pengaruh sambungan pada batang tekan dan batang tarik


Pertanyaan saudara Ghomari cukup menarik. Mari kita baca bersama-sama:

MUHAMMAD GHOMARI
Submitted on 2011/01/27 at 17:28

Selamat sore Pak wir… Apa kabarnya pak ?

Menarik pembahasannya tentang AISC dan SNI. Seperti artikel yang pernah saya baca (kalo gak salah pak wir sendiri yang buat  …) Bahwa SNI mengadopsi dari AISC, dengan beberapa point yang berbeda. Tanpa dilengkapi komentar atau pun penjelasan sumbernya. Sehingga pemakaiannya pun seringkali membingungkan. Kalau saya sendiri lebih mudah memahami AISC daripada SNI karena lebih banyak literatur yang mendukung. Saya harapkan ada penjelasan dari Tim Penyusun SNI mengenai isi dari standar yang mereka keluarkan. (Seperti ACI Commentary gitu…)

==> Mumpung lagi bahas tentang AISC dan SNI Baja. Saya berharap pak wir berkenan menjawab pertanyaan saya.

Berikut pertanyaan saya :“Ketika pada perencanaan batang yang menerima beban aksial tarik dalam kontrol perhitungannya (kondisi batas) diperhitungkan juga mekanisme sambungan (adanya faktor Shear lag U dan blok shear rupture). Tetapi tidak pada perencanaan batang aksial tekan. Apakah sistem sambungan tidak mempengaruhi kekuatan batas pada batang tekan???”

Begitu pertanyaan saya pak, mohon dibantu …

Saya terus terang senang dengan pertanyaan semacam ini, karena yang bersangkutan telah berusaha mempelajarinya terlebih dahulu.  Jadi jawabannya juga bisa lebih bermutu tentunya.

Catatan : Pembahasan saya akan mengacu pada AISC 2005, jika belum punya down load di sini.

Langkah pertama sebelum kita membahas lebih lanjut adalah membaca baik-baik materi code tersebut. Ini spesifikasi perencanaan untuk batang tarik.

Chapter D terbatas untuk perencanaan gaya aksial tarik saja (axial tension acting through the centroidal axis). Dalam prakteknya tentu perlu dipertimbangkan eksentrisitas yang mungkin terjadi akibat cara penyambungan batang. Ingat ini belum tercover pada perhitungan Ae (effective net area) meskipun sudah memperhitungkan shear-lag.

Tidak adanya batas kelangsingan (slenderness limitation) menunjukkan bahwa kekuatan batang tarik ditentukan oleh kegagalan material dan bukan oleh stabilitas (buckling). Ini juga menunjukkan bahwa pemakaian material untuk batang tarik adalah sangat efisien, atau dengan kata lain bahwa penggunaan material mutu tinggi untuk batang tarik adalah tepat dan optimal.

Karena material menentukan, maka perlu terlebih dahulu mempelajari perilaku keruntuhan material dalam hal ini adalah baja konstruksi. Perilakunya dapat dilihat dari hubungan tegangan-regangan batang baja yang diuji uni-aksial sbb:

Ada dua kriteria kegagalan, yaitu [1] yielding dan [2] rupture. Ingat yang kita bahas adalah baja konstruksi, baja yang lain yang bukan termasuk baja konstruksi misalnya baja untuk mesin kendaraan atau baja untuk senjata militer. Baja konstruksi adalah baja yang kedua perilaku keruntuhan di atas dapat ditentukan secara jelas, dan juga kondisi keruntuhan keduanya tidak terjadi secara bersama-sama (itu artinya bajanya mempunyai daktilitas tertentu).

Untuk dapat mengkaitkan perencanaan batang tarik, tekan dan sambungan maka perilaku keruntuhan materila baja di atas perlu dipahami secara baik.

Apa yang dimaksud keruntuhan yielding. Jangan bayangkan keruntuhan yang dimaksud adalah seperti keruntuhan batu-bata yang jatuh berhamburan ketika ditata tinggi-tinggi tanpa perekat kemudian digoyang dari bawah. Bukan seperti itu. Mungkin penggunaan istilah keruntuhan untuk yielding disini agak kurang tepat, tetapi yang jelas ingin ditekankan bahwa keruntuhan yielding adalah bila tegangan pada penampang telah mengalami kondisi yielding. Apa itu yielding, yaitu suatu kondisi dimana ketika diberi gaya tambahan (lebih) ternyata pada penampang tidak terjadi peningkatan tegangan tetapi hanya terjadi penambahan deformasi. Pada gambar di atas adalah pada daerah PLASTIC.

