Senin, 17 Oktober 2011

Spreadsheet Desain Struktur Baja sesuai SNI-Baja

Standar Nasional Indonesia
Standar Nasional Indonesia
SNI 03-1729-2002 adalah standar perencanaan untuk struktur baja, judul lengkapnya adalah "Tata Cara Perencanaan Bangunan Baja Untuk Gedung" terbitan
Departemen Pekerjaan Umum
dan
Badan Standar Nasional. Standar ini dalam "kehidupan sehari-hari" biasa dinamakan
SNI-Baja, atau lebih lengkap sedikit SNI-Baja-2002. Yaa.. soalnya beberapa perencana kadang masih menggunakan SNI-Baja versi lama, juragan sendiri lupa tahun berapa.Oiya, kalo searching di internet pake keyword "SNI perencanaan baja" hasilnya adalah sebagian besar menyediakan versi digital dari SNI-Baja ini, umumnya sih dalam bentuk pe-de-ef. Nah.. kali ini juragan agak-agak keluar jalur dikit lah. Juragan nggak mau "melayani mentah-mentah". Juragan mau bagi-bagi sedikit karya sederhana juragan dalam mengaplikasikan SNI-Baja tersebut.
Spreadsheet ini dibuat di MS Excel 2003, dan harusnya nggak ada masalah ketika dibuka di MS Excel versi 2007 atau yang lebih baru. Emang yang paling baru versi berapa ya? Duh, nggak sempat ngikutin perkembangan Mikroskop Opis. Anyway,.. isi dari spreadsheet ini adalah pengecekan atau perhitungan kapasitas momen lentur dan aksial tekan dari sebuah profil baja. Saat ini juragan baru membuat untuk profil WF dulu. Spreadsheet ini masih dalam tahap pengembangan, jadi mohon dimaklumi.
Spreadsheet desain baja
Preview speradsheet desain baja
Sedikit pengantar teori tentang desain baja terhadap momen lentur, hal yang paling dihindari pada sebuah elemen lentur (baca: balok) dari baja adalah keruntuhan karena Tekuk Torsi Lateral. (wuih...) Juragan yakin istilah ini sudah familiar sejak di bangku kuliah kan? Tekuk Torsi Lateral (TTL) terjadi pada kondisi berikut:
  • Momen utama dipikul oleh sumbu utama (sumbu kuat). Soalnya ada juga momen utama justru dipikul oleh sumbu lemah, seperti dalam kasus balok tidur. Jarang ditemui tapi tidak mustahil terjadi. Mudah-mudahan udah kebayang. Jadi, TTL cenderung terjadi pada balok berdiri, sementara pada balok tidur tidak akan terjadi TTL.
  • Jarak tumpuan cukup jauh, atau bentang bebasnya cukup panjang. Bentang bebas itu maksudnya bentang yang nggak ada sokongan di tengahnya.
  • Kelangsingan penampang. Penampang langsing cenderung gampang terserang TTL dibandingkan penampang gemuk.
Bagaimana sebenarnya wujud dan rupa TTL itu? Kalau istilah "defleksi balok" atau lendutan balok yang sering kita dengar pada umumnya mengacu kepada "translasi ke arah bawah (gravitasi)", secara balok kan dominan menahan beban gravitasi. Kalo TTL yang terjadi bukan hanya translasi ke bawah, tapi juga disertai puntiran (twist) yaitu rotasi terhadap sumbu penampang, dan kadang ada sedikit translasi ke samping (lateral). Luar biasa berbahaya. Yaa.. biar jelas, juragan bikin sedikit ilustrasi seperti sketsa di bawah.
rangka sederhana
rangka sederhana
Lumayan hancur juga ya gambarnya? Mohon maklum...  Garis putus-putus berwarna merah itulah kondisi TTL yang juragan maksud. Wah, mungkin nggak jelas ya? Kalo dilihat dari sisi potongan penampang, kira-kira seperti ini bentuknya.
tekuk_torsi_lateral_2
tekuk torsi lateral
Mudah-mudahan sudah terbayang.
Lantas...apa yang harus dilakukan? Salah satu solusinya adalah dengan memasang sokongan lateral, atau istilahnya kerennya "lateral support". Lateral support bisa mencegah terjadinya TTL. Di dalam SNI-Baja (dan juga AISC), ada batasan yang mengindikasikan apakah terjadi TTL atau tidak, yaitu batasan terhadap jarak antar sokongan lateral, disimbolkan L_b . Sementara batasannya ada 2, yaitu L_p , dan L_r .
  1. Jika L_b \le L_p , maka balok tersebut termasuk bentang pendek dimana penampang akan mencapai momen maksimum dalam kondisi leleh plastis sempurna (tanpa mengalami TTL).
  2. Jika L_b < L_b \le L_r , maka balok termasuk bentang menengah dimana penampang akan mengalami leleh pada saat mencapai momen ultimate, tapi juga terjadi TTL.
  3. Sementara itu, jika panjang L_b > L_p , maka balok termasuk bentang panjang, yaitu balok akan mengalami TTL tanpa leleh terlebih dahulu.
lateral_support
balok anak sebagai lateral support
Pada gambar di atas, balok anak bisa berfungsi sebagai lateral support, karena bisa mencegah terjadinya puntiran. Sehingga panjang L_b menjadi setengah dari panjang bentang keseluruhan. L_b ini harus dibandingkan lagi dengan L_p dan L_r

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar