FAKULTAS TEKNIK- UNIVERSITAS JANABADRA· YOGYAKARTA

JURNAL TEKNIK Vol.1 No.2 /0KTOBER 2011

JURNAL Vol.1 No.2 Hil.65-126 Y01Yalcarta TEKNIK Oktober 2011

Rusdy Acustaf Kajian Pelayanan Model Antrian Prioritas Versus Model Anlrian f ds Bali Pelangan Berbasis Program Pascal ( Studi Kasus FakuJtas Teknik Universltas Janabadra )

Supriyanto, Tinjauan Ketahanan Aus Hasil Modifikasi Noken As Zaini Abdillah Pada Motor Balap

SuharJanto Kajian Kuat Geser Horisontal Circular Castellatftl Steel Beam With And Without Adding Plates

Edy Sriyono Debit Aliran Air Tanah Melalui Pipa 8erpori Sistem Sumur Kclelctor Berjari

Retnowati Setioninpih Pengaruh Pemanfaatan Umbah Batu Marmer Sebagal Asregat Terhadap Kuat Desak Seton

Mudjf Suhanllman Kafian Percaruh Penambahan Serat 8ambu Ori Telhadap Kuat Tekan Dan t<uat Tarlk Seton

Teguh Wldodo, Efektifitas Penambahan Matos· Pada Stabilisasl Rahmat lmron Qosari Semen Tanah Berbutir Halus

Syahrll Machmud, Ocimpak Ker~ggangan Cetah Elektrode Busi Terhadcip Yokie Gendro frawan Kinerja Motor Bensin 4 Tak

FAKULT>STEKNK- ~T~ J~- YOGfN<NUA

TEKNIK SIPIL - TEKNIK MESIN - TEKNIK INFORMATIKA

ISSN 2088 • 3676

Fakultas Teknik Universitas Janabadra Yogyakarta

Arusmalem Ginting, S.T .. M.T. Dekan Fakultas Teknik

Joko Winarno, S.T.,M.Eng. Wakil Dekan I Fakultas Teknik

Ir. Mudji Suhardiman, M.T. Ors. Sukoco, M.Pd.,M.T.

1. Ir. Juriah Mulyanti, M.Sc. 2. Sardi, S.T.,M.T

Buddewi Sukindrawati, S.T.,M.T. Sri Suwarti

Prasetya Adi, S.T.,M.T.

DR. Ir. Suharjanto, MSCE. DR. Nindyo Cahyo K., S.T.,M.T. DR. Ir. Edy Sriyono, M.T. Nizar Achmad, S.T.,M.T. Untoro Budi Surano, S.T., M.Eng. Fatsyahrina Fitriastuti, S.Si., M.T. Jemmy Edwin 8., S.Kom.

Ora. Niken Hastuti 8. lin Endang Rahayu

Ir. Bing Santosa, M.T. Nizar Achmad, S.T.,M.T. Ir. Mudji Suhardiman, M.T. Prasetya Adi, S.T.,M.T. DR. Ir. Suharjanto, MSCE. Joko Winarno, S.T.,M.Eng. Ir. Juriah Mulyanti, M.Sc. Fatsyahrina Fitriastuti, S.Si., M.T.

Fakultas Teknik Universitas Janabadra Yogyakarta JI. Tentara Rakyat Mataram no. 57 Yogyakarta 55231 Telp./Fax: (0274) 543676 e-mail: jumalteknik@staff.janabadra.ac.id

2 kali setahun

ISSN 2088 - 3676

JURNAL TEKNIK merupakan media komunikasi hasil penelitian, studi kasus, dan ulasan ilmiah bagi ilmuwan dan praktisi di bidang Teknik Sipil, Teknik Mesin, dan Teknik linformatika. Diterbitkan oleh Fakultas Teknik Universitas Janabadra di Yogyakarta, dua kali setahun pada bulan April dan Oktober.

Frekuensi Terbit

Alamat Redaksi

Mitra Bestari Vol 1. No. 2

Distribusi & Tata Usaha

Perwajahan

Dewan Redaksi

Bendahara

Pemimpin Redaksi Wakil Pimpinan Redaksi

Sekretaris Redaksi

Penanggung jawab

Pembina

Penerbit

TEKNIK SIPIL - TEKNIK MESIN - TEKNIK INFORllATIKA

SUSUNAN REDAKSI

Redaksi

Mudah-mudahan penerbltan jurnal inl dapat menambah perbendaharaan dan wawasan tentang hasll-hasll penelltian, selanjutnya dapat diemplementasikan untuk kemajuan bangsa, negara dan masyarakat.