Adanya penambahan deformasi ini menyebabkan terjadinya redistribusi tegangan, sehingga pada keseluruhan penampang mengalami tegangan leleh (yielding). Deformasi yang terjadi menyebabkan batang tarik bertambah panjang. Ingat dalam hal ini tidak terjadi retak.

Lalu bagaimana pengaruh adanya lobang pada saat distribusi tegangan tersebut.

Adanya lobang, menyebabkan pada penampang tersebut akan mengalami yielding terlebih dahulu. Ingat itu timbul karena tegangan ditentukan oleh luas penampang. Karena tercapai terlebih dahulu, maka bagian ini akan mengalami deformasi (regangan) yang lebih dahulu pula, yang akhirnya akan mencapai kondisi tegangan strain-hardening terlebih dahulu juga.

Ingat dari gambar tegangan-regangan di atas terlihat bahwa ketika strain hardening, maka tegangannya akan meningkat  dan lebih besar dari tegangan leleh (fy). Adanya peningkatan tegangan akan menyebabkan pengaruh lubang menjadi tidak signifikan sehingga distribusi tegangan berpindah ke bagian lain yang tidak ada lobangnya. Itulah mengapa pada persamaan D2-1, yaitu keruntuhan yielding ditentukan oleh penampang bruto (lobang tidak diperhitungkan).

Dari penjelasan perilaku yielding di atas, maka jelas perilaku strain hardening hanya terjadi pada daerah dengan penampang yang lebih kecil, dalam hal ini disebabkan oleh lubang pada baut. Adanya proses strain-hardening maka dimungkinkan pula mencapai kondisi tegangan ultimate-nya. Dimana jika itu dicapai maka batang akan mulai mengalami necking, mengecil dan  tidak lama lagi akhirnya rupture (sobek / retak) . Akhirnya batangnya putus sama sekali. Kondisi ultimate dan putus, sangat cepat (non-daktail). Untuk menghindari terjadinya keruntuhan ini maka digunakanlah persamaan D2-2.

Lalu bagaimana dengan batang tekan. Mari kita lihat materi code-nya.

Perhatikan pada penjelasan umum di atas. Bahwa nyata-nyata yang menentukan kekuatan tekan suatu batang adalah kondisi stabilitasnya (buckling) yang ditentukan oleh geometri penampang (bentuk penampang dan panjangnya). Juga tidak terlihat batasan terhadap kekuatan material (yielding dan rupture). Itu menunjukkan bahwa buckling lebih menentukan.

Dalam mengevaluasi kekuatan tekuk (buckling) mari kita lihat perilaku tekuk lentur yang umumnya terjadi pada pada double simetri.


Perhatikan  yang digunakan adalah luas bruto dan tegangan yielding. Tidak ada penggunaan fu (atau tengangan ultimate) yang keruntuhannya berupa rupture (retak). Ingat jika baja mengalami retak dan kemudian diberikan gaya tekan sentris maka otomatis retak tersebut akan  menutup (hilang). Jika diteruskan maka baja mengalami yielding. Ini menunjukkan bahwa faktor lokal pada batang yang umumnya berupa detail sambungan tidak menentukan.

Jadi jelas, dalam memperhitungkan batang desak, maka perilaku lokal (sambungan) tidak mempunyai pengaruh. Meskipun demikian perlu juga diperhatikan bahwa itu tidak berarti melupakan sistem sambungannya. Karena bagaimanapun maka sistem sambungan yang dipilih harus mampu menerima gaya yang bekerja pada batang tersebut.

Moga-moga membantu.

Salam saya dari Kampus Lippo Karawaci, Tangerang, Indonesia.

About these ads

18 thoughts on “pengaruh sambungan pada batang tekan dan batang tarik

  1. Ping balik: Tweets that mention pengaruh sambungan pada batang tekan dan batang tarik | The works of Wiryanto Dewobroto -- Topsy.com

  2. Selamat Malam Pak Wir. Salam Sejahtera.

    Saya salah satu mahasiswa perguruan tinggi di Surabaya. Saya termasuk salah satu penggemar tulisan-tulisan Bapak terutama yang ada sangkut pautnya sama struktur baja. Mumpung masih membahas soal “Tension & Compression “, yang ingin saya tanyakan : Untuk sambungan bracing ke balok induk ( Misalnya untuk sistem rangka bracing konsentrik khusus) yang menggunakan plat baja (plat simpul) sebagai alat sambungnya, apakah cukup dikontrol tarik (adanya faktor Shear lag U dan blok shear rupture) pada plat simpulnya , ataukah juga perlu di kontrol tekuk (akibat tekan ) pada plat simpul tersebut ?
    Terima Kasih.

