11
JURNAL TEKNIK SIPIL Jurnal PROKONS Politeknik Negeri Malang 55 PENGARUH PERKUATAN PELAT TRANSVERSAL PADA PROFIL SIKU TUNGGAL TERHADAP KUAT AKSIAL TEKAN Adi Muljo Staf Pengajar Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Malang email: [email protected] Abstrak Kuat tekan batang homogen dan langsing menggunakan formulasi Euler Pcr = 2 EI /L 2, menunjukkan semakin panjang suatu elemen maka kekuatan tekuk (Pcr) dan tegangan tekuk (Fcr) suatu elemen semakin kecil, sehingga tegangan aksial tekan yang bekerja pada suatu elemen tekan banyak hal melebihi tegangan leleh dan/atau tegangan batasnya, untuk itu maka dalam kasus penggunaan propil siku tunggal upaya memperbesar ukuran profil dilakukan mengingat inersia minimum penampang diupayakan sebesar mungkin. Deformasi penampang profil siku akibat pengaruh gaya normal/aksial tekan mengakibatkan perubahan pergerakan kaki-kaki profil terhadap sumbu lemah, sehingga kajian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh pemberian perkuatan pelat transversal pada profil siku tunggal terhadap deformasi, kuat tekan aksial juga mengamati perilaku pelat transversal yang diharapkan berpotensi berfungsi sebagai pengaku (stiffener). Penelitian ini dilakukan terhadap benda uji profil siku tunggal L60x60x6 dengan tinggi benda uji 1200 mm. Pelat transversal sebagai perkuatan digunakan dari pelat baja berukuran 54x54x6 yang disambung dengan cara dilas pada dua sisi pelat yang menempel pada profil siku tunggal. Variasi benda uji diambil tanpa dan dengan menggunakan pelat perkuatan transversal ini adalah sebanyak 2, dan 4 buah. Penambahan pelat transversal sebagai perkuatan pada profil siku tunggal memberikan pengaruh yang positif terhadap deformasi lateral profil siku tunggal yang mengalami beban tekan. Dengan penambahan pelat transversal 2 buah, defleksi lateral profil turun sebesar 34,999 % sedangkan penambahan pelat transversal sebanyak 4 buah defleksi lateralnya turun sebesar 38,231 %. Kapasitas tegangan tekan profil siku tunggal yang diberi perkuatan pelat transversal meningkat sebesar 6,527 % untuk penambahan 2 buah pelat transversal dan 7,678 % untuk penambahan 4 buah pelat transversal. Pelat transversal sebagai penguat tidak cukup efektif menjadi pengaku ( stiffeners) bagi profil siku tunggal, hal ini ditunjukkan pada daerah yang diberi pelat perkuatan transversal masih mengalami deformasi akibat beban aksial yang bekerja. Kata-kata kunci: Pelat perkuatan transversal, tegangan aksial 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Penggunaan konstruksi baja sebagai struktur rangka yang terbuat dari elemen profil tunggal lazim digunakan untuk desain rangka ruang ,seperti diketahui gaya -dalam yang terjadi pada struktur rangka hanya merupakan gaya normal yaitu normal tarik atau normal tekan dimana analisis struktur untuk desain elemen elemen rangka mengacu pada kekuatan rencana bahan dan juga stabilitas elemen atau struktur. Profil siku tunggal mempunyai sumbu yang bukan hanya mengacu pada sumbu kartesius X dan Y, tetapi juga terhadap sumbu utamanya yaitu sumbu simetris yang memberikan momen inersia penampang maksimum ( Gambar 1 ), sehingga deformasi penampang siku tunggal yang mendapatkan pengaruh gaya aksial tekan akan menimbulkan pergerakan kaki-kaki profil terhadap sumbu lemah, dengan kata lain deformasi akan terjadi searah sumbu kuatnya (Gambar 2). Gambar 1. Sumbu utama profil siku

PENGARUH PERKUATAN PELAT TRANSVERSAL PADA PROFIL …

  • Upload
    others

  • View
    10

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: PENGARUH PERKUATAN PELAT TRANSVERSAL PADA PROFIL …

JURNAL TEKNIK SIPIL

Jurnal PROKONS Politeknik Negeri Malang 55

PENGARUH PERKUATAN PELAT TRANSVERSAL PADA PROFIL SIKU TUNGGAL TERHADAP KUAT AKSIAL TEKAN

Adi Muljo Staf Pengajar Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Malang

email: [email protected]

