabilitas.

• Keadaan batas adalah kondisi struktur di ambang bataskemampuan dalam memenuhi fungsi-fungsinya.

• Keadaan batas dibagi dalam dua katagori yaitu tahanandan kemampuan layan.

• Keadaan batas tahanan (atau keamanan) adalahperilaku struktur saat mencapai tahananplastis, tekuk, leleh, fraktur, guling, dan gelincir.

Falsafah Perencanaan LRFD (Load And Resistance Factor Design)

• Keadaan batas kemampuan layan berkaitan dengankenyamanan penggunaan bangunan, antara lain masalah lendutan, getaran, perpindahan permanen, dan retak-retak.

• Kriteria penerimaan (acceptance criteria) harusmencakup kedua keadaan batas tersebut.

• Konsep probabilitas dalam mengkaji keamananstruktur adalah metode keandalan mean value first-order second-moment dimana pengaruh beban (Q) dan tahanan (R) dianggap sebagai variabel acak yang saling tak bergantung, dengan frekuensi distribusitipikal sebagai berikut,

Falsafah Perencanaan LRFD (Load And Resistance Factor Design)

RQ

RQ

Tahanan (R)Beban (Q)

Frekuensi

Falsafah Perencanaan LRFD (Load And Resistance Factor Design)

Agar lebih sederhana maka akan dipelajari variabelR/Q atau ln(R/Q) dengan ln(R/Q) < 0 menunjukkankegagalan seperti ditunjukkan oleh gambar berikut ini,

0ln R/Q

Gagal

. ln (R/Q)

ln (R/Q)

frekuensi

Falsafah Perencanaan LRFD (Load And Resistance Factor Design)

• Besaran menjadi definisi kegagalan.• Varibel β disebut indeks keandalan (reliability

index), dan bermanfaat untuk beberapa halsebagai berikut:

1. Menunjukkan konsistensi perencanaanberbagai-bagai jenis komponen struktur.

2. Dapat digunakan untuk menemukan metodebaru dalam perencanaan komponen struktur.

3. Dapat digunakan sebagai indikator dalammengkalibrasi tingkat faktor keamanankomponen struktur.

Falsafah Perencanaan LRFD (Load And Resistance Factor Design)

Secara umum, suatu struktur atau komponenstruktur dikatakan aman bila hubungan berikut initerpenuhi :

Dimana φ adalah faktor tahanan,

Rn adalah tahanan nominal,

γi adalah fakfor beban,

Qi adalah (pengaruh) beban,

φRn adalah tahanan rencana,

ΣγiQi adalah (pengaruh) beban terfaktor.

Faktor Tahanan – LRFD

Faktor tahanan berikut ini digunakan dalam perencanaanmenggunakan metode LFRD.Komponen struktur tarik:

φt = 0,9 keadaan batas lelehφt = 0,75 keadaan batas fraktur

Komponen struktur tekan:φc = 0,85

Komponen struktur lentur:φb = 0,9 untuk lenturφv = 0,9 untuk geser

Untuk las: φ mengikuti di atas.Alat pengencang (baut/keling): φ = 0,75

KUIS I, tanggal 05 April 2010

1. Jelaskan perbedaan konsep ASD dan LRFD?

2. Apa yang saudara ketahui tentang metodekuat batas?

3. Hal-hal apa yang dibutuhkan di dalamperencanaan struktur baja?

4. Jelaskan ciri-ciri struktur optimum?