    • Bracing konsentrik khusus –> untuk sistem struktur penahan lateral ya, gempa ?

      Ingat, bracing konsentrik perilaku keruntuhannya tidak daktail lho sehingga harus direncanakan sebagai element yang berperilaku elastis ketika menerima beban lateral.

      Jika tidak direncanakan terhadap beban tekan, dan hanya tarik maka bisa saja ketika menerima gaya tekan akan mengalami buckling (tertekuk) ketika hal tersebut terjadi dan jika bracing-nya saling menyilang maka yang akan bekerja adalah bracing yang menerima gaya tarik. Tetapi jika posisi bracing hanya satu arah, maka ketika menerima gaya tekan akan fail.

      Untuk plat simpul, pakai plat samping ya sehingga mekanisme kerja yang terjadi pada bautnya adalah geser. Jika demikian maka sebenarnya tidak ada perbedaan antara tarik atau tekan pada sistem sambungan tersebut. Tahunya hanya geser. Tentang tekuk pada plat tersebut, nah ini tergantung dari detailnya. Umumnya detail pelat sambungan dibuat sedekat mungkin sehingga daerah bebas juga tidak terlalu banyak (banyak kejepitnya) maka biasanya tekuk pelat tidak menentukan. Tetapi jika detailnya khusus, pelatnya terlihat banyak bebasnya, maka tentu perlu dichek terhadap tekuk. Yah, perlu judgement begitulah untuk detail sambungannya.

  3. Sebelumnya makasih pak Wir telah berkenan menjawab pertanyaan ini.
    Agak bingung nih pak, dengan statement berikut : “Ingat jika baja mengalami retak dan kemudian diberikan gaya tekan sentris maka otomatis retak tersebut akan menutup (hilang). Jika diteruskan maka baja mengalami yielding. Ini menunjukkan bahwa faktor lokal pada batang yang umumnya berupa detail sambungan tidak menentukan.”
    Baru tahu pak ada kasus seperti itu (maklum masih kurang baca buku pak… :-)). Kalau boleh pak wir, apa ada dokumentasi dan referensi mengenai kasus ini.
    Makasih sebelumnya …
    Salam kembali dari Unsri Indralaya, Sumatera Selatan …

    • Baru tahu pak ada kasus seperti itu

      Lho apa dosennya tidak mengajarkan perilaku keruntuhan baja daktail, yaitu, [1] yielding dan [2] rupture. Jika yielding sifatnya liat, material baja masih tetap solid (menyatu) hanya mengalami deformasi besar. Kondisi tersebut mengakibatkan redistribusi gaya-gaya, dan merupakan faktor penting pada baja konstruksi. Fenomena yielding itu yang selama ini banyak dijadikan kriteria batas untuk perencanaan elastis. Sedangkan fenomena rupture, pada kondisi dimana material baja mengalami semacam retak (terpisah) sifatnya lokal, yaitu mula-mula kecil dan jika tegangan tarik terjadi terus maka retak bertambah dan pada akhirnya putus. Fenomena terjadinya cepat sekali (non-daktail) , o ya perilaku keruntuhan ini terjadi sesaat tegangan ultimate tercapai, dan hanya dipertimbangkan pada perencanaan ultimate.

      Retak adalah kondisi mulai terpisah yang saling menjauh, itu hanya terjadi jika menerima gaya tarik. Sedangkan jika diberikan gaya yang berlawanan (tekan) maka retak akan menutup. Selanjutnya jika batangnya langsing maka stabilitas penampang (buckling) akan terjadi, tetapi jika efek kelangsingan tidak dominan maka terjadi yielding (dan terjadi penyebaran gaya).

      Yah belajar baja memang jangan mengandalkan diktat saja.