Tiada keberhasllan .tanpa mengucap syukur ke hadirat Tuhan Vang Maha Esa. Demiklan juga pada saat inl, Jurnal JURNAL TEKNIK Volume 1 Nomor 2 dapat kami terbitkan sesuai jadwal yang dlrencanakan.

Pada kesempatan lnl, iURNAL TEKNIK Volume 1 Nomor 2 menyajlkan delapan naskah hasil penelltlan di bldang Teknlk Slpll, Teknlk Mesin dan Teknlk lnformatika, oleh para penelltl di beberapa lnstltusl Perguruan Tlnggi.

PENGANTAR REDAKSI

ISSN 2088 - 3676

JURNAL TEKNIK Vol.1 No.2 /0KTOBER 2011

118-126

110-117

103-109

96-102

88-95

81-87

72-80

65-71

halaman

ISSN 2088 - 3676

Kajian Pelayanan Model Antrian Prioritas Versus Model Antrian Fcfs Bagi Pelanggan Berbasis Program Pascal Rusdy Agustaf

Tinjauan Ketahanan Aus Hasil Modifikasi Noken As Pada Motor Balap Supriyanto, Zaini Abdlllah

Oampak Kerenggangan Celah Elektrode Busi Terhadap Kinerja Motor Bensin 4 Tak Syahrll Machmud, Yokie Gendro lrawan

• Efektifitas Penambahan Matos Pada Stabilisasi Semen Tanah Berbutir Halus Teguh Wldodo, Rahmat lmron Qosarf

Kajian Pengaruh Penambahan Serat Bambu Ori Terhadap Kuat Tekan Dan Kuat Tarik Beton Mudji Suhardiman

Pengaruh Pemanfaatan Limbah Batu Marmer Sebagai Agregat Terhadap Kuat Desak Beton Retnowati Setloningslh

Debit Aliran Air Tanah Melalui Pipa Berpori Sistem Sumur Kolektor Berjari Edy Srlyono

Kajian Kuat Geser Horisontal Circular Castellated Steel Beam With And Without Adding Plates Suharjanto

DAFTAR ISi

digunabn, tetapi Pabrik Gunung Garuda telah mengeluarkan katalog khusus tentang profil I bukaan circular .

Untuk: maksud pengembangan dan pengetahuan yang lebih lengkap tentang obyek studi, maka dilakukan studi-studi eksperimental. .

Studi eksperimen dan kajian teoretis tentang balok kastela dengan bentuk lubang heksagonal, telah banyak. dilakukan oleh para pcncliti terdahulu untuk mengetahui tegangan dan defleksi pada balok. Kerdal dan Nethercot (1984) meneliti tentang model keruntuhan balok baja kastela. Zaarour dan Redwood (1996) meneliti kegagalan struktur pada balok kastela dengan bentuk lubang

Di Indonesia profit balok I Circular kini telah diperkenalkan dan dikembangkan oleh pabrik baja baik di luar maupun di dalam negeri, tetapi baik teori tentang analisis dan penelitian tentang balok baja profit I dengan lubang circular sampai saat ini belum dipublikasi dalam text book ataupun literatur di Indonesia. Beberapa pabrik baja di luar negeri telah me-release melalui home page masing-masing, seperti Macsteel, Westok dan Fabsec, baik katalog, design guide bahkan software mengenai balok profil I dengan bukaan circular ini. Sedangkan di Indonesia, profil dengan bukaan circular baik dengan atau tanpa adding plates di Indonesia belum banyak.