Abstrak

Kuat tekan batang homogen dan langsing menggunakan formulasi Euler Pcr =2EI /L

2, menunjukkan

semakin panjang suatu elemen maka kekuatan tekuk (Pcr) dan tegangan tekuk (Fcr) suatu elemen semakin kecil,

sehingga tegangan aksial tekan yang bekerja pada suatu elemen tekan banyak hal melebihi tegangan leleh dan/atau

tegangan batasnya, untuk itu maka dalam kasus penggunaan propil siku tunggal upaya memperbesar ukuran profil

dilakukan mengingat inersia minimum penampang diupayakan sebesar mungkin. Deformasi penampang profil siku

akibat pengaruh gaya normal/aksial tekan mengakibatkan perubahan pergerakan kaki-kaki profil terhadap sumbu

lemah, sehingga kajian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh pemberian perkuatan pelat transversal pada profil

siku tunggal terhadap deformasi, kuat tekan aksial juga mengamati perilaku pelat transversal yang diharapkan

berpotensi berfungsi sebagai pengaku (stiffener). Penelitian ini dilakukan terhadap benda uji profil siku tunggal

L60x60x6 dengan tinggi benda uji 1200 mm. Pelat transversal sebagai perkuatan digunakan dari pelat baja

berukuran 54x54x6 yang disambung dengan cara dilas pada dua sisi pelat yang menempel pada profil siku tunggal.

Variasi benda uji diambil tanpa dan dengan menggunakan pelat perkuatan transversal ini adalah sebanyak 2, dan 4

buah. Penambahan pelat transversal sebagai perkuatan pada profil siku tunggal memberikan pengaruh yang positif

terhadap deformasi lateral profil siku tunggal yang mengalami beban tekan. Dengan penambahan pelat transversal 2

buah, defleksi lateral profil turun sebesar 34,999 % sedangkan penambahan pelat transversal sebanyak 4 buah

defleksi lateralnya turun sebesar 38,231 %. Kapasitas tegangan tekan profil siku tunggal yang diberi perkuatan pelat

transversal meningkat sebesar 6,527 % untuk penambahan 2 buah pelat transversal dan 7,678 % untuk penambahan

4 buah pelat transversal. Pelat transversal sebagai penguat tidak cukup efektif menjadi pengaku (stiffeners) bagi

profil siku tunggal, hal ini ditunjukkan pada daerah yang diberi pelat perkuatan transversal masih mengalami

deformasi akibat beban aksial yang bekerja.

Kata-kata kunci: Pelat perkuatan transversal, tegangan aksial

1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Penggunaan konstruksi baja sebagai struktur rangka yang terbuat dari elemen profil tunggal lazim

digunakan untuk desain rangka ruang ,seperti diketahui gaya -dalam yang terjadi pada struktur rangka

hanya merupakan gaya normal yaitu normal tarik atau normal tekan dimana analisis struktur untuk desain

elemen elemen rangka mengacu pada kekuatan rencana bahan dan juga stabilitas elemen atau struktur.

Profil siku tunggal mempunyai sumbu yang bukan hanya mengacu pada sumbu kartesius X dan Y,

tetapi juga terhadap sumbu utamanya yaitu sumbu simetris yang memberikan momen inersia penampang

maksimum ( Gambar 1 ), sehingga deformasi penampang siku tunggal yang mendapatkan pengaruh gaya

aksial tekan akan menimbulkan pergerakan kaki-kaki profil terhadap sumbu lemah, dengan kata lain

deformasi akan terjadi searah sumbu kuatnya (Gambar 2).

Gambar 1. Sumbu utama profil siku

Page 2: PENGARUH PERKUATAN PELAT TRANSVERSAL PADA PROFIL …

JURNAL TEKNIK SIPIL

Jurnal PROKONS Politeknik Negeri Malang 56

Gambar 2. Arah gerak kaki siku-siku akibat aksial tekan

Memperbesar dimensi hakekatnya juga merupakan penambahan biaya konstruksi sekaligus

memperbesar berat struktur sehingga sangat berpotensi menyebabkan bertambah mahalnya struktur -

bawah (pondasi) , oleh karena itu dalam penelitian ini akan dilakukan pengujian profil siku tunggal tanpa

perkuatan pelat tranversal dan dengan pemberian perkuatan pada profil siku tunggal berupa pelat

transversal sebanyak 2 dan 4 buah yang dipasang sedemikian rupa sehingga panjang batang terbagi

menjadi lapang ganjil 3 dan 5 bagian ( Gambar 3 ) dengan harapan dapat menambah kapasitas beban

aksial tekan sekaligus memperkecil deformasi berupa lendutan profil siku tunggal yang mempunyai

kecenderungan berdeformasi terhadap sumbu lemah.

