Ada sedikit bahan yang dapat digunakan untuk kuliah Struktur Baja, yaitu pertanyaan dari sdr. Made Pande sbb:
Yth. Pak Wiryanto,
Sebelumnya saya ucapkan terima kasih banyak atas segala ilmu dan informasi yang sudah dishare di blog bapak ini.
Saya memiliki pertanyaan, pak. Ini terkait dengan syarat faktor kelangsingan yang dibatasi dalam peraturan untuk struktur kolom/elemen tekan seperti bracing, yang harus memenuhi nilai k.l/r </= 200. Pertanyaannya adalah, apakah syarat kelangsingan ini mutlak harus dipenuhi ? Karena dalam banyak kasus, untuk memenuhi syarat kelangsingan ini, dimensi profil yang dibutuhkan cukup boros, padahal stress ratio yang didapatkan cukup kecil. Dan bukankah dalam perhitungan tegangan ijin untuk elemen tekan ini sudah memperhitungkan efek kelangsingan tersebut untuk menghindari bahaya tekuk buckling ? Jika stress ratio yang didapatkan dari tegangan ijin ini masih di bawah 0.2 (warna batang masih biru royo2), apakah syarat kelangsingan dapat kita abaikan untuk memperoleh profil yang lebih ekonomis ?
Bagaimana menurut Pak Wir mengenai permasalahan soal k.l/r ini ? Apakah menurut bapak, kita mutlak harus mengikuti persyaratan k/l/r < 200 dengan konsekuensi material menjadi boros ? Atau faktor kelangsingan ini dapat kita abaikan selama stress ratio-nya masih masuk ? Di dalam program SAP2000 pun jika syarat kelangsingan ini tidak terpenuhi, SAP2000 akan memberikan warning. Apa dampaknya dalam kondisi aktual jika kita mengabaikan warning kelangsingan ini? Apakah berbahaya pak ?
Mohon pencerahannya, Pak Wir. Terima kasih.
Baik, mari kita membahas pertanyaan di atas.
Sebelum membahas lebih lanjut, ada baiknya kita perlu tahu sejauh apa pemahaman kita tentang “kelangsingan“, “tekuk buckling“, atau “bracing“. Untuk itu mari kita ingat baik-baik, pada mata kuliah apa istilah-istilah tersebut mulai kita kenal. Apakah anda pernah membahas hal-hal tersebut selain di mata kuliah Struktur Baja.
Apakah ketika anda mempelajari berbagai metode analisis struktur maka hal-hal itu mempengaruhi hasilnya.
Atau mungkin pernahkan anda mendengar seorang dosen baja yang menyatakan bahwa pengaruh kelangsingan sebenarnya tidak dapat diketahui berdasarkan semua metode analisis struktur yang berbasis elastis linier. Tentang hal ini, saya telah melihat hampir semua analisis struktur klasik yang diajarkan di level S1 adalah berbasis elastis linier. Hanya satu yang termasuk metode inelastis nonlinier, yaitu metode plastis. Itupun biasanya diajarkan di mata kuliah Struktur Baja. Bahkan metode plastis inipun tidak bisa memperhitungkan pengaruh kelangsingan terhadap gaya-gaya yang dicari.
He, he, . . . kalau pertanyaan di atas disampaikan ke mahasiswa-mahasiswa di JTS UPH, khususnya yang menyimak kuliah yang aku berikan, maka tentu akan mudah menjawabnya. Saya mungkin sedikit dari dosen baja yang selalu berulang-ulang menyatakan hal tersebut. Apakah dosen-dosen anda juga seperti itu. Nggak usah malu, dosen struktur baja saya dulu di Jogja, rasanya juga tidak pernah berbicara hal tersebut. Aku menyebut dosen struktur baja yang di jogja (S1 di UGM dulu), maklum waktu kuliah S2 (UI) dan S3 (Unpar) aku tidak mengambil mata kuliah Struktur Baja secara formal. He, he jadi jangan heran jika style mengajarku tentang struktur baja agak berbeda dari dosen-dosen yang ada.
Mengapa aku berkata demikian, karena masalah kelangsingan, yang mengakibatkan terjadinya tekuk, adalah masalah non-linier geometri. Hanya analisis struktur yang mampu memperhitungkan perubahan geometri ketika dibebani, maka pengaruh kelangsingan dapat diperhitungkan. Jadi jelas, semua metode analisis struktur klasik yang diberikan dengan cara manual di level perguruan tinggi (S1), yang umumnya adalah analisis elastis linier, tidak dapat memperhitungkan hal tersebut.
Jadi untuk menjawab pertanyaan sdr Made Pande maka tentu menanyakan terlebih dahulu jenis analisis apa yang digunakan. Jika tidak ada opsi khusus yang diaktifkan di SAP2000 maka umumnya analisisnya adalah elastis linier. Itu berarti pengaruh kelangsingan batang tidak bisa secara otomatis diperhitungkan dalam mendapatkan gaya-gaya batang yang terjadi. Jadi misalnya, gaya-gaya yang bekerja adalah gaya gravitisi, maka jika diberikan bracing yang mengikat arah tegak lurus gaya, maka akibat gaya-gaya tersebut maka pada bracing tidak dihasilkan gaya-gaya reaksi. Gaya-gaya pada bracing akan keluar jika pada sistem struktur ditinjau beban tegak lurus struktur utama, misalnya beban angin dan sebagainya. Baru di situ akan keluar gaya-gaya batangnya.
Jadi pada analisis yang dilakukan, adanya gaya-gaya yang kecil, apakah itu sudah berarti memperhitungkan berbagai kombinasi gaya yang ada. Kalau memang relatif kecil dari berbagai kombinasi gaya tersebut, lalu pertanyaannya mengapa perlu bracing yang dimaksud. Jika itu adalah persyaratan desain (AISC) misalnya, dan benar-benar untuk persyaratan stabilitas maka tentu besarnya gaya tidak diambil dari hasil analisis (nggak akan keluar) tetapi harus mengikuti persyaratan desain juga. AISC atau tepatnya code Australia memberikan syarat bahwa bracing harus didesain minimum 2 – 5 % dari gaya tekan batang yang dibracing. Ini di buku Struktur Baja yang aku tulis, aku jelaskan panjang lebar.
Selanjutnya terkait batasan kl/r << 200. Itu sih persyaratan lama, yang didasarkan pada pengalaman. Pada AISC (2010) persyaratan yang dimaksud tidak ada. Engineer diberi kebebasan. Hanya saja disebutkan berdasarkan pengalaman empiris maka untuk elemen dengan kl/r > 200 sangat berisiko mengalami rusak, sejak awal. Karena terlalu langsing.
Tentang gaya yang kecil untuk batang langsing. Hati-hati, tekuk yang diakibatkan oleh kelangsingan adalah jenis keruntuhan stabilitas, yaitu keruntuhan yang dapat terjadi dibawah tegangan leleh, masih elastis. Jadi meskipun gaya yang terjadi kecil, maka batang dengan kl/r > 200 adalah sangat berisiko mengalami keruntuhan yang dimaksud.
Karena masalah stabilitas adalah masalah non-linier geometri, maka konfigurasi struktur dan bracing-bracing yang dipasang sangat berpengaruh. Itulah mengapa untuk evaluasinya perlu dilihat secara fisik. Tentang hal itu, SAP tidak dapat secara otomatis mengevaluasinya.
Tinggalkan komentar