PENDAHULUAN

Keywords: Circular Castellated Beam, Adding plate, web-post, horizontal shear

In order to increase the quality in building structure aspect, ii needs to be observed some aspects, like optimum aspect which include the using of the material as elemenJ of the structure building itself Jn the development, steel construction technology introduces Circular Castellated Beam form that is steel beam profile with I-section which is hollowed on the body in a circle opening form. The next development is for accommodate the opening for duct and plumbing is developed into opening circular with adding plates. The unsuccessful structure which is happened on castellated beam based on the previous research commonly happens on the body area between two openings what is called by web-post. In this research, it is done theoretical investigation and experimental testing lo observe horizontal movement phenomenon which is happened on web-post area. Test things which is used is profile steel I 150x75x5x7 mm which is modified into circular Castellated Beam with and without adding plates with 5 openings. The testing consists of bent load with 2 vertical point loads on cellular beam, and data which is used based on Rosette Reading, the tense 45" which is set on web-post. From the research result and the discussion found that horizontal movement tense from experimental test result shows that adding plates on web-post show that loading capacity and the horizontal shear strength is increased about 20 up to 30 percent.

ABSTRACT

Jurusan Teknik: Sipil Fakultas Teknik: Universitas Janabadra Yogyakarta Jalan Tentara Rakyat Mataram 55-57 Yogyakarta 53122

e-mail: suharjantosuhadi@yahoo.com

Suharjanto

KAJIAN KUAT GESER HORJSONTAL CIRCULAR CASTELLATED STEEL BEAM WITH AND WITHOUT ADDING PLATES

JURNAL TEKNIK VOL. 1 NO. 2 / OKTOBER 2011

66 ISSN 2088 - 3676

3. untuk dapat memperkcmalkan profit Castellated Beam, aehingp dapat dipergunakan secara umum brena dcngan kcu.ntunpmiya akan menghuilkan penghematan berat amdiri struktur dengan kekuatan yang makaimum.

Berdaurkan uraian pada pendahuluan seperti tersebut di atas, maka pemiaulahan dalam penelitian ini adalah untuk mcngetahui pengaruh bukaan lubang circular terbadap kuatgeser.

Disadari bahwa isi pcmelitian ini dapat meluas, sehingga tidak mengenai pada tujuan semula. Oleh karena itu, perlu pembatasan masalah agar ruang lingkup penelitian dapat difokuskan pada masalah-masalah seperti yang direncanakan semula, diantaranya adalah sebagai berikut: 1. Sistem s1ruktur balok yang dikaji ada1ah

balok sederhana atau simple beam. 2. Ukuran profil adalah baja profil I 150 x

75 x 5 x 7. Dengan panjang profil 1107,8 mm.

3. Ukuran adding plates adalah tinggi 75 mm. Tidak ditinjau pengaruh adding plates terhadap buckling.

4. Jumlah bukaan 5 buah, dengan bentang balok L = 100,78 cm.

5. Diameter lubang bukaan 155 mm, jarak antara lubang e = 38,76 mm,jarak lubang ke sayap dT = 35 mm.

Circular Castellated beam diperoleh dari profit I yang dipotong menurut suatu pola pemotongan. Pemotongan dilakukan pada badan balok sepanjang sumbu memanjang balok, menuruti beberapa garis potong yang ditunjukkan pada Gambar 1. Pada penelitian ini jumlah lubang circular yang diinginkan adalah 5 buah lubang.

Setelah dipotong menurut suatu pola, batang bagian bawah yaitu batang CD diputar letak:nya menjadi batang DC, kemudian disatukan dengan bagian AB sehingga diperoleh balok circular Circular Castellated beam (lihat Gambar 1 sampai dengan 3).

hcksagonal dengan pelat tambah (adding plate) di daerah web-post. Redwood Rand Dcmirdjian S. (1998) mclakukan pcnclitian tentang kcgagalan akibat geser di daerah web-post pada balok baja kastela bukaan hcksagonal.

Aglan dan Redwood (1974) mengkaji kegagalan di daerah web-post dengan mctoda finite difference pada perilaku e/astoplastic di daerah strain hardening untuk balok kastela dengan bentuk lubang heksagonal dan modifikasi dengan penambahan pelat pada bagian web post. Lawson et al (2004) mengembangkan konsep strut analogy untuk memeriksa stabilitas di daerah web-post balok kastela lubang circular.

Hasil-hasil penelitian di atas hampir semuanya terfolrus pada bentuk heksagonal, yang berdasar pengalaman di lapangan pada umumnya terjadi konsentrasi tegangan pada bagian sudut sehingga sering menimbul.kan crack di daerah tersebut Bentuk lubang dengan sisi tidak bersudut seperti bentuk circular diharapkan dapat menghindarkan kerusakan atau crack tersebut. Penelitian dalarn bentuk lubang dcngan sisi tidak bersudut seperti bentuk circular telah dikembangkan oleh industri baja baik di luar maupun di dalam negcri. Oleh karena itu, perlu penelitian yang berupa pada balok baja profil I dengan bukaan pada badan bentuk circular ataupun circular dengan adding plate sebagai pengembangannya.