Gambar 3. Variansi benda uji profil siku tunggal

Dengan penambahan perkuatan pelat transversal diharapkan dapat menjadi pengekang sekaligus

menjadi pengaku (stiffeners) bagi elemen sehingga juga dapat berfungsi untuk memperpendek panjang

tekuk. Apabila perkuatan pelat transversal ini dapat bekerja sebagaimana yang diharapkan maka

pertambahan biaya struktur rangka dan bangunan struktur pondasi dapat ditekan.

1.2 Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang tersebut di atas maka kajian ini merumuskan masalah sebagai berikut :

1. Bagaimana pengaruh perkuatan pelat transversal terhadap deformasi profil siku tunggal.

2. Bagaimana pengaruh perkuatan pelat transversal terhadap kuat aksial profil siku tunggal.

3. Apakah pelat tranversal dapat berfungsi sebagai pengaku (stiffeners) bagi elemen profil siku tunggal.

Page 3: PENGARUH PERKUATAN PELAT TRANSVERSAL PADA PROFIL …

JURNAL TEKNIK SIPIL

Jurnal PROKONS Politeknik Negeri Malang 57

1.3 Tujuan Penelitian

Studi pada penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk :

1. Mengetahui pengaruh perbedaan pemberian jumlah perkuatan pelat transversal pada profil siku

tunggal terhadap deformasi lokal yang diakibatkan oleh beban aksial.

2. Mengetahui perilaku perbedaan pemberian jumlah pelat transversal yang dijadikan sebagai pengaku

(stiffener) pada profil siku tunggal.

3. Mengetahui pengaruh pemberian perkuatan pelat transversal pada profil siku tunggal terhadap

deformasi keseluruhan akibat beban aksial.

1.4 Batasan Masalah

Dalam kajian dari penelitian ini, batasan masalahnya adalah sebagai berikut :

1. Profil siku yang digunakan adalah yang ada di pasaran kota Malang..

2. Ukuran profil siku-siku sama kaki 60X60X6 kualitas SNI.

3. Panjang elemen uji 1200 mm dengan kondisi lurus.

4. Pelat transversal yang digunakan berukuran 54X54X6 diambil dari bagian profil siku.

5. Kedua ujung batang elemen uji diasumsikan sebagai jepit dengan dengan menggunakan 3(tiga) alat

sambung baut berdiameter 8 mm‟.

1.5 Kontribusi Penelitian

Apabila hasil kajian penelitian ini menunjukkan bahwa pelat perkuatan transversal yang diberikan

pada profil siku tunggal dapat berfungsi sebagai pengaku yang efektif untuk mencegah deformasi lateral

terhadap sumbu lemah juga mampu menambah kapasitas gaya aksial tekan pada profil siku tunggal maka

optimalisasi perencanaan struktur rangka elemen profil tunggal dapat dilakukan. Sehingga dalam

mendesain suatu struktur rangka dapat diperoleh suatu desain yang ekonomis tanpa mengurangi stabilitas

dan kekuatan struktur.

2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Uraian Umum

Bila kita meninjau batang yang mengalami tekanan aksial dengan berbagai macam sebutan, seperti

batang tekan, tiang, tongkat dan batang desak, batang ini hakikatnya jarang sekali mengalami tekanan

aksial saja. Namun, bila pembebanan ditata sedemikian rupa hingga pengekangan (restraint) rotasi ujung

batang dapat diabaikan atau beban dari batang-batang yang bertemu di ujung batang tekan bersifat sentris

maka pengaruh lentur sangat kecil dibandingkan tekanan langsung, sehingga batang tekan dapat

direncanakan dengan aman sebagai batang yang dibebani secara konsentris.

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa hanya batang tekan yang sangat pendek dapat dibebani

hingga tercapai tegangan lelehnya; tetapi keadaan yang umum adalah terjadi tekuk (buckling) atau

lenturan mendadak akibat ketidak-stabilan yang terjadi sebelum kekuatan bahan batang sepenuhnya

tercapai.

2.2 Tekuk Elastis Euler

Teori tekuk batang tekan pertama dikemukakan oleh Leonhardt Euler pada tahun1759, batang

dengan beban konsentris yang semula lurus dan semua seratnya tetap elastis hingga tekuk terjadi akan

mengalami lengkungan yang kecil. Walaupun Euler-hanya menyelidiki batang yang dijepit di salah satu

ujung dan bertumpuan sederhana (simply supported) di ujung lainnya, logika yang sama dapat diterapkan

pada batang tekan berujung sendi, yang tidak memiliki pengekang rotasi dan merupakan batang dengan

kekuatan tekuk kecil. Di suatu titik sejarak z, momen lentur Mz (terhadap sumbu x) pada batang yang

sedikit melengkung adalah:

Mz = Py ........................................................................................................................................................................................... (2.1)

Dan karena

Page 4: PENGARUH PERKUATAN PELAT TRANSVERSAL PADA PROFIL …

JURNAL TEKNIK SIPIL

Jurnal PROKONS Politeknik Negeri Malang 58

EI

M

dz

yd z2

2

.............................................................................................................. (2.2)

Persamaan diferensialnya menjadi

02

2

yEI

P

dz

yd

.......................................................................................................... (2.3)

bila K2 = P/EI, penyelesaian persamaan defensial linier berordo dua ini dinyatakan sebagai:

y=A sin kz + B cos kz ................................................................................................. (2.4)

Dengan menerapkan syarat batas: (a) y = 0 di z =0; dan (b) y = 0 di z = L, kita peroleh dari syarat

(a), B = 0; dan dari syarat (b),

0 = A sin kL ................................................................................................................. (2.5)

Persamaan 2.5 dapat dipenuhi oleh tiga keadaan; (a) konstanta A = 0, yaitu tidak ada lendutan; (b)

kL = 0, yaitu tidak ada beban luar; dan (c) kL = N , yakni syarat terjadinya tekuk. Jadi:

EI

P

L

N

2

2

22

L

EINP

............................................................................................................. (2.6)

Ragam (metode) tekuk dasar (pertama), yaitu lendutan dengan lengkungan tunggal (y = A sin kz/L

dari Persamaan 2.4), akan terjadi bila N – 1; dengan demikian, beban kritis Euler untuk batang tekan yang

bersendi di kedua ujungnya adalah:

2

2

L

EIPcr

................................................................................................................ (2.7)

atau bila dinyatakan dalam tegangan tekan rata-rata dan I = Agr2

2

2

/ rL

E

A

PF

g

cr

cr

.................................................................................................... (2.8)

Pendekatan Euler umumnya tidak digunakan untuk perencanaan karena tidak sesuai dengan hasil

percobaan; dalam praktek batang tekan panjang umumnya tidak sekuat seperti dinyatakan oleh persamaan

2.7, karena hakikatnya batang tekan masih mampu memikul beban aksial yang lebih besar walaupun telah

melentur, tetapi batang tekan mulai melentur pada saat mencapai beban yang disebut beban tekuk, yang

menyertakan pengaruh inelastis pada sejumlah atau semua serat penampang lintang.

2.3 Kekuatan Batang Tekan Dasar

Untuk menentukan kekuatan batang tekan dasar, kondisi batang tekan perlu diidealisasikan dengan

beberapa anggapan. ,yaitu :

1. Sifat tegangan-regangan tekan sama diseluruh titik pada penampang;

2. Tidak ada tegangan internal (recidual stress) seperti akibat pendinginan setelah penggilingan (rolling)

dan akibat penggelasan. mengenai bentuk dan kondisi ujung, kita dapat menganggap tetap.