  4. Hmm… ternyata memang harus hati-hati angkat bicara dalam forum sebesar ini. Salah memilih kata, alhasil “kebodohan” lah yang terlihat. :-) Tapi gak apa-apa kok Pak Wir, yang penting saya dapat belajar banyak dari salah satu dosen terbaik di Indonesia.

    Jadi ingat kata-kata Yohannes Surya “Tidak ada orang yang bodoh di dunia ini, yang ada hanyalah orang yang tidak mendapat kesempatan belajar dari guru yang baik”. Saya sangat senang belajar dengan Pak Wir, membaca blog ini merasa membuat jadi orang yang pintar.

    Saya mengerti dengan penjelasan pak Wir, pak wir menjelaskan filosofinya. Memang selama ini yang selalu saya lakukan hanya mengandalkan rumus, sedikit sekali mengerti filosofi nya.

    pak Wir, makasih atas jawabannya. Saya masih perlu belajar lagi, mumpung masih mahasiswa harus mempersiapkan diri untuk dunia kerja ke depan. Jangan nanti tanpa mempersiapkan diri, sudah memikul tanggung jawab yang membahayakan masyarakat banyak.
    Terima Kasih.

    • Kata-kata pak Yohanes Surya betul sekali, kesempatan mendapatkan guru-guru yang baiklah kadang yang membedakan orang satu dengan yang lainnya. Pengalaman saya 10 tahun di dunia real, dan 10 tahun di dunia pendidikan, termasuk menempuh program doktoral tentu saja merupakan bekal yang dapat dianggap sebagai suatu anugrah, yang mana itu semua tentu saja tidak ada gunanya jika tidak disebarkan kepada masyarakat. Oleh karena itulah maka saya menulis di blog ini. Bahkan ternyata dengan memberikan ke publik, banyak juga akhirnya masukan-masukan dari masyarakat yang mungkin jika ketemu langsung adalah para pakar, yang akhirnya ilmu pengetahuan yang diperoleh menjadi bertambah-tambah saja. Kadang benar juga kata pepatah “banyak memberi, banyak menerima“.

      Sdr Gomari, adanya pertanyaan-pertanyaan anda juga ternyata dapat memancing pengetahuan yang mungkin dulu tidak terungkap di bawah sadar saya, sehingga akhirnya menjadi pengetahuan yang nyata dalam bentuk tertulis. Untuk itu diucapkan banyak terima kasih. Saya yakin sikap kritis anda jika dikembangkan, beberapa tahun lagi jelas pasti akan dapat berkembang baik dan harapannya akan lebih baik dari yang sekarang-sekarang yangd disebut para senior. Semoga anda menikmati bidang rekayasa struktur.

  5. Saya juga sangat familiar dan lancar dengan AISC apalagi AISC yang paling up to date.. kalau SNI sih saya kurang gitu paham, soalnya dari dulu saya belajar pake AISC …. I love AISC …

  6. malam pak, maaf mengganggu..
    saya mau nanya masalah peraturan gempa yg terbaru, apakah sudah diterbitkan?
    boleh dong bagi situs download gratisnya…
    hehehehe
    ditunggu, pak…

  7. Salam pak wir,
    Di AISC di chapter D untuk tension member disebutkan tidak adanya batas kelangsingan, tetapi di user notenya disebutkan rasio L/r tidak boleh melebihi 300, saya ingin bertanya apa yang mendasari sampai dicantumkan rokomendasi batasan kelangsingan ini.
    Apakah ada hubungannya antara kegagalan material pada batang tarik dan batasan kelangsingan yang direkomendasikan oleh AISC ini.

    Terimakasih Pak,

    Andri

    • Chapter D sudah ok, yaitu untuk perancangan batang tarik tidak ada batasan kelangsingannya seperti code yang lama. Meskipun demikian dalam prakteknya, karena tahapan konstruksi baja adalah fabrikasi – transportasi dan erection maka bisa-bisa jika L/r diabaikan, sehingga profilnya menjadi terlalu langsing maka bisa-bisa batang tersebut sudah rusak (melengkung akibat berat sendiri dan semacamnya) sebelum terpasang. Oleh karena itulah mengapa di user note pemakainya diberi catatan khusus atau tepatnya petunjuk praktis. Gitu lho jadi sebenarnya tidak terkait langsung dengan batang tersebut dalam kondisi terpasang.

  8. Artikel nya bgus sekali Pak Wir. Kebetulan saat ini saya bru mengambil mata kuliah Struktur Baja. Bgini, Pak Wir saya ingin bertanya mengenai sambungn Baja. Saya msih bingung mengenai sambungan apa yang paling baik dipergunakan untuk sebuah bagian struktur. Misalnya, untuk sambungan balok kolom, sambungan seperti apa yang pling baik untuk dipergunakan. Mohon juga referensi nya Pak Wir. Mohon bantuannya Pak Wir. Terima kasih

    • @Putu
      “Yang terbaik”.
      Ha, ha, ha, itulah yang namanya “engineering”, suatu ilmu yang tidak cukup hanya mengandalkan “science” saja, tetapi perlu “art”.

      Karena ada unsur “art” itulah maka sesuatu di bidang rekayasa adalah tidak mutlak juga. Jadi agar dapat disebut terbaik, maka perlu ditetapkan batasan-batasannya. Jadi tepatnya, setiap sistem sambungan pada konstruksi baja, khususnya balok-kolom mempunyai segi plus-minus. Bisa plus di sisi hitungan teoritisnya, tetapi minus dari sisi pelaksanaannya, dsb-nya. Untuk itulah kita belajar banyak sehingga bisa mengetahui untuk suatu kasus tertentu, ditinjau dari sisi perilaku struktur bajanya, proses pelaksanaannya dsb-nya, maka sistem sambungan yang dipilih adalah yang mempunyai sisi keuntunnga yang paling banyak.

      Jawabannya saya itu terlihat abstrak ya. Untuk yang baru belajar, maka pilihlah sistem sambungan yang umum dipakai dan yang paling terbukti. Sebagai petunjuk untuk sambungan adalah, bahwa sistem sambungan las secara teori adalah yang terbaik, dapat dihasilkan suatu sambungan baja yang monolit, tetapi masalahnya perlu pengawasan dan hasilnya tergantung dari keahlian welder-nya.

      Sedang sistem yang lain, adalah sistem sambungan baut mutu tinggi. Sistem ini relatif susah menghasilkan sistem sambungan yang monolit. Tetapi dari sisi pelaksanaan di lapangan tidak memerlukan keahlian setinggi tukang las, untuk menghasilkan sistem sambungan yang berkualitas.

      Itu saja dik. Meskipun tidak terjawab tuntas, tetapi jika adik menggeluti terus sistem sambungan maka pada akhirnya akan dapat terjawab sendiri. Inilah suatu sistem yang terbaik. Ok.

  9. Iya Pak Wir. Mnurut yang saya pelajari, kalau pakai sambungan las, kontrol pengerjaannya sangat sulit karena untuk pengelasan diperlukan pngawasan yang maksimal agar proses pengelasan nya baik. Tapi, kalau kita pakai sambungan baut kan ada faktor prlemahan pada pnmpang Baja krena ada lubang nya. Brarti kita pkai sambungan itu trgantung kbutuhan aja ya Pak? Untuk tipe-tipe sambungan nya gmna Pak? Misal nya untuk sambungan balok kolom baik nya memakai jenis smbungan sperti apa Pak? Saya msih blum mengerti untuk tipe sambungan dan di bagian struktur mana tipe sambungan trsebut dipergunakan. Terima kasih Pak Wir

    • Sambungan las untuk keberhasilannya tidak hanya butuh pengawasan, tetapi juga pengetahuan dari tukang las-nya. Itulah mengapa perlu sertifikasi las. Tentang hal ini, mungkin pengalaman teman-teman di migas akan lebih banyak tentang kualifikasi las, bayangkan saja, jika sambungannya tidak baik, bisa-bisa bocor. Jadi persyaratan di migas lebih ketat dibanding struktur, yang umumnya dituntut pada sisi kekuatannya saja.

      Tentang macam-macam sambungan, saya kemarin di seminarnya KS di Gran Melia cukup banyak yang saya ceritakan. Nanti deh materinya saya up-load, yang jelas materi yang saya buat saya belum pernah lihat orang lain membawakannya. Kamu lihat saja bukunya, banyak koq, juga ada versi ebooknya. Coba kamu cari di blog saya atau link ebook yang lain.

  10. Ping balik: baut mutu tinggi itu ternyata berbeda-beda, awas ! | The works of Wiryanto Dewobroto

  11. sebelumya slam knal pak,,sya peggemar blog bpak,,,pak mau nanya…perilaku sambungan pada struktur rangka baja terhadap beban gempa itu kayak gimana pak,,??

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s