Tujuan diadakannya penelitian ini adalah untuk mengetahui kapasitas geser horisontal dari profil baja circular Castel/a, sehingga dapat dibandingkan dengan kapasitas geser profil balok tanpa modifi.kasi Caste/la.

Adapun kontribusi dari penelitian ini adalah: 1. menambah pengetahuan chm wawasan

tentang. profil baja atau struktur baja khususnya baja Circular Castelated Steel Beam

2. sebagai bahan pertimbangan dan wacana pada penelitian-penelitian lebih lanjut mengenai Castellated Beam

luhlljento · KaJlan Kuat Geatr Adding PlatM

ll=:l=:N ?nAA - AA7A A7

dimodifikasi dengan web opening . menjadi alok circular Castel/a, dengan diberi adding plates pada web post. Terdiri dari tiga buah benda uji. Benda uji diberi kode AP-1, AP-2, AP-3.

2. Penelitian di1akukan dengan memberi gaya vertikal pad.a kedua benda uji balok baja tersebut sedemikian sehingga diperoleh keadaan lentur murni.

3. Setting pengujian dan setting pembebanan balok baja Costella di laboratorium

Rancangan Penelitlan 1. Penelitian terdiri dari dua kelompok :

a) balok baja Circular Castellated beam, yaitu balok profil I normal yang dimodifikasi dengan web opening menjadi balok circular C<.utella, tanpa diberi adding plates pada rweb post. Terdiri dari tiga buah benda uji. Benda uji diberi kode TAP-1, TAP-2 dan TAP-3

b) balok baja circular Castellated beam, yaitu balok profil I normal yang

METODE PENELITIAN

Gambar 3. Gambar balok yang dihasilkan

D

A

ujungtepi

Gamber 2. Gambar balok setelah dipotong •

A . . B C D

t l t t

Gambar 1. Pola pemotongan open web circular i l

garis potong kttiga (dilengkungl<an) garis potong kedµa .. '

garis potong pertama . J

Do s

JURNAL TEKNIK VOL. 1 NO. 2 / OKTOBER 2011

68 ISSN 2088 - 3676

yang akan digunakan pada kapasitas geser profil baja

yang akan dilakuk:an di

Alat-alat penelitian Caste/la,

Alat Penelltian

Pelak.sanaan Penelltian

Pelaksanaan pengujian kapasitas kuat geser balok circular Caste/la tanpa adding plates maupun untuk balok circular caste/la dengan adding plates dilakukan di Laboratorium Struktur, Jurusan Teknik Sipil Universitas Gadjah Mada Y ogyakarta.

Laboratorium Struktur ITS FT UGM ini adalah: 1. Loading Frame 2. Dukungan sendi dan rol 3. Hidraulic Jack 4. Linier Variabel Differential Transformer

(LVDT)

Bahan Penelltian

Bahan penelitian adalah balok baja profil I 150x75x5x7 dengan bukaan badan (web opening) tanpa penambahan adding plates dan balok baja profil I 150x75x5x7 dengan web opening menurut pola open web circular, tetapi dengan diberikan tambahan plat pada web post (adding plates) masing- masing tiga buah. Sedangkan untuk pengujian geser profil baja castella adalah dengan cara pembebanan terhadap profil baja tersebut, terlihat pada contoh Gambar 6,

Garn bar 5. Setting pembebanan dan geometri balok

L = 100,78 cm

P/2 a= 31,01 P/2 x =38,76 a= 31,01

Gambar 4. Setting pengujian

L,___~31~.o.1_.~_JB.76 -----~3~1.0~1__.

diilustrasikan pada Gambar 6 dan Gambar 7 berikut ini:

lut.janto i<.jlan Kuat GeHr Adding Plat.a

89

Dari basil menggunakan rumus butir 4

« dan basil rumus butir 2 maka dapat diperiksa huil rata-rata tepngan horizontal memanjang yang disajikan pada Orafik pada Gamber 8.

Dengan cara yang sama, dipcroleh P untuk balok dengan adding plates, yaitu:

p -.8233 kg .. 82,33 kN.

maka: 0,23715. p = 1440

p = 6072,1063 kg = 60,7211 kN

t = 0,4. Ot = 0,4. (3600) = 440 kg/cm2 (baja BJ 52)

= 9,690625 .P =0,23715 .P 21,0632 .3,88.0,5

d = 21,0632 cm e = 3,88 tw = 0,5

~ =M2-M1 =M-0,375.M = 0,625.M = 0,625. 15,505. P = 9,690625. p

.. lS,SOS.P = M2 -M1 = .dM

d.e.t , d.e.t.,

M

Dengan menggunakan rumus tersebut butir 2 dan butir 4, maka diperoleh basil sebagai berikut ini.

4. Menggunakan cara empiris yaitu dengan memasang rectangular rousette atau delta rousette.

V 1 = gaya lintang panel di tengah bentang

Tb = V2 = gaya lintang panel di arah

tepi bentang

3. Menggunabn rumus:

vb =Vx{~)

dengan: M2-M1=~ M2 = momen panel di tengah bentang M1= momen panel di arah tepi bentang d = jarak: pusat berat panel atas ke panel

bawah

METODE PENELITIAN Menghitung Tegangan Horizontal

Blodgett (1982) menyatakan bahwa tegangan horizontal memanjang dapat dihitung dengan salah satu cara sebagai berikut: 1. Menggunakan rumus umum:

'th = V.ay (.!)= V!ar·Yf +aw·Yw)(!) I.t e I.tw e

dengan: ar = luas tampang sayap Yr = jarak: pusat berat tampana

sayap ke garis netral. aw • luas tampang badan Yw = jarak: puaat bent tampln&

badan ke garis netral t - tw - tebal badan s "" lebar segmen panel

(lihat Gambar 7) e = lebar web post,

( lihat Gambar 9)

JURNAL TEKNIK VOL. 1 NO. 21OKTOBER2011

ISSN ?nAA - ~R7A 71

DAFT AR PUST AKA

Aglan, A.A., and R.G Redwood,., 1974, Web buckling in castellated beams, Proceeding Institution Civil Enginners, London U.K., 57, Part 2, 304-320

Blodgett, W. Omer, 1982, Open-web expanded beams and Girders (castellated)., Design of welded structures , The James F. Lincoln Arc Welding Foundation.

Kerdall D. and D.A. Netetherchots 1968, Failure modes for castellated beams, Journal Construction Steel Research, 4:295-315

Lawson RM, D. Oshatoghe, and Newman GM, 2004, Design of FABSEC Cellular Beams in Non-Composite and Composite Apllcations - For Both Normal Temperature and Fire Eqtneer1n1 Condidons to sci ad 269, Fabsec Limited Brookland Court Tunstall Road, UK.

Redwood R. and Demirdjian S., Castellated Beam Web Buckling In Shear, Journal of Structural Enpneerlns, 1998: 1202-1207

Zarrour W. and R.G Redwood,1996, Web Buckling in Thin Webbed Castellated eams, Journal Structural Enpneer1n1, 122(8): 860-866

KESIMPULAN

Kesimpulan Dari basil kajian dan pembahasan penelitian di atas, dapat disimpulkan hal-hal sebagai berikut: l. Circular Castellated Beam adalah salah

satu model struktur yang dapat menghindari crack pada sudat bukaan atau lubang.

2. Adding plate pada web-post akan meningkatka kapsitaa dukung dan geser horizontal dari model Circular Castelleted Beam.

PEMBAHASAN

Dari basil perhitungan clidapat P maks. pada balok profil Circular Costella without Adding Plates sebesar 60, 72 kN dan P maks. pada balok Circular Castel/a dengan Adding Plates sebesar 82,33 kN, sehingga cliambil kesimpulan benda uji Circular Caste/la dengan Adding Plates lebih k.uat terhadap gaya lintang/beban titik.

Gambar 8. Grafik Diagram Beban-Tegangan Geser Horisontal Circular Castellated Beam with and without adding plate.

TepnpnGeserHorlsontal ,101MP1

-+-w/o Adding plate °"*"W/ Addding plate

40 35 30 25 20 10 5 15 0

0

20

z 6-0 :! Q.

80

100

JURNAL TEKNIK VOL. 1 NO. 2 / OKTOBER 2011