Studi tekuk torsi-lateral Stepped Beam baja profil I simetri ganda dengan menggunakan analisis keruntuhan

Abstract

Optimalisasi desain balok baja dapat dilakukan dengan cara membuat balok non-prismatis baja I, salah satu contoh balok non-prismatis adalah stepped beam. Stepped beam difabrikasi dengan cara menambahkan cover plate pada sebagian panjang flens tepat di lokasi gaya dalam momen lentur maksimum, sehingga balok mengalami perubahan penampang secara tiba-tiba. Balok yang dibebani lentur terhadap sumbu kuat akan mengalami kondisi batas tekuk torsi-lateral/ lateral-torsional buckling (LTB) pada segmen tak terbreis. Persamaan momen kritis LTB stepped beam belum dimuat di dalam spesifikasi AISC 360-16. Park (2004) menurunkan persamaan momen kritis stepped beam bentang menerus dengan analisis tekuk elastis. Oleh karena itu, persamaan momen kritis stepped beam dengan pembebanan transversal di pusat geser di atas tumpuan sederhana akan dikembangkan dengan analisis keruntuhan beserta perilaku dan bentuk keruntuhannya. Dari analisis yang sudah dilakukan, panjang cover plate terhadap panjang bentang (α) yang semakin panjang akan memperbesar nilai momen kritis balok prismatis secara signifikan. Pengaruh ketebalan cover plate hanya akan dominan pada rasio α yang panjang. Jarak antara dua tumpuan lateral (Lb) tidak mempengaruhi persentase kenaikan momen kritis stepped beam pada rasio α ≤ 0,333. Perilaku keruntuhan stepped beam menunjukkan bahwa pada rasio α yang semakin besar, keruntuhan yang terjadi akan semakin tiba-tiba. Nilai momen kritis balok prismatis dan stepped beam dihubungkan dengan beberapa koefisien. Hasil studi menyajikan faktor modifikasi tekuk torsi-lateral akibat ketidaksempurnaan geometri awal bentuk ragam pertama dengan amplitudo maksimum Lb/2000 (Cb1) dan koefisien stepped beam (Cst). Koefisien ini diperlukan untuk mengaproksimasi momen kritis stepped beam berdasarkan persamaan LTB AISC 360-16 untuk balok prismatis.