3. Batang tekan lurus sempurna dan prismatis,

4. Konsentrasi beban bekerja melalui sumbu pusat batang sampai batang mulai melentur

5. Kondisi ujung harus statis tertentu sehingga panjang antara sendi-sendi akivalen dapat ditentukan

6. Teori lendutan yang kecil seperti pada lenturan yang umum berlaku dan gaya geser dapat diabaikan

7. Puntiran atau distorsi penampang lintang tidak terjadi selama melentur

Dengan anggapan-anggapan diatas dibuat, kekuatan suatu batang tekan dapat dinyatankan sebagai

2

2

/ rKL

E

A

PF t

cr

.................................................................................................... (2.9)

dengan P/A = tegangan rata-rata penampang

Et = modulus tangen pada anggapan P/A

Page 5: PENGARUH PERKUATAN PELAT TRANSVERSAL PADA PROFIL …

JURNAL TEKNIK SIPIL

Jurnal PROKONS Politeknik Negeri Malang 59

KL/r = angka kelangsingan efektif (ujung sendi ekivalen).

Dalam praktek, tekuk diartikan sebagai perbatasan antara lendutan stabil dan tak stabil pada batang

tekan sehingga dapat pula disebut ”beban bentuk praktis” ini sebagai ”beban batas (ultimate).”

Secara umum, tekuk elastis Euler untuk menentukan kekuatan batang dengan angka kelangsingan

yang besar, dan tegangan lelah Fy digunakan untuk batang tekan yang pendek, serta kurva transisi dipakai

untuk tekuk inelastis.

Gambar 4. Jangkauan kekuatan batang tekan yang umum terhadap angka kelangsingan , Sumber : Salmon, 1997

2.4 Panjang Efektif

Pada keadaan yang sesungguhnya, pengekangan momen diujung selalu ada dan titik belok pada

kurva bentuk tekuk terjadi di titik yang bukan merupakan ujung batang. Jarak antara titik- titik belok, baik

yang riil maupun imajiner, adalah panjang efektif atau panjang ujung sendi ekivalen untuk batang tekan.

Gambar 5. Faktor panjang efektif K dengan kondisi ujung yang ideal Sumber : SNI, 2002

3. PELAKSANAAN PENELITIAN

3.1 Persiapan

1. Pembuatan Benda Uji ( specimen ):

Persiapan penelitian ini adalah pembuatan benda uji batang yang akan ditekan terdiri dari 3 variansi,

yakni :1-batang profil siku tunggal 60X60X6 sepanjang 1200mm tanpa perkuatan ( diberi simbol TP )

dimana ujung-ujung batang dilobangi untuk baut diameter 8 mm sebanyak 3 buah, juga 2 batang

serupa lainnya dengan 2 pelat transversal( PV2 ) dan 4 pelat transversal( PV4 ) yang penempatannya

disusun sedemikian hingga panjang batang terbagi menjadi 3 dan 5 lapang. Perletakan benda uji

Page 6: PENGARUH PERKUATAN PELAT TRANSVERSAL PADA PROFIL …

JURNAL TEKNIK SIPIL

Jurnal PROKONS Politeknik Negeri Malang 60

diasumsikan terjepit, dimana kedua ujung benda uji diberi pengaku yang terbuat dari pelat sehingga

tidak menimbulkan rotasi pada kedua ujung benda uji pada saat pengujian.

2. Peralatan yang digunakan meliputi: main frame sebagai struktur utama tempat uji tekan, kelengkapan

pelat landasan dan tumpuan batang tekan, klem, hidrolik jack, dial gauge dan kelengkapannya, Tensile

test machine untuk uji properties serta kunci pengencang.

3. Pengujian pendahuluan dilakukan untuk mengetahui spesifikasi profil, yaitu uji tarik dari profil siku

sama kaki 60x60x6 untuk mengetahui diagram tegangan-regangan sekaligus sebagai data pelat

perkuatan.

4. Pelat perkuatan dihubungkan dengan profil menggunakan sambungan las, namun pengujian kekuatan

sambungan las tidak dilakukan, sehingga diambil asumsi kekuatan sambungan las sama dengan profil,

hal ini didukung pula oleh hasil pengujian karena tidak terjadi kegagalan pada sambungan las tersebut

3.2 Pelaksanaan Pengujian

Pembeban aksial diberikan pada salah satu ujung benda uji dengan menggunakan hydrolik jack,

sedangkan ujung lainnya menumpu pada main frame. Besarnya lendutan atau deformasi lateral diamati

dengan memasang dial gauge. yang diletakkan pada bagian tengah panjang tekuk efektif elemen atau

diantara pelat transversal yang terpasang untuk mengetahui besarnya deformasi pada benda uji. Uji

pembebanan benda uji, diakukan pada 3 buah benda uji yaitu benda uji tanpa perkuatan, benda uji dengan

jumlah pelat perkuatan 2 buah dan benda uji dengan jumlah pelat perkuatan 4 buah dengan perulangan

pembebanan sebanyak 3 kali.

Tabel 1. Rancangan Pengujian Profil Siku Tunggal

Benda Uji

Pengujian Tekan Profil Siku Tunggal

Tegangan Aksial (kg/cm2) Defleksi Lateral (mm)

1 2 3 1 2 3

TP

PV 2

P V4

3.3 Teknik Pengambilan Data

Berdasarkan uraian di atas bahwa pengujian yang dilakukan terdiri dari pengujian terhadap

propertis profil dan pelat perkuatan. Pengujian berikutnya adalah pengujian terhadap kuat aksial profil

siku baik tanpa perkuatan maupun dengan pelat perkuatan. Teknik pengambilan data kedua pengujian

tersebut berturut-turut sebagai berikut:

1. Uji kuat aksial profil

a. Menyiapkan benda uji dan alat uji

b. Meng- install benda uji sedemikian hingga tidak terjadi eksentrisitas pada saat pemberian beban.

Gambar 6. Posisi benda uji dan alat uji profil

c. Meletakkan dial gauge pada bagian tengah benda uji atau diantara pelat perkuatan pada arah X dan

arah Y seperti tampak pada Gambar 6.

Page 7: PENGARUH PERKUATAN PELAT TRANSVERSAL PADA PROFIL …

JURNAL TEKNIK SIPIL

Jurnal PROKONS Politeknik Negeri Malang 61

d. Setelah semua siap, dilakukan penekanan benda uji dengan alat uji hydrolik jack dengan kenaikan

beban setiap kelipatan 200 kg sekaligus melakukan pembacaan dial gauge. Demikian seterusnya

sampai mencapai beban P yang direncanakan.

e. Mengulangi kegiatan tersebut diatas untuk variansi benda uji yang lain.

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengujian

Hasil pada pengujian tarik baja profil siku dan pelat perkuatan seperti yang terlihat pada Tabel 2.

Kurva tegangan-regangan diberikan pada Gambar 7. Berdasarkan tabel dan kurva tersebut, terlihat bahwa

tegangan leleh profil L60x60x6 adalah 4116,447 kg/cm2 dengan tegangan putus sebesar 4536,74 kg/cm

2.

Tabel 2. Hasil Pengujian Tarik Baja Profil

Benda Uji Tegangan Leleh (fy)

Kg/cm2

Tegangan Putus

Kg/cm2

Profil Siku

L 60x60x6 4116,447 4536,74

Gambar 7. Kurva tegangan – regangan benda uji

Tabel 3. Lendutan pada arah X di tengah bentang

Tegangan vs Regangan Profil

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0.0

00

0.0

27

0.0

36

0.0

47

0.0

60

0.0

69

0.0

76

0.0

81

0.0

87

0.0

91

0.0

96

0.1

07

0.1

15

0.1

24

0.1

31

0.1

45

0.1

63

0.2

02

0.2

27

Regangan

Teg

an

ga

n (

kg

/cm

2)

Page 8: PENGARUH PERKUATAN PELAT TRANSVERSAL PADA PROFIL …

JURNAL TEKNIK SIPIL

Jurnal PROKONS Politeknik Negeri Malang 62

Tabel 4. Lendutan pada arah Y di tengah bentang

Tabel 5. Lendutan profil di tengah bentang

Page 9: PENGARUH PERKUATAN PELAT TRANSVERSAL PADA PROFIL …

JURNAL TEKNIK SIPIL

Jurnal PROKONS Politeknik Negeri Malang 63

4.2 Analisis dan Pembahasan

Hubungan antara gaya aksial P dan defleksi lateral di tengah bentang pada arah X, Y dan

resultannya, berturut-turut ditunjukkan pada gambar dibawah ini. Berdasarkan hasil pengujian seperti

tampak pada gambar tersebut, kemampuan profil yang diberi pelat perkuatan transversal lebih besar

dalam menerima beban. Hal ini ditunjukkan pada beban yang sama, lendutan yang terjadi pada profil

tanpa perkuatan (TP) lebih besar dibandingkan dengan profil yang diberi pelat perkuatan transversal.

Gambar 8. Hubungan Beban dan defleksi lateral arah X

Gambar 9. Hubungan Beban dan defleksi lateral arah Y

Gambar 10. Hubungan Beban dan defleksi lateral

Gaya vs Lendutan Arah X

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0.000 0.500 1.000 1.500 2.000

Lendutan (mm)

Ga

ya

(k

N)

TP

PV2

PV4

Gaya vs Lendutan Arah Y

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0.000 0.500 1.000 1.500 2.000

Lendutan (mm)

Ga

ya

(k

N)

TP

PV2

PV4

Gaya vs Resultan Lendutan

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500

Lendutan (mm)

Ga

ya

(k

N)

TP

PV2

PV4

Page 10: PENGARUH PERKUATAN PELAT TRANSVERSAL PADA PROFIL …

JURNAL TEKNIK SIPIL

Jurnal PROKONS Politeknik Negeri Malang 64

Perbedaan defleksi lateral yang terjadi pada profil TP dengan profil yang diberi pelat perkuatan

PV2 dan PV4, berdasarkan Tabel 6 di bawah ini, rata-rata peningkatan kemampuan profil memikul atau

menahan defleksi lateral meningkat 34,999 % pada profil dengan pelat perkuatan 2 buah dan 38,231%

untuk profil dengan 4 buah pelat perkuatan. Hal menunjukkan nilai yang cukup signifikan.

Tabel 6. Efektivitas pelat perkuatan menahan defleksi lateral

NO GAYA

kg

LENDUTAN (mm) % Peningkatan

TP PV 2 PV 4 TP vs PV 2 TP vs PV 4

1 0 0.000 0.000 0.000 0 0 2 200 0.284 0.073 0.164 74.184% 42.090%

3 400 0.480 0.186 0.238 61.263% 50.371%

4 600 0.585 0.240 0.316 59.021% 45.864%

5 800 0.732 0.349 0.395 52.352% 46.055%

6 1000 0.835 0.427 0.481 48.887% 42.426% 7 1200 1.018 0.590 0.542 42.033% 46.733%

8 1400 1.138 0.739 0.631 35.055% 44.489% 9 1600 1.240 0.877 0.696 29.274% 43.855%

10 1800 1.348 0.982 0.801 27.136% 40.611%

11 2000 1.488 1.085 0.903 27.092% 39.304% 12 2200 1.612 1.183 0.969 26.617% 39.883%

13 2400 1.731 1.310 1.113 24.284% 35.673% 14 2600 1.834 1.415 1.196 22.840% 34.810%

15 2800 1.999 1.492 1.303 25.353% 34.797% 16 3000 2.101 1.593 1.420 24.178% 32.395%

17 3200 2.197 1.760 1.580 19.878% 28.097%

18 3400 2.276 1.898 1.731 16.606% 23.967% 19 3600 2.348 2.021 1.955 13.927% 16.746%

Rata-rata = 34,999% 38,231%

Dengan memperhitungkan pengaruh defleksi lateral kecil, maka besarnya tegangan pada profil siku

baik tanpa pelat perkuatan maupun dengan penambahan pelat perkuatan ditunjukkan seperti tampak pada

Tabel 7.

Tabel 7. Efektifitas Pelat Perkuatan Transversal

NO Lendutan

(mm)

Tegangan Aksial (kg/cm2) % Peningkatan Tegangan

TP PV 2 PV 4 TP vs PV 2 TP vs PV 4

1 2.00 31.120 26.650 29.440 14.364% 5.398% 2 2.25 62.845 56.843 58.573 9.551% 6.798%

3 2.50 94.570 87.035 87.705 7.968% 7.259%

4 2.75 126.295 117.228 116.838 7.180% 7.488%

5 3.00 158.020 147.420 145.970 6.708% 7.626%

6 3.25 189.745 177.613 175.103 6.394% 7.717%

7 3.50 221.470 207.805 204.235 6.170% 7.782%

8 3.75 253.195 237.998 233.368 6.002% 7.831%

9 4.00 284.920 268.190 262.500 5.872% 7.869%

10 4.25 316.645 298.383 291.633 5.767% 7.899%

11 4.50 348.370 328.575 320.765 5.682% 7.924%

12 4.75 380.095 358.768 349.898 5.611% 7.945%

13 5.00 411.820 388.960 379.030 5.551% 7.962%

14 5.25 443.545 419.153 408.163 5.499% 7.977% 15 5.50 475.270 449.345 437.295 5.455% 7.990%

16 5.75 506.995 479.538 466.428 5.416% 8.002%

17 6.00 538.720 509.730 495.560 5.381% 8.012%

18 6.25 570.445 539.923 524.693 5.351% 8.020%

19 6.50 602.170 570.115 553.825 5.323% 8.028% 20 6.75 633.895 600.308 582.958 5.299% 8.036%

Rata-rata = 6,527% 7,678%

Page 11: PENGARUH PERKUATAN PELAT TRANSVERSAL PADA PROFIL …

JURNAL TEKNIK SIPIL

Jurnal PROKONS Politeknik Negeri Malang 65

Berdasarkan Tabel 7 tersebut, penambahan pelat transversal sebanyak 2 buah pada profil siku

tunggal memberikan tambahan tegangan rata-rata sebesar 6,527 % sedangkan penambahan 4 buah pelat

transversal sebagai penguat memberi tambahan kekuatan profil rata-rata sebesar 7,678 %. Secara teoritis

pemasangan pengaku pada elemen tekan sebanyak 2 dan 4 buah akan menyebabkan tegangan yang terjadi

turun sebesar 19,78 %. Sehingga efektivitas plat pengaku transversal sebesar :

Eff PV2 = %10078,19

527,6 = 32, 998%

Eff PV4 = %10078,19

678,7 = 38, 817%

Hasil tersebut menunjukkan bahwa penambahan pelat perkuatan sebagai pengaku (stiffners) pada

profil siku tidak cukup efektif dengan ditunjukkan masih adanya lendutan horisontal yang terjadi pada

daerah yang diberi pelat perkuatan transversal akibat beban aksial yang bekerja. . Hal ini dikarenakan

besarnya inersia minimum profil siku tunggal yang tidak berubah meski telah diberi plat transversal.

5. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil pengujian profil siku tunggal dengan/ atau tanpa pelat perkuatan transversal dapat

disimpulkan beberapa hal sebagai berikut :

1. Penambahan pelat transversal sebagai perkuatan profil siku tunggal memberikan pengaruh yang positif

terhadap deformasi lateral yang mengalami pembebanan aksial tekan. Dengan penambahan pelat

transversal 2 buah, defleksi lateral profil turun sebesar 41,11 % sedangkan penambahan pelat

transversal sebanyak 4 buah menyebabkan defleksi lateral profil turun sebesar 74,44 %.

2. Kapasitas tegangan profil siku tunggal yang diberi perkuatan pelat transversal akibat beban aksial

tekan meningkat sebesar 2,19 % untuk penambahan 2 buah pelat transversal, sedangkan penambahan

4 buah pelat transversal kapasitas tegangan meningkat sebesar 4,31 %.

3. Pemberian perkuatan pelat transversal pada siku tunggal masih menyebaban terjadinya deformasi

lateral tehadap sumbu lemah, artinya tidak sepenuhnya berpengaruh menahan deformasi.

6. DAFTAR PUSTAKA

Badan Standarisasi Nasional (BSN), 2002. Tatacara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung

SNI 03–1726–2002. Departemen Permukiman Dan Prasarana Wilayah.

Chajes, Alexander. 1974. Principles of Structural Stability Theory. Prentice-Hall, Inc. New Jersey.

MacGinley T.J. 1998. Steel Structures, Practical design Studies Second Edition. E & FN Spon, London and New York.

Salmon C.G dan John E Johnson, 1997. Struktur Baja, Desain dan Perilaku Edisi Kedua Jilid 1.

Dialihbahasakan oleh Ir. Wira MSCE. Penerbit Erlangga Jakarta.

Salmon C.G dan John E Johnson, 1997. Struktur Baja, Desain dan Perilaku Edisi Kedua Jilid 2.

Dialihbahasakan oleh Ir. Wira MSCE. Penerbit Erlangga Jakarta.

Spiegel L dan George F L. 1991. Desain Baja Struktural Terapan. Dialihbahasakan oleh Ir. Bambang Suryoatmono, MSc. PT. Eresco Bandung.